Válts MeRSZ+ -ra!

MeRSZ online
okoskönyvtár

Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.

Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia

Szabadentalpia (szabadenergia)

A természetben önként végbemenő folyamatok az entalpiacsökkenés (a termodinamika I. fötétele) és az entrópianövekedés (a termodinamika II. főtétele) irányába mennek végbe. A spontán jelleg két kritériumát egyesítette J. W. Gibbs 1876-ban. Eredményei szerint egy önként lejátszódó folyamat entalpia- (vagy belsőenergia) csökkenése két részbó1 tevődik össze:
(a) az egyik rész szabadon átalakítható az energia más fajtájává, a rendszer munkavégző képességét jelenti;
(b) a másik rész ahhoz szükséges, hogy adott hőmérsékleten tartsa a rendszert, biztosítva annak rendezettségét (ill. rendezetlenségét), ezért energiává nem alakítható át.
Fogalmakkal kifejezve
 
entalpia = szabadentalpia + át nem alakítható energia,
 
ill. egyenlet formájában:
 
H=G+TS ,
 
ahol G a szabadentalpia és a rendszer maximális munkáját jelenti az egyensúlyi állapot eléréséig. A TS szorzat az át nem alakítható munkát jelöli. Értéke T = 0 K-en nullává válik, vagyis csak abszolút nulla hőmérsékleten lenne teljesen átalakítható az entalpia hasznos munkává (H = G).
A szabadentalpia-változást is a kezdeti és a végállapot határozza meg, értéke a fenti egyenlet alapján:
 
∆G = ∆H – T∆S .
 
Segítségével megjósolható, hogy egy folyamat spontán lejátszódik-e.
(1) ∆G < 0 a folyamat exergonikus és önként végbemegy,
(2) ∆G > 0 a folyamat endergonikus és önként nem játszódik le,
(3) ∆G = 0 egyensúlyi állapotban.
A fentiek alapján a Gibbs-féle szabadentalpia-változás meghatározza a kémiai folyamatok irányát. Az önként végbemenő reakciók szabadentalpia-csökkenéssel járnak és a rendszer egyensúlyba kerül környezetével, amikor a ∆G által biztosított hasznos munkavégzés megszűnik, azaz ∆G = 0.
 
Állandó térfogaton lejátszódó reakciókban nincs térfogati munka, ezért az entalpia-változás helyett belső energiaváltozással kell számolni. Az ilyen folyamatok hasznos munkavégzését a szabadenergia-változás írja le:
 
∆F = ∆E – T∆S .
 
A szabadenergia (F) és szabadentalpia (G) ugyan hasonló, de nem azonos fogalmak. Számos tankönyv a két fogalmat és betűjelüket felcserélve használja, ami biokémiai folyamatokban nem zavaró, mivel a térfogati munka elhanyagolható. Így a későbbi tanulmányokban gyakran találkozunk a szabadenergiával és rövidítésével, G-vel.
 
Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

Orvostudomány

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero
Kivonat
fullscreenclose
printsave