Kalkulator energi bebas Gibbs
Kalkulator ini menghitung energi bebas Gibbs ΔG = ΔH − TΔS dari perubahan entalpi, perubahan entropi, dan suhu. Untuk penguapan air (ΔH = 44,01 kJ/mol, ΔS = 118,8 J/(mol·K)) pada 298 K hasilnya +8,61 kJ/mol: tidak spontan pada suhu kamar.
Contoh: Perubahan entalpi ΔH 44,01 kJ/mol · Perubahan entropi ΔS 118,8 J/(mol·K) · Suhu 298 · Satuan suhu: Kelvin (K) → ΔG: ΔG = 8,61 kJ/mol – tidak spontan (ΔG > 0). Sumber: OpenStax Chemistry 2e, 16.4 Free Energy – ΔG = ΔH − TΔS, Table 16.3 (spontaneity), four sign cases, T = ΔH/ΔS at ΔG = 0, ΔG° = −RT ln K with R = 8.314 J/(K·mol), Table 16.4; Examples 16.7 (vaporization of water, 8.6 kJ at 298 K), 16.8 (HgO), 16.11 (boiling point estimate 370.5 K), 16.13 (Ksp of AgCl) (read 10.10.2026). Diperbarui: .
Cara menghitung
Perubahan energi bebas Gibbs adalah ΔG = ΔH − TΔS. Jika ΔG negatif, proses berlangsung spontan; jika positif, tidak spontan; dan ΔG = 0 berarti setimbang. Begitulah buku ajar OpenStax Chemistry 2e memperkenalkan energi bebas dari J. Willard Gibbs: pada suhu dan tekanan tetap, ΔG menggabungkan perubahan entalpi ΔH dan perubahan entropi ΔS sistem. T adalah suhu mutlak dalam kelvin dan hanya bisa positif. ΔS biasanya dalam J/(mol·K) dan ΔH dalam kJ/mol, jadi TΔS dibagi 1000 sebelum dikurangkan.
Contoh perhitungan energi bebas Gibbs
| ΔH (kJ/mol) | ΔS (J/(mol·K)) | T (K) | ΔG (kJ/mol) |
|---|---|---|---|
| 44,01 | 118,8 | 298 | 8,61 |
| 44,01 | 118,8 | 373 | −0,30 |
| 90,46 | 107,4 | 298,15 | 58,44 |
| −100 | 50 | 298 | −114,90 |
| 50 | −100 | 298 | 79,80 |
| −50 | −100 | 298 | −20,20 |
| −50 | −100 | 600 | 10,00 |
Baris pertama adalah Contoh 16.7 OpenStax, penguapan air: 44,01 kJ − 298 K × 118,8 J/K : 1000 = 44,01 − 35,40 = 8,61 kJ (buku membulatkannya menjadi 8,6 kJ), sehingga pendidihan tidak spontan pada 25 °C. Baris ketiga adalah penguraian raksa(II) oksida kuning (Contoh 16.8); buku mencetak 58,45 kJ/mol, hitungan tepatnya 58,44. Empat baris terakhir memakai angka bulat untuk menunjukkan keempat kasus tanda (dihitung).
Kespontanan dan suhu peralihan
- ΔH negatif dan ΔS positif: spontan pada semua suhu.
- ΔH positif dan ΔS negatif: tidak spontan pada suhu berapa pun.
- Keduanya positif: spontan hanya pada suhu tinggi; keduanya negatif: hanya pada suhu rendah.
Jika ΔH dan ΔS bertanda sama, ΔG berganti tanda pada T = ΔH/ΔS. Untuk air: 44.010 J : 118,8 J/K = 370,5 K = 97,3 °C. OpenStax memakai hitungan ini untuk memperkirakan titik didih dan membandingkannya dengan nilai yang diterima, 373,2 K; selisihnya berasal dari data yang diukur pada 298 K. Dengan nilai standar, ΔG° = −RT ln K menghubungkan ΔG dengan tetapan kesetimbangan (R = 8,314 J/(K·mol)): ΔG° = 55,7 kJ/mol untuk pelarutan AgCl pada 298,15 K menghasilkan K = 1,74 × 10⁻¹⁰.
