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아마도 학교에서 공부 한 첫 번째 화학 반응은 한 방향으로 움직였을 것입니다. 예를 들어, 식초는 베이킹 소다에 부어 "화산"을 만듭니다. 실제로 대부분의 반응은 각 방향을 가리키는 화살표로 표시되어야합니다. 즉, 반응이 양방향으로 진행될 수 있습니다. 시스템의 깁스 자유 에너지를 확인하면 한 화살표가 다른 화살표보다 훨씬 큰지 여부를 확인할 수 있습니다. 즉, 반응은 거의 항상 한 방향으로 진행됩니까, 아니면 같은 크기에 가깝습니까? 후자의 경우, 반응은 다른 방향으로 진행될 가능성이 높습니다. 깁스 자유 에너지를 계산하는 데 중요한 세 가지 요소는 엔탈피, 엔트로피 및 온도입니다.
엔탈피
엔탈피는 시스템에 얼마나 많은 에너지가 포함되어 있는지 측정 한 것입니다. 엔탈피의 주요 구성 요소는 내부 에너지 또는 분자의 무작위 이동으로 인한 에너지입니다. 엔탈피는 분자 결합의 잠재적 에너지 나 이동 시스템의 운동 에너지가 아닙니다. 고체의 분자는 가스의 분자보다 훨씬 적게 움직이므로 고체는 엔탈피가 적습니다. 엔탈피를 계산하는 다른 요인은 가스 시스템에서 가장 중요한 시스템의 압력과 부피입니다. 엔트로피는 시스템에서 작업하거나 열 및 / 또는 물질을 더하거나 빼면 변경됩니다.
엔트로피
엔트로피는 시스템의 열 에너지 측정 또는 시스템 장애 측정으로 생각할 수 있습니다. 이 두 가지가 어떻게 관련되어 있는지 보려면 얼어 붙은 물 한 잔에 대해 생각해보십시오. 물에서 열 에너지를 빼앗 으면 자유롭고 무작위로 움직이는 분자가 단단하고 질서 정연한 얼음 결정에 잠겨있게됩니다. 이 경우, 시스템의 엔트로피 변화는 부정적이었다. 덜 무질서 해졌다. 우주 수준에서 엔트로피는 항상 증가하고 있습니다.
온도와의 관계
엔탈피와 엔트로피는 온도의 영향을받습니다. 시스템에 열을 추가하면 엔트로피와 엔탈피가 증가합니다. 깁스 자유 에너지를 계산할 때 온도가 독립적 인 요소로 포함됩니다. 엔트로피의 변화에 온도를 곱하고 시스템 엔탈피의 변화에서 제품을 빼서 깁스 자유 에너지의 변화를 계산합니다. 이것으로부터 온도가 깁스 자유 에너지를 극적으로 변화시킬 수 있음을 알 수 있습니다.
화학 반응의 관련성
깁스 자유 에너지를 계산할 수있는 것은 반응이 발생할 가능성을 결정하는 데 사용할 수 있기 때문에 중요합니다. 부정적인 엔탈피와 긍정적 인 엔트로피는 앞으로의 반응을 선호합니다. 긍정적 인 엔탈피와 부정적인 엔트로피는 앞으로의 반응을 선호하지 않습니다. 이러한 반응은 온도에 관계없이 반대 방향으로 진행됩니다. 한 요인이 반응을 선호하고 다른 요인이 반응을 나타내지 않으면 온도는 반응이 진행되는 방향을 결정합니다. 깁스 자유 에너지의 변화가 부정적인 경우, 반응은 진행될 것입니다. 양수이면 반대로됩니다. 그것이 0 일 때, 반응은 평형 상태에있다.