Najverjetneje so se prve kemijske reakcije, ki ste jih preučevali v šoli, premaknile v eno smer; na primer kis, vlijen v sodo bikarbono, da nastane "vulkan". V resnici bi bilo treba večino reakcij ponazoriti s puščico, usmerjeno v vsako smer, kar pomeni, da bi reakcija lahko šla v obe smeri. Ugotavljanje Gibbsove proste energije sistema ponuja način, kako ugotoviti, ali je ena puščica veliko večja od druge; torej, ali gre reakcija skoraj vedno v eno smer, ali sta oba približno enake velikosti? V slednjem primeru bo reakcija prav tako verjetno šla v eno smer kot v drugo. Trije kritični dejavniki pri izračunu Gibbsove proste energije so entalpija, entropija in temperatura.
Entalpija
Entalpija je merilo, koliko energije vsebuje sistem. Primarna sestavina entalpije je notranja energija ali energija naključnega gibanja molekul. Entalpija ni niti potencialna energija molekularnih vezi niti kinetična energija gibljivega sistema. Molekule v trdni snovi se gibljejo veliko manj kot molekule plina, zato ima trdna snov manj entalpije. Drugi dejavniki pri izračunu entalpije so tlak in prostornina sistema, ki sta najpomembnejša v plinskem sistemu. Entalfija se spremeni, ko delate v sistemu ali če dodate ali odštejete toploto in / ali snov.
Entropija
Entropijo lahko predstavljate kot merilo toplotne energije sistema ali kot merilo motnje sistema. Če želite videti, kako sta povezani, pomislite na kozarec vode, ki zmrzne. Ko odvzamete toplotno energijo vodi, se molekule, ki so se prosto gibale in naključno, zaklenejo v trden in zelo urejen ledeni kristal. V tem primeru je bila sprememba entropije za sistem negativna; postalo je manj neurejeno. Na ravni vesolja se entropija vedno povečuje.
Razmerje do temperature
Na entalpijo in entropijo vpliva temperatura. Če sistemu dodate toploto, boste povečali entropijo in entalpijo. Temperatura je vključena tudi kot neodvisen dejavnik pri izračunu Gibbsove proste energije. Spremembo Gibbsove proste energije izračunate tako, da pomnožite temperaturo s spremembo entropije in odštejete izdelek od spremembe entalpije za sistem. Iz tega lahko vidite, da lahko temperatura močno spremeni Gibbsovo brezplačno energijo.
Pomen kemijskih reakcij
Znanje izračuna Gibbsove proste energije je pomembno, saj lahko z njim določite, kako verjetna bo reakcija. Negativna entalpija in pozitivna entropija dajeta prednost reakciji naprej. Pozitivna entalpija in negativna entropija ne podpirata reakcije naprej; te reakcije se bodo odvijale v obratni smeri, ne glede na temperaturo. Ko je en dejavnik naklonjen reakciji, drugi pa ne, temperatura določa, v katero smer bo šla reakcija. Če je sprememba Gibbsove proste energije negativna, se bo reakcija nadaljevala; če je pozitiven, bo šel obratno. Ko je nič, je reakcija v ravnovesju.