ギブズ自由エネルギー計算ツールとは？
このツールは、化学反応のエンタルピー変化（\(\Delta H\)）、絶対温度（\(T\)）、エントロピー変化（\(\Delta S\)）から、ギブズ自由エネルギー変化（\(\Delta G\)）を求めます。\(\Delta G\)は、一定の温度・圧力のもとで反応が自発的に進むかどうかを示す指標です。\(\Delta G\)が負であれば熱力学的に有利（発エルゴン反応）、正であれば非自発的（吸エルゴン反応）、\(\Delta G = 0\)なら系は平衡状態にあることを意味します。
使い方
エンタルピー変化\(\Delta H\)をkJ/mol、温度\(T\)をケルビン（K）、エントロピー変化\(\Delta S\)をJ/mol·Kで入力します。\(\Delta H\)はキロジュール単位、\(\Delta S\)はジュール単位のため、計算ツールは項を組み合わせる前に\(\Delta S\)を自動的にkJ/mol·Kへ換算（1000で割る）します。これにより、結果は一貫してkJ/mol単位で得られます。
計算式の解説
基本となる式は次のとおりです。
$$\Delta G = \Delta H - T\,\Delta S$$エンタルピー項は熱の出入り（結合の生成・切断）を表し、エントロピー項\(T\,\Delta S\)は乱雑さの変化を温度でスケールしたものを表します。温度が上がるとエントロピーの寄与が大きくなり、\(\Delta G\)の符号が反転して反応の自発性が変わることがあります。
計算例
液体の水の生成反応では、\(\Delta H \approx -285.8\) kJ/mol、\(\Delta S \approx -163.2\) J/mol·K、\(T = 298.15\) Kです。\(\Delta S\)を換算すると \(-163.2 / 1000 = -0.1632\) kJ/mol·K。これより
$$\Delta G = -285.8 - (298.15 \times -0.1632) = -285.8 + 48.658 = -237.14 \text{ kJ/mol}$$となります。\(\Delta G\)が負なので、この反応は自発的に進みます。
よくある質問
なぜ\(\Delta S\)を1000で割るのですか？ \(\Delta S\)は通常J/mol·Kで表にまとめられ、\(\Delta H\)はkJ/molで表されます。1000で割って\(\Delta S\)をkJ/mol·Kに換算すると、両方の項の単位がそろいます。
\(\Delta G\)が負だと何を意味しますか？ 反応が自由エネルギーを放出し、その温度で正方向に自発的に進むことを意味します。
\(\Delta G\)の符号は温度によって変わりますか？ はい。\(\Delta H\)と\(\Delta S\)が同じ符号の場合、高温または低温で\(T\,\Delta S\)項が支配的になり、自発性が切り替わることがあります。
