Gibbs enerjisi

**Gibbs sərbəst enerjisi** (və ya sadəcə **Gibbs enerjisi**, ya da **Gibbs potensialı** və ya dar mənada termodinamik potensial) kimyəvi reaksiya zamanı dəyişiklik sistemin daxili enerjisinin dəyişməsinə bərabər olan bir miqdardır. Gibbs enerjisi, sistemin ümumi daxili enerjisinin kimyəvi çevrilmələr üçün istifadə edilə biləcəyini və ya verilən şərtlər nəticəsində əldə edildiyini göstərir və bizə verilən şərtlərdə kimyəvi reaksiyanın əsas ehtimalını yaratmağa imkan verir. Riyazi olaraq, bu aşağıdakı formanın termodinamik potensialıdır:
: G=U+PV-TS

Gibbs enerjisi sistemin ümumi potensial kimyəvi enerjisi (kristal, maye və s.) olaraq başa düşülə bilər.
thumb|right| C<sub>(s)</sub><sup>diamond</sup>&nbsp;→&nbsp;C<sub>(s)</sub><sup>graphite</sup> reaksiyası qrafit Gibbs sərbəst enerjisində mənfi bir dəyişikliyə malikdir və buna görə 25 ° C və 1 atm-də termodinamik olaraq əlverişlidir. Ancaq əlverişli olsa da, o qədər yavaş olur ki, müşahidə olunmur. Bir reaksiyanın termodinamik baxımdan əlverişli olub-olmaması onun sürətini müəyyənləşdirmir.
Gibbs enerjisi anlayışı termodinamika və kimya sahələrində geniş istifadə olunur.

İzobarik-izotermal prosesin kortəbii gedişi iki amil ilə müəyyən edilir: sistemin entalpiyasının azalması ilə əlaqəli entalpiya (\Delta H) və entropiyasının T\Delta S artması səbəbiylə sistemdəki pozğunluğun artması səbəbiylə. Bu termodinamik amillər arasındakı fərq, izobarik-izotermal potensial və ya Gibbs sərbəst enerji adlanan sistemin vəziyyətidir(G, kC)
## Tərifi
Gibbs enerjisinin klassik tərifi:
:G=U+PV-TS,
U — daxili enerjini, P — orta təzyiqi, V — həcmi, T — mütləq temperaturu, S — Termodinamik entropiyanı ifadə edir.

Daimi sayda hissəcikləri olan, öz dəyişənləri ilə ifadə olunan sistem üçün Gibbs enerji diferensialı P təzyiqi və T temperaturundan keçir:
: dG=-S\,dT+V\,dP.
Dəyişən sayda hissəcik olan bir sistem üçün bu diferensial aşağıdakı kimi yazılır:
:dG=-S\,dT+V\,dP+\mu\,dN.
Burada \mu — sistemə başqa bir hissəcik əlavə etmək üçün xərclənməli olan enerji olaraq təyin edilə bilən kimyəvi potensialdır.
 

## Sistemin termodinamik sabitliyi ilə əlaqə
Minimum Gibbs potensialının sabit bir temperatur, təzyiq və hissəciklərin sayı olan bir termodinamik sistemin sabit tarazlığına uyğun olduğunu göstəririk.

Termodinamikanın birinci və ikinci prinsiplərinin ümumiləşdirilmiş tənliyini yazırıq:
: T\,dS\geqslant dU+P\,dV.
P=\mathrm{const},\;T=\mathrm{const} ilə
: d(U+PV-TS)\leqslant 0.
: d(G)\leqslant 0.
Beləliklə, sistemdə sabit temperaturda və təzyiqdə Gibbs enerjisi minimum dəyərə çatır.

## Kimyada tətbiqi
### Spontan inkişaf fenomeni və kimyəvi tarazlıq
[400px|thumb|left|Gibbs Maksvell səthləri:[Cozayya Uillard Gibbs, 1873-cü ildə Gibbs pulsuz enerjisini təsvir etmək üçün soldan ilk və ikinci qrafiklər hazırladı. Sağdakı üç ölçülü qrafik, Gibbsın rəsmlərindən istifadə edərək şotland fiziki Maksvell tərəfindən əldə edilmişdir.]]
Ümumi entropiyanın dəyişməsi ətraf mühitin və sistemin entropiyasının dəyişməsinin cəminə bərabərdir və bu dəyişiklik aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:
:\Delta S_e = \Delta S_c + \Delta S_s
:\Delta S_e  \Delta S_c ve  \Delta S_s
:müvafiq olaraq kainatda, mühitdə və sistemdə entropiya dəyişiklikləridir. Ətraf mühitin entropiyasında dəyişiklik −ΔH(s)/T ifadəsinə bərabər olduğuna görə,əgər yuxarıdakı tənlik yenidən yazılırsa:
: \Delta S_e = - \frac{\Delta H_s}{T}+\Delta S_s   
hər iki tərəfin -T-yə çoxaldılması nəticəsində:
: -T \Delta S_e = \Delta H_s - T\Delta S_s   əldə edilir.
Bu səbəbdən:
: Sistemin sərbəst Gibbs enerjisinin dəyişməsi aşağıdakı ifadədə olduğu kimi kainatın entropiyasındakı dəyişikliklə mütənasibdir.
: \Delta G_s =-T \Delta S_e

Sistemin Gibbs enerjisinin dəyişməsi kainatın entropiyasının dəyişməsi ilə mütənasib olduğundan, fiziki və ya kimyəvi dəyişikliklərin kortəbii inkişafı üçün meyar kimi istifadə edilə bilər.

Yuxarıdakı cədvəldə ΔrG° işarəsinə görə kimyəvi reaksiyanın kortəbii şəkildə baş verməsi barədə məlumat verilir.

Bir reaksiya ΔG  0 və reaksiya artıq məhsullar istiqamətində hərəkət etmir, əksinə reaktivlər istiqamətində hərəkət edir.
ΔrG ° standart şərtlərdə gibbs reaksiya enerjisinin isə ΔrG ° ve ΔrG aralarında olan əlaqəsi aşağıdakı kimidir.
: \Delta rG =\Delta rG^0+ RT lnQ
: Burada R universal qaz sabitidir, T - kelvin temperaturu, Q isə reaksiya nisbətidir.
: Ümumi kimyəvi reaksiya tənliyi aşağıdakı kimi ifadə edilərsə:
:aA+bB \leftrightarrow cC+dD
: Q reaksiya dərəcəsi
: Q = \frac{{[C]} ^c {[D]}^d } ,
Burada — k_1 birbaşa reaksiya dərəcəsi sabitdir,k_{-1} — tərs reaksiyanın sürət sabitidir.

## Tarixi məlumat
150px|thumb|right|Cozayya Uillard Gibbs
Gibbs enerjisi termodinamikanın qurucularından biri Cozayya Uillard Gibbsin adını daşıyır.
1870-ci illərdə Cozayya Uillard Gibbs tərəfindən bir prosesin sabit təzyiq və temperatur şəraitində özbaşına baş verə biləcəyini təxmin etmək üçün təyin olundu.

## İstinadlar

## Həmçinin bax
* Termodinamik potensial
* Termodinamika

## Ədəbiyyat
* *Ахметов Н. С.* Актуальные вопросы курса неорганической химии. — М.: Просвещение, 1991. — 495 с. — ISBN 5-09-002630-0.
* *Базаров И. П.* Термодинамика. — М.: Высшая школа, 1991. — 376 с. — ISBN 5-06-000626-3.
* *Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М.* Статистическая физика, 1976