Förmodligen gick de första kemiska reaktionerna du studerade i skolan i en riktning; till exempel ättika hälldes i natron för att göra en "vulkan". I verkligheten bör de flesta reaktionerna illustreras med en pil som pekar i varje riktning, vilket betyder att reaktionen kan gå på båda hållen. Att fastställa Gibbs fria energi i ett system erbjuder ett sätt att avgöra om en pil är mycket större än den andra; d.v.s. går reaktionen nästan alltid i en riktning, eller är de båda nästan lika stora? I det senare fallet är reaktionen lika sannolikt att gå en väg som den andra. De tre kritiska faktorerna för att beräkna Gibbs fria energi är enthalpi, entropi och temperatur.

Entalpiska

Enthalpy är ett mått på hur mycket energi som ingår i ett system. En primär komponent i entalpy är inre energi, eller energin från slumpmässig rörelse av molekyler. Entalalp är varken den potentiella energin hos molekylära bindningar eller den rörliga energin hos ett rörligt system. Molekylerna i ett fast ämne rör sig mycket mindre än gasen, så det fasta har mindre enthalpi. De andra faktorerna vid beräkning av entalpy är systemets tryck och volym, vilket är viktigast i ett gassystem. Entali förändras när du arbetar på ett system, eller om du lägger till eller subtraherar värme och /eller materia.

Entropi

Du kan tänka på entropi som ett mått på den termiska energin hos en system eller som ett mått på systemets störning. För att se hur de två är relaterade, tänk på ett glas vatten som fryser. När du tar bort värmeenergi från vattnet blir de molekyler som rör sig fritt och slumpmässigt låsta i en fast och mycket beställd iskristall. I detta fall var förändringen i entropi för systemet negativ; det blev mindre oordning. På universumsnivå ökar entropin alltid.

Förhållande till temperatur

Entali och entropi påverkas av temperaturen. Om du lägger till värme i systemet ökar du både entropi och entalpy. Temperatur ingår också som en oberoende faktor vid beräkning av Gibbs fri energi. Du beräknar förändringen i Gibbs fria energi genom att multiplicera temperaturen genom förändringen av entropi och subtrahera produkten från förändringen i entalpy för systemet. Från det här kan du se att temperaturen kan förändra Gibbs fria energi dramatiskt.

Relevans i kemiska reaktioner

Att kunna beräkna Gibbs fria energi är viktig eftersom du kan använda den för att bestämma hur sannolikt en reaktion ska inträffa. Negativ enthalpi och positiv entropi gynnar en reaktion framåt. Positiv enthalpi och negativ entropi gynnar inte en reaktion framåt; Dessa reaktioner kommer att gå i omvänd riktning, oavsett temperatur. När en faktor gynnar reaktionen och den andra inte, bestämmer temperaturen vilken riktning reaktionen kommer att gå. Om förändringen i Gibbs fria energi är negativ kommer reaktionen att gå framåt; Om det är positivt, kommer det att gå omvändt. När det är noll är reaktionen vid jämvikt.