U ranim danima kemije, kemičari su koristili izraz "afinitet" kako bi opisali silu odgovornu za kemijske reakcije. U moderno doba afinitet nazivamo Gibbsova slobodna energija.
definicija
Gibbs slobodna energija je mjera potencijala za reverzibilni ili maksimalni rad koji sustav može izvesti pri konstantnoj temperaturi i tlaku. To je termodinamičan svojstvo koje je 1876. definirao Josiah Willard Gibbs kako bi predvidio hoće li se proces spontano pojaviti pri konstantnoj temperaturi i tlaku. Gibbs besplatnu energiju G je definirano kao
G = H - TS
gdje H, T, i S su entalpija, temperaturu i entropiju. SI jedinica za Gibbsovu energiju je kilodžula.
Promjene Gibbsove besplatne energije G odgovaraju promjenama slobodne energije za procese pri konstantnoj temperaturi i tlaku. Promjena Gibbsove besplatne promjene energije maksimalno je neširenje rada koje se u ovim uvjetima može dobiti u zatvorenom sustavu; ΔG je negativan za spontani procesi, pozitivno za nespontani procesi, a nula za ravnotežne procese.
Gibbsova besplatna energija također se naziva i (G), Gibbsova slobodna energija, Gibbsova energija ili Gibbs funkcija. Ponekad se koristi izraz "slobodna entalpija" da bi se razlikovao od Helmholtz-ove slobodne energije.
Terminologija koju preporučuje UN Međunarodna unija čiste i primijenjene kemije (IUPAC) je Gibbsova energija ili Gibbsova funkcija.
Pozitivna i negativna slobodna energija
Znak Gibbsove energetske vrijednosti može se upotrijebiti za utvrđivanje da li se kemijska reakcija odvija spontano ili ne. Ako je znak za ΔG je pozitivno, za reakciju se mora uložiti dodatna energija. Ako je znak za ΔG je negativna, reakcija je termodinamički povoljno i dogodit će se spontano.
Međutim, samo što reakcija nastaje spontano ne znači da se događa brzo. Stvaranje rđe (željezovog oksida) iz željeza je spontano, ali se odvija prelagano da bi se primijetilo. Reakcija:
C(S)dijamant → C(S)grafit
također ima negativ ΔG pri 25 C i 1 atmosferi, međutim, čini se da dijamanti nisu spontano promijenjeni u grafit.