Ελεύθερη ενέργεια και θερμοδυναμική σταθερότητα ένωσης σε σχέση με τα στοιχεία της

Η τιμή της πρότυπης ελεύθερης ενέργειας σχηματισμού μιας ένωσης χαρακτηρίζει τη θερμοδυναμική σταθερότητα της ένωσης σε σχέση με τα στοιχεία της. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της ΔGο τόσο πιο ασταθής είναι η ένωση.

Η σύνθεση του βενζολίου από τα συστατικά της στοιχεία του στους 25 βαθμούς C 6C(s) + 3H2(g) [pic] C6H6(l) ΔGof = +124 kJ (θετική τιμή) δεν είναι αυθόρμητη αντίδραση. Με άλλα λόγια, δεν είναι θερμοδυναμικά δυνατός ο σχηματισμός βενζολίου από C(s) και Η2(g), κάτω από συνθήκες P = 1 atm και θ = 25 βαθμοί C. Προφανώς, όταν η πρότυπη ελεύθερη ενέργεια σχηματισμού μιας ένωσης είναι θετική, η πρότυπη ελεύθερη ενέργεια της αντίθετης αντίδρασης, της διάσπασης δηλαδή στα στοιχεία της, είναι αρνητική, οπότε ευνοείται η διάσπαση. Δηλαδή, το βενζόλιο είναι θερμοδυναμικά ασταθές και μπορεί να διασπαστεί στα στοιχεία του, σε P = 1atm και θ = 25 βαθμοί C, σύμφωνα με την αντίδραση: C6H6(l) [pic] 6C(s) + 3H2(l) ΔGo = -124 kJ (αρνητική τιμή). Τελικά, όμως, μπορούμε να έχουμε βενζόλιο στους 25 βαθμούς C και P =1 atm, χωρίς κίνδυνο να διασπαστεί, γιατί η αντίδραση διάσπασης έχει σχετικά μεγάλη ενέργεια ενεργοποίησης και κινητικά είναι δύσκολο να πραγματοποιηθεί. Όταν λοιπόν λέμε ότι μια ουσία είναι θερμοδυναμικά ασταθής, αυτό σημαίνει ότι έχει την τάση να διασπαστεί. Μπορεί όμως αυτή η τάση να μην εκδηλώνεται επειδή ο ρυθμός (ταχύτητα) της αντίδρασης είναι πολύ μικρός, όπως στη συγκεκριμένη περίπτωση του βενζολίου. Συμπερασματικά: - η τιμή της κανονικής ελεύθερης ενέργειας σχηματισμού μιας ένωσης αποτελεί το μέτρο της θερμοδυναμικής σταθερότητας της ένωσης. Όταν ΔGοf > 0 (ΔGο διάσπασης < 0), η ένωση χαρακτηρίζεται θερμοδυναμικά ασταθής (ευνοείται η διάσπαση). Αντίθετα, όταν ΔGοf < 0 (ΔGο διάσπασης > 0), η ένωση χαρακτηρίζεται θερμοδυναμικά σταθερή (δεν ευνοείται η διάσπαση). Θα πρέπει πάντως να παρατηρήσουμε, ότι η παραπάνω θεώρηση αφορά τη διάσπαση μιας ένωσης στα συστατικά της στοιχεία της και καθόλου δεν θίγεται η δυνατότητα διάσπασης της ένωσης σε άλλα προϊόντα.