Ķīmijas pirmajās dienās ķīmiķi izmantoja terminu "afinitāte", lai aprakstītu spēku, kas atbild par ķīmiskajām reakcijām. Mūsdienu laikmetā radniecību sauc par Gibba enerģiju.
Definīcija
Gibbs bezmaksas enerģija ir atgriezeniska vai maksimāla darba potenciāla mērs, ko sistēma var veikt nemainīgā temperatūrā un spiedienā. Tas ir termodinamiskā īpašums, kuru 1876. gadā definēja Josiah Willard Gibbs, lai paredzētu, vai process notiks spontāni pastāvīgā temperatūrā un spiedienā. Gibbs bez enerģijas G ir definēts kā
G = H - TS
kur H, T, un S ir entalpija, temperatūra un entropija. SI Gibsa enerģijas vienība ir kilodžaule.
Izmaiņas Gibbs brīvajā enerģijā G atbilst brīvās enerģijas izmaiņām procesos nemainīgā temperatūrā un spiedienā. Gibbs enerģijas maiņas izmaiņas ir maksimālais nepaplašināšanas darbs, ko šādos apstākļos var iegūt slēgtā sistēmā; ΔG ir negatīvs spontāni procesi, pozitīvs nespontāni procesi, un nulle procesiem līdzsvara stāvoklī.
Gibba enerģija ir pazīstama arī kā (G), Gibsa brīvā enerģija, Gibsa enerģija vai Gibsa funkcija. Dažreiz terminu "bezmaksas entalpija" izmanto, lai to atšķirtu no Helmholtz enerģijas, kas nav brīva.
Ieteicamā terminoloģija Starptautiskā tīras un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC) ir Gibsa enerģija vai Gibsa funkcija.
Pozitīva un negatīva brīva enerģija
Gibsa enerģijas vērtības zīmi var izmantot, lai noteiktu, vai ķīmiskā reakcija notiek spontāni. Ja zīme par ΔG ir pozitīvs, lai reakcija notiktu, ir jāiegūst papildu enerģija. Ja zīme par ΔG ir negatīva, reakcija ir termodinamiski labvēlīgs un notiks spontāni.
Tomēr tas, ka reakcija notiek spontāni, nenozīmē, ka tā notiek ātri. Rūsa (dzelzs oksīds) no dzelzs veidojas spontāni, tomēr notiek pārāk lēni, lai to novērotu. Reakcija:
C(s)dimants → C(s)grafīts
ir arī negatīvs ΔG pie 25 C un 1 atmosfēras, tomēr dimanti, šķiet, spontāni nepārvēršas grafītā.