Gibbsning erkin energiyasi va spontanlik (oʻz-oʻzidan sodir boʻlish)

Asosiy tushunchalar

• Termodinamikaning ikkinchi qonuniga koʻra borliqning entropiyasi spontan (oʻz-oʻzidan sodir boʻladigan) jarayonlar natijasida doimiy ravishda oshib boradi: $\Delta \text {S}_{\text{borliq}}=\Delta \text {S}_{\text{sistema}} + \Delta \text {S}_{\text{atrof-muhit}} > 0$delta, start text, S, end text, start subscript, start text, b, o, r, l, i, q, end text, end subscript, equals, delta, start text, S, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, plus, delta, start text, S, end text, start subscript, start text, a, t, r, o, f, negative, m, u, h, i, t, end text, end subscript, is greater than, 0
• Oʻzgarmas bosim va haroratda Gibbs erkin energiyasining oʻzgarishi $\Delta \text G = \Delta \text H - \text{T}\Delta \text S$delta, start text, G, end text, equals, delta, start text, H, end text, minus, start text, T, end text, delta, start text, S, end text formula bilan aniqlanadi.
• $\Delta \text G$delta, start text, G, end text manfiy boʻlsa, jarayon oʻz-oʻzidan boradi va ekzergonik deb ataladi.
• Spontan jarayonlar haroratga bogʻliq boʻladi.

Spontan (oʻz-oʻzidan sodir boʻladigan) jarayonlar

Gibbsning erkin energiyasi va spontanlik (oʻz-oʻzidan sodir boʻlish)

• Agar $\Delta \text G<0$delta, start text, G, end text, is less than, 0 boʻlsa, jarayon ekzergonik boʻladi va koʻproq mahsulot hosil boʻlib, oʻz-oʻzidan toʻgʻri yoʻnalishda ketadi.
• Agar $\Delta \text G>0$delta, start text, G, end text, is greater than, 0 boʻlsa, jarayon endergonik boʻladi va oʻz-oʻzicha toʻgʻri yoʻnalishda ketmaydi. Aksincha, teskari yoʻnalishga, boshlangʻich mahsulotlar hosil boʻlishi tomon ketadi.
• Agar $\Delta \text G=0$delta, start text, G, end text, equals, 0 boʻlsa, sistema muvozanatda boʻladi va mahsulot va reagentning konsentratsiyasi oʻzgarmas boʻlib qoladi.

  [Muvozanat nima?]

Gibbs erkin energiyasi oʻzgarishini hisoblash

• Bogʻ entalpiyasidan foydalanib $\Delta \text H_{\text{reaksiya}}$delta, start text, H, end text, start subscript, start text, r, e, a, k, s, i, y, a, end text, end subscript ni hisoblash
• Standart hosil boʻlish issiqligidan $\Delta_h \text H^\circ$delta, start subscript, h, end subscript, start text, H, end text, degrees foydalanib, $\Delta \text H$delta, start text, H, end text ni hisoblash
• Standart qiymatlar jadvalidan foydalanib $\Delta \text H$delta, start text, H, end text va $\Delta \text S$delta, start text, S, end text ni hisoblash

Nima uchun $\Delta \text G$delta, start text, G, end text manfiy?

• entalpiyaning oʻzgarishi $\Delta \text H_{\text{sistema}}$delta, start text, H, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript
• harorat $\text T$start text, T, end text
• entropiyaning oʻzgarishi $\Delta \text S_{\text{sistema}}$delta, start text, S, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript

• Jarayon ekzotermik boʻlsa ($\Delta \text H_{\text{sistema}}<0$delta, start text, H, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is less than, 0) va sistema entropiyasi ortsa ($\Delta \text S_{\text{sistema}}>0$delta, start text, S, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is greater than, 0) $\Delta \text G_{\text{sistema}}$delta, start text, G, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript ning ishorasi har qanday haroratda manfiy boʻladi. Demak, jarayon har doim spontan boʻladi, yaʼni oʻz-oʻzidan boradi.
• Jarayon endotermik boʻlib, $\Delta \text H_{\text{sistema}}>0$delta, start text, H, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is greater than, 0, sistemaning entropiyasi kamaysa $\Delta \text S_{\text{sistema}}<0$delta, start text, S, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is less than, 0 $\Delta \text G$delta, start text, G, end text ning ishorasi barcha haroratlarda musbat boʻladi. Demak, jarayon hech qachon spontan boʻlmaydi.

• Sistemaning entropiyasini kamaytiradigan ($\Delta \text S_\text{sistema}<0$delta, start text, S, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is less than, 0) ekzotermik reaksiyalar ($\Delta \text H_\text{sistema}<0$delta, start text, H, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is less than, 0) past temperaturalarda oʻz-oʻzidan boradi.
• Sistemaning entropiyasini orttiradigan ($\Delta \text S_\text{sistema}>0$delta, start text, S, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is greater than, 0) endotermik reaksiyalar ($\Delta \text H_\text{sistema}>0$delta, start text, H, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, is greater than, 0) yuqori temperaturalarda oʻz-oʻzidan boradi.

$1$1-masala: eriyotgan muzning $\Delta \text G$delta, start text, G, end text qiymatini topish

$\Delta \text G$delta, start text, G, end text ning boshqa tatbiqlari: oldindan aytib berish

• Kimyoviy muvozanatdagi muvozanat konstantasi $\text K$start text, K, end text bilan $\Delta \text G$delta, start text, G, end text bogʻliqligi.
• Elektrokimyodagi elektr yurituvchi kuch $\text E_\text{eyuk}$start text, E, end text, start subscript, start text, e, y, u, k, end text, end subscript bilan $\Delta \text G$delta, start text, G, end text ning bogʻliqligi.

Xulosa

• Termodinamikaning ikkinchi qonuniga koʻra borliqning entropiyasi spontan jarayonlar natijasida doimo ortib boradi: $\Delta \text {S}_{\text{borliq}}=\Delta \text {S}_{\text{sistema}} + \Delta \text {S}_{\text{atrof-muhit}} > 0$delta, start text, S, end text, start subscript, start text, b, o, r, l, i, q, end text, end subscript, equals, delta, start text, S, end text, start subscript, start text, s, i, s, t, e, m, a, end text, end subscript, plus, delta, start text, S, end text, start subscript, start text, a, t, r, o, f, negative, m, u, h, i, t, end text, end subscript, is greater than, 0
• Oʻzgarmas bosim va temperaturada Gibbs erkin energiyasining oʻzgarishi $\Delta \text G = \Delta \text H - \text{T}\Delta \text S$delta, start text, G, end text, equals, delta, start text, H, end text, minus, start text, T, end text, delta, start text, S, end text ga teng boʻladi.
• $\Delta \text G$delta, start text, G, end text manfiy boʻlsa, jarayon oʻz-oʻzidan boradi va ekzergonik deb ataladi.
• $\Delta \text H$delta, start text, H, end text va $\Delta \text S$delta, start text, S, end text ning ishorasiga qarab, turli haroratlarda jarayonning spontanligi (oʻz-oʻzicha borish imkoniyati) oʻzgarishi mumkin.

Urinib koʻring!