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깁스의 자유에너지와 평형


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자료설명

깁스의 자유에너지와 평형상수에 대한 관계를 다양한 수식과 표를 이용하여 분석한 리포트입니다.
깁스자유에너지와평형

본문/목차

3. 자발성과 자유에너지
자유에너지는 화학 또는 물리반응이 자발적으로 일어날 것인지를 예측하는데 가장 유용한 열역학 함수이다. 제1법칙과 제2법칙의 요건을 동시에 갗추고 있으므로 평형을 나타내는 데에 이상적이다. 계의 상태가 1에서 2로 변할 때 항상 일정한 T 와 P1 = P2 = P 으로 한다.
계가 주위를 변화시키는데 한일은 P(V2-V1)이지만 일반적인 계에서는 다른 형태의 일이 있을 수 있으므로 이를 W`(전기적일 )라 표시하고 이렇게 정의 할 수 있다.
-W=-W`+P(V2-V1)
가역과정에서는 일정한 온도와 압력에서 계의 일이 최대가 되므로
-W`max=-(G2-G1)
G의 변화는 부피변화를 수반하지 않고도 얻을 수 있는 최대 일의 척도이다. 자유에너지 개념의 가치가 이것이다. 자연계의 대부분의 반응에는 PV변화가 거의 없고 상호 작용력이나 화학적인 상태의 변화가 일어나므로 자유에너지가 이러한 과정으로부터 얻을 수 있는 최대일 의 척도가 된다. 일정한 온도에서 고립 계는 주위로부터 일을 받을 수 없지만 자발적인 일을 할 수 있다. 자유에너지를 사용해서 일을 하면 자발적인 반응에서 G가 감소하여야 한다. 제약이 없을 경우에는 G가 최소 값이 될 때까지 계는 연속적으로 변화하여 G가 최소일 때 계의 상태를 평형이라 한다. 즉 △G〈0은 변화의 방향을 결정해주는 것이며 △G=0은 평형조건이다. 내부 에너지의 큰 증가와 질서도가 큰 것은 분자적으로 동일한 근거-강한 응집력이 존재하기 때문이다. 예로 얼음에서 물분자들은 반데르발스 상호작용과 수소결합에 의해 강하게 결합되어 있으며 이러한 힘을 깨뜨리기 위해서 질서정연하게 배열되어 있는 물분자에 큰 운동에너지를 가해주어야 한다.

4. 온도에 따른 자유에너지의 변화
특정한 온도 범위에서 엔트로피 변화가 매우 작을 때는 △G=-S△T로 쓰고 그 온도 범위에서는 절대엔트로피 S를 사용한다. 비교적 온도변화가 적은 10°C정도일 때는 좀더 간단히 할 수 있다. 반응이 주로 30°C부터 37°…(생략)

1. 물 리 화 학 희 중 당 여철현외 2인
2. 이화학대사전 법경출판사 성백룡외 4인
3. 물 리 화 학 자유아카데미 ROBERT. A. ACCERTY
4. Physical Chemistry Houghton Mifflin LAIDLER/MEISER

깁스   자유에너지   평형  


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