自由能變化

一、化學反應的和

對於任一反應，其化學反應等溫式可表示為

式中，表示指定條件下反應的吉布斯自由能變化；則表示標準狀態下反應的吉布斯自由能變化。顯然，的含義不同。物質的標準態化學勢只是溫度的函數，所以取決於化學反應本性的也只是溫度的函數，在標準態選定之後，指定溫度下任何化學反應的是常數。然而，不是常數，它還與反應體系所處的實際狀態有關，即與各物質的活度商Qa有關。在恆定溫度和壓力的條件下，可以根據的正負來判斷化學反應自發進行的方向，而的正負一般不能指示化學反應自發進行的方向。

在化學平衡中，具有特別重要的意義，下面介紹的一些應用：

1．是反應限度的量度

根據公式，由於標準平衡常數可以指示反應的限度，所以也是指示反應限度的量。由此式求得后，可進一步計算出體系在一定溫度下的平衡組成。

2．從某些反應的計算另一些反應的

例如，有下述反應：

(1)　(1)

(2)　(2)

(3)　(3)

反應(3)的平衡常數很難直接測定，因為在碳的氧化過程中，很難控制使碳只氧化到CO而不生成。但如已知(1)和(2)，則(3)可由下式

(2)

求得，從而可求出反應(3)的平衡常數。

3．利用估計反應的可能性

在一般情況下，雖然不能作為判別反應方向的依據，但由化學反應等溫式可知，若的絕對值很大，則的正負號就基本上取決於的符號，除非Qa很大或者很小，這在實際中往往是難以辦到的。例如，反應在298.15K時的。

欲使此反應不能進行，Qp必須大於，即O_2的分壓要小於，才能使，實際上這是不可能實現的。所以，根據此反應的的數值，我們便能估計到該反應能夠正向自發進行，而且能夠反應得很徹底。同理，若是一個很大的正值，則在一般情況下的值也大致為正值，很難通過改變Qa的數值使ΔrGm改變符號。這就是說在給定條件下反方不能正向自發進行。

那麼，的值要有多大才能用來估計反應進行的方向呢？這沒有一定的標準。一般地，當時，可以認為反應不大可能自發進行；當在之間時，有可能通過改變Qa使平衡向著更有利於生成產物的方向轉化；當