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Intro ......

 

그리고 엔트로피에 대한 그의 해석 등은 여전히 그 중요성이 강조되고 있다. [ 본 론 ] Ⅰ. ① △G[0이면,평형상수는 온도와 압력에 의존성이 있는데, 반응은 정방향으로 자발적이다. 생성 Gibbs engergy가 음인 화합물을 자유에너지 감소 △fG°가 양인 화합물을 자유에너지가 증가한다. Gibbs free Energy 1. 일정한 온도(T)와 압력(P)에서 일어나는 화학반응의 자발성 여부와 △G의 부호는 다음과 같은 간단한 관계가 성립된다. 이러한 깁스의 자유에너지는 열역학 법칙중 제1법칙과 제2법칙을 혼합한 새로운 열역학 함수 있다. 한편으로는 남북전쟁 덕분에 미국은 발명의 시대를 맞이하게 되었다. 대부분 화합물은 감소 화합물이다. 남북전쟁중 에디슨이 맹렬하게 그의 발명력을 발휘하였고, 그와 대중사이의 창구가 되어주었다. ③ △G]0이면, 반응은 평형상태이다. 평형 상태에 도달하는 과정은 반응물 쪽에서뿐만 아니라 생성물 쪽에서도 가능하다. *** Willard Gibbs (1839-1903) 미국의 수리물리학자이자 열역학을 화학에  ......

 

 

Index & Contents

자연과학 올립니다 물리화학 올립니다 깁스 프리 에너지와 평형상수와의 관계

 

[자연과학] [물리화학] 깁스 프리 에너지와 평형상수와의 관계

 

[ 서 론 ]

 

깁스의 자유에너지는 평형과 밀접한 관계에 있다. 깁스의 자유 에너지 값이 0이 되면 평형이다라고 한다. 이러한 깁스의 자유에너지는 열역학 법칙중 제1법칙과 제2법칙을 혼합한 새로운 열역학 함수 있다. 이는 제1법칙과 제2법칙을 동시에 만족시키는 조건인 자발성의 기준이 된다.

평형상수는 온도와 압력에 의존성이 있는데, 이러한 깁스의 자유에너지와 평형 상수와의 관계에 대해 알아보자.

 

*** Willard Gibbs (1839-1903)

미국의 수리물리학자이자 열역학을 화학에 응용한 윌라드 깁스는 1839년 코네티컷주의 뉴해븐에서 출생했다. 예일대학을 졸업한 뒤 그는 유럽에서 공부했다. 그 자신은 수학자이기를 더 바랐지만, 깁스는 1871 년 예일대학의 수리물리학 교수직에 임용된 뒤 줄곳 예일대학에 머물렀다.

한편으로는 남북전쟁 덕분에 미국은 발명의 시대를 맞이하게 되었다. 남북전쟁중 에디슨이 맹렬하게 그의 발명력을 발휘하였고, 윌라드 깁스도 철도 차량용의 매우 효율적인 공기제동기를 발명하는 계기가 되었다. 출판된 그의 수많은 논문은 매우 이론적인 내용의 것이었고, 대부분의 사람들이 이해하기엔 너무 어려웠다. 그러나 맥스웰(James Clerk Maxwell)에게는 그렇지 않아서 그는 깁스의 천재성을 인정했고, 그와 대중사이의 창구가 되어주었다.

깁스의 주요업적인 논문 이종물질의 평형에 관하여가 1876년에 발표되어 화학분야에 새로운 지평을 여는 역할을 하였고, 그의 마지막 역작인 통계역학의 기본원리가 1902년에 출간되었다. 물리계에 대한 그의 날카로운 분석, 그의 위상공간, 상규칙, 그리고 엔트로피에 대한 그의 해석 등은 여전히 그 중요성이 강조되고 있다.

 

[ 본 론 ]

Ⅰ. Gibbs free Energy

1. 깁스 자유 에너지란?

(1) 깁스 자유 에너지의 정의

 

G 〓 H - TS

 

△G 〓 △H-T△S

dG 〓 dH-TdS

 

Energy가 감소하고(음의 △H)값 무작정 온도가 증가함으로서 (양의 △S) 평형을 이루기 위하여 자발적으로 진행되는 변화는 (음의 △G)값을 가진 다. 일정한 온도(T)와 압력(P)에서 일어나는 화학반응의 자발성 여부와 △G의 부호는 다음과 같은 간단한 관계가 성립된다.

① △G[0이면, 반응은 정방향으로 자발적이다.

② △G〓0이면, 반응은 평형상태이다.

③ △G]0이면, 반응은 정방향으로 자발적이 아니다. 이 경우 반응을 진행시키려면 외부로부터 에너지의 공급이 필요하다.그러나,역방향으 로는 자발적으로 진행된다.

 

자유 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 자발적으로 진행(음의△G값) 자유에너지가 최소가 되는 점에서 평형에 도달하게 된다.

반응물의 처음 상태가 좌, 우 어느 쪽이던지 간에 최소 점을 향해 자발적 으로 진행된다. 평형 상태에 도달하는 과정은 반응물 쪽에서뿐만 아니라 생성물 쪽에서도 가능하다.

 

(2) 생성 Gibbs engergy

화합물의 표준 생성 Gibbs 생성 에너지는 표준 상태의 원소로부터 표준상태에 있는 화합물이 생성 될 때의 Gibbs engergy에서 변화 △fG°이다.

 

△G°〓 ∑△fG°(생성물) - △fG°(반응물)

dG〓dWnon-PV or △G〓dWnon-PV at constant T and P

 

한 이온의 생성Gibbs engergy를 측정하는 것은 원칙적으로 불가능하다. 이온들에 대한 모든 실험으 양이온과 음이온이 합해서 있는 상태에서만 가능하기 때문이다. 임의로 H+ 이온의 생성 에너지를 영이라고 하고 이것을 기준으로 하였다. 이러한 방법으로 정한 이온들의 값을 협정 생성 Gibbs engergy라고 한다.

생성 Gibbs engergy가 음인 화합물을 자유에너지 감소

△fG°가 양인 화합물을 자유에너지가 증가한다.

대부분 화합물은 감소 화합물이다.

 

 

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