Gibbs-Energie Calculator
Verknüpfung zwischen Enthalpie, Entropie und Spontanität.
Formula first
Overview
Die Gibbs-Energie quantifiziert die maximale Menge an Nicht-Volumenarbeit, die aus einem thermodynamisch geschlossenen System bei konstantem Druck und konstanter Temperatur gewonnen werden kann. Sie dient als zentrales Kriterium für Spontanität, wobei ein negativer Wert anzeigt, dass eine Reaktion ohne äußere Energiezufuhr abläuft, indem Enthalpie und Entropie gegeneinander abgewogen werden.
Symbols
Variables
H = Enthalpy Change, S = Entropy Change, T = Temperature, G = Gibbs Free Energy
Apply it well
When To Use
When to use: Verwende diese Gleichung, um die Spontanität chemischer Reaktionen oder Phasenübergänge unter Bedingungen konstanten Drucks und konstanter Temperatur vorherzusagen. Sie ist besonders nützlich, wenn du die Temperatur bestimmen möchtest, bei der eine Reaktion von nicht-spontan zu spontan übergeht.
Why it matters: Diese Formel bildet die Grundlage der chemischen Energetik und ermöglicht es Wissenschaftlern, Gleichgewichtskonstanten zu berechnen und industrielle chemische Prozesse auszulegen. In der Biologie erklärt sie, wie Zellen ungünstige Reaktionen mit günstigen koppeln, um lebenserhaltende Stoffwechselwege anzutreiben.
Avoid these traps
Common Mistakes
- kJ und J vermischen
- Celsius statt Kelvin verwenden.
One free problem
Practice Problem
Eine Reaktion hat ΔH = -180 kJ/mol und ΔS = -0.15 kJ/(mol·K). Berechne ΔG bei T = 500 K. Ist die Reaktion bei dieser Temperatur spontan?
Hint: ΔG = ΔH - TΔS. Halte alle Einheiten in kJ/mol.
The full worked solution stays in the interactive walkthrough.
References
Sources
- Atkins' Physical Chemistry
- IUPAC Gold Book: Gibbs energy
- Wikipedia: Gibbs free energy
- IUPAC Gold Book: Enthalpy
- IUPAC Gold Book: Entropy
- Callen, Herbert B. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics
- Callen's Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics
- IUPAC Gold Book: Gibbs Free Energy