गिब्स मुक्त ऊर्जा कैलकुलेटर क्या है?
यह कैलकुलेटर किसी रासायनिक अभिक्रिया की गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन (\(\Delta G\)) को उसके एंथैल्पी परिवर्तन (\(\Delta H\)), परम तापमान (\(T\)) और एंट्रॉपी परिवर्तन (\(\Delta S\)) से ज्ञात करता है। \(\Delta G\) यह बताता है कि स्थिर तापमान और दाब पर कोई अभिक्रिया स्वयं ही (स्वतःप्रवर्तित रूप से) हो सकती है या नहीं: ऋणात्मक \(\Delta G\) का अर्थ है कि प्रक्रिया ऊष्मागतिकीय रूप से अनुकूल है (एक्सरगॉनिक), धनात्मक \(\Delta G\) का अर्थ है कि वह स्वतःप्रवर्तित नहीं है (एंडरगॉनिक), और \(\Delta G = 0\) होने पर निकाय साम्यावस्था में होता है।
इसका उपयोग कैसे करें
एंथैल्पी परिवर्तन \(\Delta H\) को kJ/mol में, तापमान \(T\) को केल्विन (K) में और एंट्रॉपी परिवर्तन \(\Delta S\) को J/mol·K में दर्ज करें। चूँकि \(\Delta H\) किलोजूल में और \(\Delta S\) जूल में होता है, कैलकुलेटर पदों को जोड़ने से पहले \(\Delta S\) को स्वतः ही kJ/mol·K में बदल देता है (1000 से भाग देकर), ताकि आपका परिणाम kJ/mol में एकसमान रहे।
सूत्र की व्याख्या
मूल समीकरण है $$\Delta G = \Delta H - T\,\Delta S$$ एंथैल्पी पद ऊष्मा के आदान-प्रदान (बंध बनने/टूटने) को दर्शाता है, जबकि एंट्रॉपी पद \(T\,\Delta S\) यह दर्शाता है कि अव्यवस्था कितनी बदलती है, जिसे तापमान से गुणित किया जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, एंट्रॉपी का योगदान बढ़ता जाता है, जो \(\Delta G\) का चिह्न उलट सकता है और यह बदल सकता है कि अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित है या नहीं।
हल किया गया उदाहरण
द्रव जल के निर्माण के लिए, \(T = 298.15\ \text{K}\) पर \(\Delta H \approx -285.8\ \text{kJ/mol}\) और \(\Delta S \approx -163.2\ {\text{J/mol}\cdot\text{K}}\) होता है। \(\Delta S\) को बदलें: \(-163.2 / 1000 = -0.1632\ {\text{kJ/mol}\cdot\text{K}}\)। फिर $$\Delta G = -285.8 - (298.15 \times -0.1632) = -285.8 + 48.658 = -237.14\ \text{kJ/mol}$$ चूँकि \(\Delta G\) ऋणात्मक है, यह अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
\(\Delta S\) को 1000 से भाग क्यों देते हैं? \(\Delta S\) को आमतौर पर J/mol·K में तालिकाबद्ध किया जाता है जबकि \(\Delta H\) kJ/mol में होता है; भाग देने से \(\Delta S\) भी kJ/mol·K में बदल जाता है, जिससे दोनों पदों की इकाइयाँ समान हो जाती हैं।
ऋणात्मक \(\Delta G\) का क्या अर्थ है? इसका अर्थ है कि अभिक्रिया मुक्त ऊर्जा छोड़ती है और दिए गए तापमान पर अग्र दिशा में स्वतःप्रवर्तित है।
क्या \(\Delta G\) का चिह्न तापमान के साथ बदल सकता है? हाँ। जब \(\Delta H\) और \(\Delta S\) का चिह्न समान होता है, तो उच्च या निम्न तापमान पर \(T\,\Delta S\) पद हावी हो सकता है, जिससे स्वतःप्रवर्तिता बदल जाती है।
