{"id":1274,"date":"2021-09-14T14:11:05","date_gmt":"2021-09-14T17:11:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/?p=1274"},"modified":"2021-09-14T15:15:14","modified_gmt":"2021-09-14T18:15:14","slug":"algumas-observacoes-sobre-a-energia-livre-de-gibbs","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/2021\/algumas-observacoes-sobre-a-energia-livre-de-gibbs\/","title":{"rendered":"Algumas observa\u00e7\u00f5es sobre a energia “livre” de Gibbs"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Trecho traduzido e adaptado do original<\/p>\n\n\n\n

https:\/\/chem.libretexts.org\/Bookshelves\/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps\/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)\/Thermodynamics\/Energies_and_Potentials\/Free_Energy\/Gibbs_(Free)_Energy<\/a><\/p>\n\n\n\n

Algumas observa\u00e7\u00f5es sobre a energia “livre” de Gibbs<\/h4>\n\n\n\n

Energia livre n\u00e3o \u00e9 necessariamente “livre”:<\/strong> a denomina\u00e7\u00e3o “energia livre” para G gerou tanta confus\u00e3o que muitos cientistas agora se referem a ela simplesmente como energia de Gibbs. A parte \u201clivre\u201d do nome antigo reflete as origens da m\u00e1quina a vapor da termodin\u00e2mica com seu interesse em converter calor em trabalho: \u0394G \u00e9 a quantidade m\u00e1xima de energia que pode ser \u201cliberada\u201d do sistema para realizar um trabalho \u00fatil. Por “\u00fatil”, queremos dizer trabalho diferente daquele que est\u00e1 associado \u00e0 expans\u00e3o do sistema. \u00c9 mais comumente na forma de trabalho el\u00e9trico (movimenta\u00e7\u00e3o da carga el\u00e9trica por meio de uma diferen\u00e7a de potencial), mas outras formas de trabalho (trabalho osm\u00f3tico, aumento da \u00e1rea superficial) tamb\u00e9m s\u00e3o poss\u00edveis.<\/p>\n\n\n\n


Energia livre n\u00e3o \u00e9 energia: <\/strong>uma dificuldade muito mais s\u00e9ria com a fun\u00e7\u00e3o de Gibbs, particularmente no contexto da qu\u00edmica, \u00e9 que embora G tenha as unidades de energia (joules, ou em sua forma intensiva, J .mol^\u2013 1), ela carece de um dos atributos mais importantes de energia – ela n\u00e3o \u00e9 conservada. Assim, embora a energia livre sempre caia quando um g\u00e1s se expande ou uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica ocorre espontaneamente, n\u00e3o h\u00e1 necessidade de aumento compensat\u00f3rio de energia em nenhum outro lugar. Referir-se a G como uma energia tamb\u00e9m refor\u00e7a a no\u00e7\u00e3o falsa, mas difundida, de que uma queda na energia deve acompanhar qualquer mudan\u00e7a. Mas se aceitarmos que a energia \u00e9 conservada, \u00e9 aparente que a \u00fanica condi\u00e7\u00e3o necess\u00e1ria para a mudan\u00e7a (seja a queda de um peso, a expans\u00e3o de um g\u00e1s ou uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica) \u00e9 a redistribui\u00e7\u00e3o de energia. A quantidade \u2013\u0394G associada a um processo representa a quantidade de energia que \u00e9 \u201ccompartilhada e espalhada\u201d, que como j\u00e1 explicamos \u00e9 o significado do aumento da entropia. O quociente \u2013\u0394G \/ T \u00e9 de fato id\u00eantico a \u0394Stotal, a mudan\u00e7a de entropia do mundo, cujo aumento \u00e9 o crit\u00e9rio prim\u00e1rio para qualquer tipo de mudan\u00e7a.<\/em><\/p>\n\n\n\n


