L'energia libera di Gibbs, rappresentata come \(G\), è una preziosa funzione termodinamica utilizzata per prevedere la spontaneità e la direzione di una reazione a temperatura e pressione costanti. Ecco come l'energia libera di Gibbs aiuta a determinare la spontaneità:

Negativo \(\Delta G\):Reazione spontanea

- Se la variazione dell'energia libera di Gibbs (\(\Delta G\)) per una reazione è negativa, indica che la reazione è spontanea nella direzione in avanti.

Positivo \(\Delta G\):Reazione non spontanea

- Un positivo \(\Delta G\) implica che la reazione non è spontanea nella direzione in avanti. La reazione non avverrà a meno che non venga fornita energia esterna.

Equilibrio in \(\Delta G =0\):

- Quando \(\Delta G\) è uguale a zero, il sistema è in equilibrio. Non vi è alcuna tendenza netta affinché la reazione proceda né in avanti né all'indietro.

L'entità di \(\Delta G\) fornisce anche informazioni sulla favorevole della reazione. Un \(\Delta G\) più negativo indica che la reazione è più spontanea e procede più facilmente verso il completamento.

Questa previsione della spontaneità basata sull’energia libera di Gibbs deriva dalla Seconda Legge della Termodinamica, la quale afferma che qualsiasi sistema isolato tende ad aumentare l’entropia nel tempo. Se la variazione di energia libera di Gibbs per una reazione è negativa, la variazione di entropia è positiva e la reazione è spontanea. Al contrario, un \(\Delta G\) positivo indica una diminuzione dell'entropia e della non spontaneità.

Per riassumere, il segno e l'entità della variazione dell'energia libera di Gibbs (\(\Delta G\)) consentono agli scienziati di fare preziose previsioni riguardo alla spontaneità e alla favoribilità di una reazione a temperatura e pressione costanti.