Gibbs-Energie Rechner
Gib die Enthalpieänderung, die Temperatur und die Entropieänderung einer Reaktion ein, um die Änderung der freien Enthalpie (ΔG) in Joule pro Mol zu erhalten — und sieh sofort, ob die Reaktion freiwillig abläuft.
Freiwilligkeit in einer Zahl
Gib ΔH, T und ΔS ein und der Rechner liefert ΔG = ΔH − T·ΔS in Joule pro Mol — das Vorzeichen sagt dir, ob die Reaktion von selbst abläuft.
SI-Einheiten verwenden
Enthalpie in J/mol, Temperatur in Kelvin und Entropie in J/(mol·K) ergeben ΔG in J/mol — addiere zuerst 273,15 zu einem Celsius-Wert, um Kelvin zu erhalten.
Was ist die freie Enthalpie nach Gibbs?
Die Energie, die für Arbeit verfügbar ist
Der Gibbs-Energie-Rechner ermittelt die Änderung der freien Enthalpie, ΔG, also die Größe, die vorhersagt, ob eine chemische Reaktion bei einer bestimmten Temperatur von selbst ablaufen kann. Sie fasst die Enthalpieänderung (die ausgetauschte Wärme), die absolute Temperatur und die Entropieänderung (die Änderung der Unordnung) zu einem einzigen Wert in Joule pro Mol zusammen. Das Vorzeichen von ΔG ist entscheidend: Negativ heißt, die Reaktion läuft freiwillig ab, positiv heißt, sie tut es nicht.
Gib ΔH, die Temperatur in Kelvin und ΔS ein, um sofort die Änderung der freien Enthalpie in Joule pro Mol zu erhalten.
Die Änderung der freien Enthalpie ist die Enthalpieänderung minus die Temperatur multipliziert mit der Entropieänderung.
ΔG = ΔH − T × ΔSDer Entropieterm T × ΔS verknüpft die Freiwilligkeit mit der Temperatur: Weil er mit T wächst, kann eine höhere Temperatur eine Reaktion von nicht freiwillig zu freiwillig kippen lassen — oder umgekehrt. Halte ΔH in Joule pro Mol, T in Kelvin und ΔS in Joule pro Mol und Kelvin, dann kommt ΔG in Joule pro Mol zurück. Sowohl ΔH als auch ΔS können negativ sein.
Angenommen, eine Reaktion hat ΔH = −100.000 J/mol und ΔS = 50 J/(mol·K) bei 298,15 K (25 °C).
Temperatur mal Entropie
298,15 × 50 = 14.907,5 — der Entropieterm T × ΔS, in J/mol.
Von der Enthalpieänderung abziehen
−100.000 − 14.907,5 = −114.907,5 J/mol — die Änderung der freien Enthalpie.
Vorzeichen ablesen
ΔG ist negativ, also läuft die Reaktion bei dieser Temperatur freiwillig ab: Sie kann ohne jede Energiezufuhr von außen ablaufen.
Das Vorzeichen von ΔG beantwortet eine Frage: Läuft die Reaktion bei dieser Temperatur von selbst ab? Ein negatives ΔG (wie die −114.907,5 J/mol oben) bedeutet, dass die Reaktion freiwillig abläuft und freie Energie freisetzt — sie kann ohne Hilfe ablaufen. Ein positives ΔG bedeutet, dass die Reaktion nicht freiwillig abläuft und eine Energiezufuhr braucht. Bei ΔG = 0 befindet sich die Reaktion im Gleichgewicht ohne Nettoänderung in eine der beiden Richtungen. Auch der Betrag zählt: Ein großer negativer Wert deutet auf eine Reaktion hin, die stark in Richtung der Produkte läuft, während ein Wert nahe null eine fein ausbalancierte Reaktion signalisiert, die eine kleine Änderung der Bedingungen leicht in die eine oder andere Richtung schiebt. Weil der Entropieterm T × ΔS mit der Temperatur wächst, kann eine Reaktion, die kalt nicht freiwillig abläuft, freiwillig werden, sobald es heiß genug ist — genau deshalb können Erhitzen oder Abkühlen eine Reaktion starten oder stoppen.
Die Formel ist exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du für die Genauigkeit im Blick behalten.
Konstante Temperatur, einheitliche Einheiten
Dieser Rechner verwendet die Standardbeziehung ΔG = ΔH − T·ΔS, die eine einzige konstant gehaltene Temperatur annimmt und ΔH sowie ΔS über den betrachteten Bereich als konstant behandelt — eine gute Näherung über moderate Temperaturspannen. Die Temperatur ist eine absolute Temperatur in Kelvin und kann nicht negativ sein. Halte deine Einheiten durchgängig gleich — J/mol für ΔH, Kelvin für T und J/(mol·K) für ΔS — oder rechne jeden kJ/mol-Wert in J/mol um, bevor du ihn eingibst, sonst liegt ΔG um den Faktor tausend daneben.