Sisu
Tõenäoliselt liikusid esimesed keemilised reaktsioonid, mida koolis õppisite, ühes suunas; näiteks valatakse äädikas söögisoodat, et tekiks "vulkaan". Tegelikkuses tuleks enamikku reaktsioone illustreerida noolega, mis näitab mõlemat suunda, mis tähendab, et reaktsioon võib kulgeda mõlemat pidi. Süsteemi Gibbsi vaba energia väljaselgitamine pakub võimalust kindlaks teha, kas üks nool on teisest palju suurem; st kas reaktsioon kulgeb peaaegu alati ühes suunas või on nad mõlemad lähedased? Viimasel juhul kulgeb reaktsioon sama tõenäoliselt kui teine. Gibbsi vaba energia arvutamisel on kolm olulist tegurit: entalpia, entroopia ja temperatuur.
Entalpia
Entalpia on mõõt, mis näitab, kui palju energiat süsteemis on. Entalpia põhikomponent on sisemine energia ehk molekulide juhuslikust liikumisest tulenev energia. Entalpia pole molekulaarsidemete potentsiaalne energia ega liikuva süsteemi kineetiline energia. Tahke aine molekulid liiguvad palju vähem kui gaasi molekulid, seega on tahke aine entalpia väiksem. Teised entalpia arvutamise tegurid on süsteemi rõhk ja maht, mis on gaasisüsteemis kõige olulisemad. Entalüüfi muudetakse siis, kui töötate süsteemiga või lisate või lahutate soojust ja / või ainet.
Entroopia
Entroopiast võite mõelda kui süsteemi soojusenergia mõõtmest või süsteemi häire mõõtmest. Mõistamaks, kuidas need kaks on omavahel seotud, mõelge klaasile veele, mis külmub. Kui võtate soojusenergia veest eemale, lukustuvad vabalt ja juhuslikult liikuvad molekulid tahke ja väga korraliku jääkristalli külge. Sel juhul oli süsteemi entroopia muutus negatiivne; see muutus vähem segamatuks. Universumi tasandil kasvab entroopia alati.
Seos temperatuuriga
Entalpia ja entroopia on mõjutatud temperatuurist. Kui lisate süsteemile soojust, suurendate nii entroopiat kui ka entalpiat. Gibbsi vaba energia arvutamisel on temperatuur lisatud ka sõltumatu tegurina. Te arvutate Gibbsi vaba energia muutuse, korrutades temperatuuri entroopia muutusega ja lahutades saaduse süsteemi entalpia muutusest. Sellest näete, et temperatuur võib Gibbsi vaba energiat dramaatiliselt muuta.
Asjakohasus keemilistes reaktsioonides
Gibbsi vaba energia arvutamine on oluline, kuna selle abil saate kindlaks teha, kui tõenäoline on reaktsioon. Negatiivne entalpia ja positiivne entroopia soosivad edasist reaktsiooni. Positiivne entalpia ja negatiivne entroopia ei soosi edasist reaktsiooni; need reaktsioonid kulgevad vastupidises suunas, olenemata temperatuurist. Kui üks tegur soodustab reaktsiooni ja teine mitte, määrab temperatuur, millises suunas reaktsioon kulgeb. Kui Gibbsi vaba energia muutus on negatiivne, läheb reaktsioon edasi; kui see on positiivne, läheb see vastupidiselt. Kui see on null, on reaktsioon tasakaalus.