Калькулятор энергии Гиббса по константе равновесия

Введите расчет

Константа равновесия (K)

Температура (K)

Результатов

Стандартное изменение энергии Гиббса (ΔG°)

-17,124

кДж/моль

ΔG° (Дж/моль)	-17 124,03
ln(K)	6,9078
Газовая постоянная R	8,314462618 Дж/(моль·K)

Что делает этот калькулятор

Этот инструмент вычисляет стандартное изменение энергии Гиббса (ΔG°) химической реакции по её константе равновесия K и абсолютной температуре T. Соотношение \(\Delta G^{\circ} = -RT \ln K\) связывает термодинамику и химическое равновесие: оно показывает, является ли реакция самопроизвольной в стандартных условиях. Отрицательное значение ΔG° (K > 1) указывает на то, что реакция смещена в сторону продуктов, а положительное ΔG° (K < 1) — в сторону исходных веществ.

Как пользоваться

Введите безразмерную константу равновесия K (она должна быть больше нуля) и температуру в кельвинах (K). Для 25 °C используйте значение 298,15 K. Калькулятор выдаёт ΔG° сразу в кДж/моль (основной результат) и в Дж/моль, а также значение ln(K), чтобы вы могли проверить промежуточные вычисления.

Разбор формулы

Уравнение выглядит так:

$$\Delta G^{\circ} = -R\,\text{Temperature (K)}\,\ln\!\left(\text{K}\right)$$

где \(R = 8{,}314462618\) Дж/(моль·K) — универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура в кельвинах, а K — константа равновесия. Поскольку \(\ln K\) безразмерна, а произведение \(RT\) имеет размерность Дж/моль, величина ΔG° получается в джоулях на моль; делением на 1000 её переводят в кДж/моль.

ΔG° is negative when K > 1 (products favored) and positive when K < 1 (reactants favored), crossing zero at K = 1.

Пример расчёта

Пусть \(K = 1000\) при \(T = 298{,}15\) K. Тогда \(\ln(1000) \approx 6{,}907755\).

$$\Delta G^{\circ} = -(8{,}314462618)(298{,}15)(6{,}907755) \approx -17\,123 \ \text{Дж/моль} \approx -17{,}12 \ \text{кДж/моль}$$

Большое положительное значение K и отрицательное ΔG° подтверждают, что реакция сильно смещена в сторону продуктов.

A spontaneous reaction releases free energy: products lie below reactants and the equilibrium favors products.

Частые вопросы

Почему температуру нужно указывать в кельвинах? Термодинамические уравнения требуют абсолютной температуры. Чтобы перевести градусы Цельсия в кельвины, прибавьте 273,15.

Что будет, если K равна 1? \(\ln(1) = 0\), поэтому ΔG° = 0 — реакция находится точно в состоянии равновесия в стандартных условиях, и движущей силы нет.

Может ли K быть отрицательной или нулевой? Нет. Константа равновесия всегда положительна, поскольку концентрации и парциальные давления положительны, а значит, \(\ln K\) не определён при \(K \leq 0\).