Calculadora da Energia Livre de Gibbs

Essa calculadora de energia livre de Gibbs é uma ferramenta Omni perfeita se você está procurando querendo saber se uma reação pode ou não ocorrer espontaneamente. A equação de energia livre de Gibbs, também conhecida como equação delta G, combina a relação entalpia versus entropia.

Os próximos parágrafos explicam como calcular a energia livre de Gibbs, fornecem as unidades de energia livre de Gibbs e mostram as aplicações desta calculadora de delta G. Para verificar a regra das fases, use a nossa calculadora de regra das fases de Gibbs 🇺🇸.

O que é a energia livre de Gibbs? Em termos algébricos, ela é conhecida como G, e é uma combinação de entalpia e entropia. O sinal na frente da energia livre de Gibbs indica a direção da reação química, desde que duas condições sejam atendidas:

• Temperatura constante; e
• Pressão constante.

Nesse caso, há duas opções possíveis, dependendo do que você obtém da fórmula do delta G:

1. Se ΔG > 0, a reação é não espontânea: a energia externa é crucial para a reação (você pode estimar isso com a nossa calculadora de energia de ativação 🇺🇸). Essa energia externa pode ser calor, um fóton ou qualquer outra fonte de energia.

2. Se ΔG < 0, a reação é espontânea: ela acontece sem nenhuma energia externa. Você não precisa adicionar nada; os átomos dentro da reação a inicializarão por si só.

A fórmula do delta G para você calcular a energia livre de Gibbs (a equação da energia livre de Gibbs) é a seguinte:

ΔG = ΔH - T ⋅ ΔS

onde:

• ΔG: variação da energia livre de Gibbs;
• ΔH: variação da entalpia;
• ΔS: variação da entropia; e
• T: temperatura em Kelvin.

Novamente, a resposta para "O que é energia de Gibbs?" é que ela combina entalpia versus entropia e sua relação.

A entalpia, aqui registrada como H, é um tipo de energia, sendo esta, a soma das energias internas das moléculas e o fluxo de energia. Por outro lado, a entropia, indicada como S, é uma medida da aleatoriedade das moléculas.

O sistema tenta alcançar a entalpia mínima e a entropia máxima o tempo todo.

A unidade de entalpia é o J, enquanto a unidade de entropia é J/K.

Portanto, podemos derivar a unidade de energia livre de Gibbs a partir da equação de energia livre, resultando em joules J.

Você também pode determinar o volume de um gás e o seu número de mols, com a nossa calculadora de temperatura e pressão padrão 🇺🇸.

Essa ferramenta aplica a fórmula a exemplos do dia a dia. Tudo o que você precisa saber são três das quatro variáveis: variação na entalpia (ΔH), variação na entropia (ΔS), temperatura (T) ou variação na energia livre de Gibbs (ΔG). Como a fórmula pode ser lida em qualquer direção, basta inserir todos os dados que você tem e calcular a incógnita desejada.

Para uma melhor compreensão, aqui estão todas as fórmulas que usamos:

• ΔG = ΔH - T ⋅ ΔS;

• ΔH = ΔG + T ⋅ ΔS; e

• ΔS = (ΔH - ΔG) / T.

Além de saber a teoria por trás da energia livre de Gibbs, é importante entender como ela pode ser aplicada. Por isso, preparamos um exemplo simples de como calcular a energia livre de Gibbs com essa ferramenta. Imagine que você tem uma reação e sabe sua entropia inicial, entalpia e que ela ocorre a 20°C. Além disso, você também tem dados sobre a entropia e a entalpia finais.

Agora, tudo o que você precisa descobrir é se a reação é espontânea ou se precisa de energia externa. Nesse caso, vamos calcular a energia livre de Gibbs!

Vamos trabalhar com a reação a seguir:

• Entalpia inicial: H₀ = 0;
• Entalpia final: H₁ = -92,22 kJ;
• Entropia inicial: S₀ = 583,65 J/K;
• Entropia final: S₁ = 384,9 J/K; e
• T = 20 °C = 20 + 273,15 = 293,15 K.

Portanto:

• ΔH = -92,22 kJ; e
• ΔS = -198,75 J/K = -0,19875 kJ/K.

A partir da fórmula do delta G:

ΔG = ΔH - T ⋅ ΔS

ΔG = -92,22 - (-0,19875 ⋅ 293,15)

ΔG = -33,96 kJ

O resultado da equação indica que delta G é menor que zero, o que significa que a reação é espontânea.