Gibbs fria energi, representerad som \(G\), är en värdefull termodynamisk funktion som används för att förutsäga spontaniteten och riktningen av en reaktion vid konstant temperatur och tryck. Så här hjälper Gibbs fria energi att bestämma spontanitet:

Negativ \(\Delta G\):Spontan reaktion

- Om förändringen i Gibbs fria energi (\(\Delta G\)) för en reaktion är negativ, indikerar det att reaktionen är spontan i framåtriktningen.

Positiv \(\Delta G\):Icke-spontan reaktion

- Ett positivt \(\Delta G\) innebär att reaktionen är icke-spontan i framåtriktningen. Reaktionen kommer inte att inträffa om inte någon extern energi tillförs.

Jämvikt vid \(\Delta G =0\):

- När \(\Delta G\) är lika med noll, är systemet i jämvikt. Det finns ingen nettotendens för reaktionen att fortsätta vare sig framåt eller bakåt.

Storleken på \(\Delta G\) ger också insikter om reaktionens fördelaktighet. En mer negativ \(\Delta G\) indikerar att reaktionen är mer spontan och fortskrider lättare mot fullbordan.

Denna förutsägelse av spontanitet baserad på Gibbs fria energi härrör från termodynamikens andra lag, som säger att alla isolerade system tenderar att öka entropin över tiden. Om Gibbs fria energiförändring för en reaktion är negativ, är förändringen i entropi positiv och reaktionen är spontan. Omvänt indikerar ett positivt \(\Delta G\) en minskning av entropi och icke-spontanitet.

För att sammanfatta, tecknet och storleken på Gibbs fria energiförändring (\(\Delta G\)) tillåter forskare att göra värdefulla förutsägelser om spontaniteten och fördelaktigheten hos en reaktion vid konstant temperatur och tryck.