Hubungan energi dengan potensial sel ada di kalkulator persamaan Nernst; tekanan, volume, dan suhu gas dihubungkan oleh persamaan gas ideal.
Pertanyaan umum
Apa rumus energi bebas Gibbs?
ΔG = ΔH − TΔS, dengan ΔH perubahan entalpi, T suhu mutlak dalam kelvin, dan ΔS perubahan entropi. Ubah ΔS dari J ke kJ (: 1000) sebelum mengurangkan.
Kapan sebuah reaksi berlangsung spontan?
Ketika ΔG negatif. ΔG > 0 berarti tidak spontan ke arah maju, dan ΔG = 0 berarti sistem setimbang.
Pada suhu berapa reaksi menjadi spontan?
Jika ΔH dan ΔS bertanda sama, pada T = ΔH/ΔS (ΔH dalam J). Di atas suhu itu jika keduanya positif, di bawahnya jika keduanya negatif.
Bagaimana mendapatkan K dari ΔG?
Dengan nilai standar: K = e^(−ΔG°/RT), R = 8,314 J/(K·mol). ΔG° negatif memberi K > 1 (produk lebih banyak), ΔG° positif memberi K < 1.
Mengapa contoh air menghasilkan 97,3 °C, bukan 100 °C?
ΔH dan ΔS diambil dari tabel pada 298 K dan dianggap tetap. OpenStax mencatat bahwa nilai yang diukur lebih dekat ke titik didih memberi hasil yang lebih baik.
Sumber dan dasar hukum
Diperbarui: · Kebijakan editorial
Alat terkait
- Kalkulator persamaan NernstKalkulator persamaan Nernst: potensial sel pada konsentrasi apa pun dari potensial standar, jumlah elektron, suhu, dan hasil bagi Q, dengan ΔG dan langkah.
- Persamaan gas ideal: hitung tekanan, volume, mol, atau suhuKalkulator persamaan gas ideal PV = nRT: hitung tekanan, volume, jumlah mol, atau suhu dengan konversi satuan, massa, massa jenis, dan langkahnya.
- Menyetarakan reaksi kimiaMenyetarakan reaksi kimia online: ketik reaksinya, lihat koefisien bilangan bulat terkecil dan neraca atom tiap unsur. Mendukung tanda kurung dan muatan.
- Konversi celcius ke kelvin dan kelvin ke celciusCelcius ke kelvin: ditambah 273,15, jadi 25 °C = 298,15 K. Ketik °C untuk kelvin, Fahrenheit, dan Rankine, atau kelvin ke celcius, dengan nol mutlak dan tabel.
- Kalkulator pH dengan cara penyelesaianMenghitung pH asam kuat, asam lemah, basa kuat dan basa lemah – rumus kuadrat eksak, pKa/Ka atau pKb/Kb, serta konversi pH, pOH, [H⁺] dan [OH⁻].
- Kalkulator LogaritmaKalkulator logaritma untuk basis apa pun: log, ln, log10, dan log2 dengan perubahan basis langkah demi langkah, pengecekan, dan perkiraan.
- Kalkulator onlineKalkulator online gratis: ketik atau tekan, hasil langsung muncul – dengan urutan operasi, kurung, persen, akar, langkah perhitungan, dan riwayat.
- Rumus layang-layangRumus layang-layang lengkap dengan kalkulator: hitung luas, keliling, diagonal, dan sudut dari diagonal, dari sisi dan sumbu simetri, atau dari sisi dan sudut.
- Soal konversi bilangan biner dengan jawabanSoal konversi bilangan biner, oktal, desimal, dan heksadesimal: kerjakan di layar dan periksa jawabannya, atau cetak sebagai lembar latihan berkunci jawaban.