Energia Livre de Gibbs

Conceito de energia livre de Gibbs: a importância de poder encontrar seu valor pela relação de Maxwell.

A variação total de entropia que acompanha uma reação química, efetuada lentamente e à temperatura e pressão constante, é dada por:

Multiplicando esta equação por –T, o resultado é:

Gibbs definiu a função energia livre de modo que -T∆Suniverso fosse igual à variação da energia livre do sistema, ∆Gsistema. Ou seja:

A energia livre de Gibbs, G, é uma função de estado (depende apenas do estado inicial e do estado final).
G é uma propriedade do sistema; ela não depende do universo.
∆G é avaliada com base nas propriedades - ∆H, S e T – mensuráveis do sistema que está sendo estudado.
Como ∆G é igual a -T∆S, um valor negativo de ∆G indica um processo espontâneo. Ao contrário, um valor positivo de ∆G indica um processo não-espontâneo. http://bioquimica.ufcspa.edu.br/pg2/pgs/quimica/energilivre.pdf Equações de Maxwell
A função de Gibbs (G) é definida como

(7.34)

ou

(7.35)

Para um processo reversível teremos a primeira lei:

(7.36)

Portanto combinando (7.35) e (7.36)

(7.37)

Processo isotérmico, isobárico, reversível:

; G= cte (7.38)

A função de Gibbs é muito usada em processos de mudança de fase em que a pressão e temperatura são constantes, nestes processos a função de Gibbs é constante e serve de referência.

Processos reversíveis infinitessimais de sistemas simples compressíveis.
Uso da função de Gibbs “G”:

Para processo infinitessimal:

Da 1a. Lei:

então (7.44)

Na equação (7.44) temos Como U, H, F, G são propriedades de substâncias puras, suas diferenciais são exatas e deverão cumprir o seguinte teorema matemático:

onde:

portanto:

Portanto aplicando o teorema matemático, as quatro funções das substâncias puras, teremos:

1) (7.45)
2) (7.46)
3) (7.47)
4)