A energia livre nem mesmo \u00e9 “real”: <\/strong>G difere das grandezas termodin\u00e2micas H e S de outra maneira significativa: n\u00e3o tem realidade f\u00edsica como propriedade da mat\u00e9ria, enquanto H e S podem estar relacionados \u00e0 quantidade e distribui\u00e7\u00e3o de energia em um cole\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas (por exemplo, a terceira lei da termodin\u00e2mica). A energia livre \u00e9 simplesmente uma constru\u00e7\u00e3o \u00fatil que serve como crit\u00e9rio de mudan\u00e7a e torna os c\u00e1lculos mais f\u00e1ceis.<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Defini\u00e7\u00e3o (1)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Energia livre de Gibbs. \u00c9 o trabalho termodin\u00e2mico m\u00ednimo (em press\u00e3o constante) necess\u00e1rio para conduzir uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica (ou, se negativo, \u00e9 o trabalho m\u00e1ximo que pode ser feito pela rea\u00e7\u00e3o).<\/p>\n\n\n\n

Defini\u00e7\u00e3o (2)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A energia livre de Gibbs (G) \u00e9 um termo usado na termodin\u00e2mica e serve para representar uma medida do trabalho m\u00e1ximo dispon\u00edvel que pode ser derivado de qualquer sistema sob condi\u00e7\u00f5es de temperatura (T) e press\u00e3o (P) constantes. O G \u00e9 uma “fun\u00e7\u00e3o de estado”<\/strong> termodin\u00e2mica, ou seja, uma propriedade de equil\u00edbrio que depende apenas das condi\u00e7\u00f5es – tais como T, P e campos el\u00e9tricos, magn\u00e9ticos e gravitacionais – impostas ao sistema que est\u00e1 sendo considerado, e n\u00e3o \u00e0 hist\u00f3ria passada desse sistema. Algo importante \u00e9 que, como os valores absolutos de G n\u00e3o podem ser determinados, as mudan\u00e7as em G \u00e0 medida que um sistema vai de um estado para outro tornam-se o foco principal de aten\u00e7\u00e3o. Esses valores \u0394G (\u201cdelta-G\u201d) s\u00e3o altamente informativos. <\/p>\n\n\n\n

Se \u0394G (= estado Gfinal – estado Ginicial) for negativo<\/strong>, o processo observado libera energia: ocorrer\u00e1 espontaneamente e pode ser aproveitado para fazer um trabalho \u00fatil. Para mudan\u00e7as qu\u00edmicas, os valores de energia livre padr\u00e3o tabelados podem ser usados \u200b\u200bpara prever a dire\u00e7\u00e3o e o rendimento de energia de uma determinada rea\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Por exemplo, \u00e9 f\u00e1cil calcular que se algu\u00e9m queimar um mol (114 g) de isooctano – resultando em di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua, um total de 5226 kJ (quilojoules) de energia livre de Gibbs ser\u00e1 liberado*, ou seja, \u0394G = \u20135226 kJ \/ mol . Este grande valor negativo prev\u00ea um processo espont\u00e2neo que prossegue completamente para os produtos. Executado em um motor de combust\u00e3o interna, cerca de um ter\u00e7o do \u0394G ser\u00e1 recuperado. Uma fra\u00e7\u00e3o substancialmente maior poderia ser extra\u00edda por uma c\u00e9lula de combust\u00edvel. [*Aten\u00e7\u00e3o, lembre do que foi escrito anteriormente sobre os termos ‘livre’ e ‘energia’]<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Trecho traduzido e adaptado do original https:\/\/chem.libretexts.org\/Bookshelves\/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps\/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)\/Thermodynamics\/Energies_and_Potentials\/Free_Energy\/Gibbs_(Free)_Energy Algumas observa\u00e7\u00f5es sobre a energia “livre” de Gibbs Energia livre n\u00e3o \u00e9 necessariamente “livre”: a denomina\u00e7\u00e3o “energia livre” para G gerou tanta confus\u00e3o que muitos cientistas agora se referem a ela simplesmente como energia de Gibbs. A parte \u201clivre\u201d do nome antigo reflete as origens da m\u00e1quina a vapor da termodin\u00e2mica com seu interesse em converter calor em trabalho: \u0394G \u00e9 a quantidade m\u00e1xima de energia que pode ser \u201cliberada\u201d do sistema para realizar um trabalho \u00fatil. Por “\u00fatil”, queremos dizer trabalho diferente daquele que est\u00e1 associado \u00e0 expans\u00e3o do sistema. \u00c9 mais <\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1276,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-1274","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-fq1","has_thumb"],"amp_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1274","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1274"}],"version-history":[{"count":5,"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1274\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1283,"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1274\/revisions\/1283"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1276"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1274"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1274"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emsintese.com.br\/cursos\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1274"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}