Isi
Kemungkinan besar, reaksi kimia pertama yang Anda pelajari di sekolah bergerak dalam satu arah; misalnya, cuka dituangkan ke dalam soda kue untuk membuat "gunung berapi." Pada kenyataannya, sebagian besar reaksi harus diilustrasikan dengan panah yang menunjuk ke setiap arah, yang berarti reaksi dapat berjalan dua arah. Memastikan energi bebas Gibbs dari suatu sistem menawarkan cara untuk menentukan apakah satu panah jauh lebih besar daripada yang lain; yaitu, apakah reaksinya hampir selalu berjalan dalam satu arah, atau apakah keduanya sama dengan ukuran yang sama? Dalam kasus yang terakhir, reaksinya juga cenderung berjalan satu arah dengan yang lain. Tiga faktor penting dalam menghitung energi bebas Gibbs adalah entalpi, entropi, dan suhu.
Enthalpy
Enthalpy adalah ukuran seberapa banyak energi yang terkandung dalam suatu sistem. Komponen utama entalpi adalah energi internal, atau energi dari pergerakan acak molekul. Enthalpy bukanlah energi potensial dari ikatan molekul maupun energi kinetik dari sistem yang bergerak. Molekul dalam padatan bergerak jauh lebih sedikit daripada gas, sehingga padatan memiliki entalpi lebih sedikit. Faktor lain dalam menghitung entalpi adalah tekanan dan volume sistem, yang paling penting dalam sistem gas. Enthalphy diubah ketika Anda mengerjakan suatu sistem, atau jika Anda menambah atau mengurangi panas dan / atau materi.
Entropi
Anda dapat menganggap entropi sebagai ukuran energi termal suatu sistem atau sebagai ukuran gangguan sistem. Untuk melihat bagaimana keduanya terkait, pikirkan tentang segelas air yang membeku. Ketika Anda mengambil energi panas dari air, molekul-molekul yang bergerak bebas dan acak terkurung dalam kristal es yang padat dan sangat teratur. Dalam hal ini, perubahan entropi untuk sistem adalah negatif; itu menjadi kurang teratur. Di tingkat alam semesta, entropi selalu meningkat.
Hubungan dengan Suhu
Entalpi dan entropi dipengaruhi oleh suhu. Jika Anda menambahkan panas ke sistem, Anda akan meningkatkan entropi dan entalpi. Suhu juga dimasukkan sebagai faktor independen dalam menghitung energi bebas Gibbs. Anda menghitung perubahan energi bebas Gibbs dengan mengalikan suhu dengan perubahan entropi, dan mengurangi produk dari perubahan entalpi untuk sistem. Dari sini, Anda dapat melihat bahwa suhu dapat secara dramatis mengubah energi bebas Gibbs.
Relevansi dalam Reaksi Kimia
Mampu menghitung energi bebas Gibbs adalah penting karena Anda dapat menggunakannya untuk menentukan seberapa besar kemungkinan reaksi terjadi. Entalpi negatif dan entropi positif mendukung reaksi ke depan. Entalpi positif dan entropi negatif tidak mendukung reaksi ke depan; reaksi-reaksi ini akan bergerak dalam arah sebaliknya, tanpa memandang suhu. Ketika satu faktor mendukung reaksi dan yang lainnya tidak, suhu menentukan ke arah mana reaksi akan pergi. Jika perubahan energi bebas Gibbs negatif, reaksi akan berlanjut; jika positif, itu akan terbalik. Ketika nol, reaksi berada pada kesetimbangan.