05.03.01 ගිබ්ස් ශක්තිය (G)

2
432

ගිබ්ස් ශක්තිය (G)

  • පද්ධතියක් සතු ප්‍රයෝජනවත් කාර්යයක් සඳහා භාවිත කළ හැකි ශක්තිය එම පද්ධතියේ ගිබ්ස් ශක්තිය ලෙස හැදින්වේ .
  • SI ඒකකය = J
  • භාවිතා වන ඒකකය = kJ
  • ගිබ්ස් ශක්තිය විත්ති ගුණයක් වන අතර ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණයෙන් බෙදූ විට ලැබෙන මවුලික ගිබ්ස් ශක්තිය ඝටනා ගුණයක් වේ.
  • SI ඒකකය = Jmol
  • භාවිතා වන ඒකකය = kJmol-1

සම්මුතියක් වශයෙන් පද්ධතියක ගිබ්ස් ශක්තිය ඉදිරිපත් කෙරෙන්නේ මවුලික ගිබ්ස් ශක්තියක් වශයෙනි .

ගිබ්ස් ශක්ති විපර්යාසය (∆G)

  • ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීමේදී ගිබ්ස් ශක්තියේ සිදුවන වෙනසයි .
  • ගිබ්ස් ශක්තිය අවස්ථා ශ්‍රිතයක් වන බැවින් ඵලවල ගිබ්ස් ශක්තීන්ගේ එකතුවෙන් ප්‍රතික්‍රියක වල ගිබ්ස් ශක්තීන්ගේ එකතුව අඩු කළ විට ප්‍රතික්‍රියාවේ ගිබ්ස් ශක්ති විපර්යාසය ලැබේ .

සම්මත ගිබ්ස් ශක්තිය (Gᶿ)

  • සම්මත අවස්ථාවේ පවතින පද්ධතියක ගිබ්ස් ශක්තිය යි

සම්මත ගිබ්ස් ශක්ති විපර්යාසය (∆Gᶿ)

  • සම්මත අවස්ථාවේ සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාවක ගිබ්ස් ශක්ති විපර්යාසයයි .
  • ප්‍රතික්‍රියාවක ඵල වල සම්මත ගිබ්ස් ශක්තීන්ගේ එකතුවෙන් ප්‍රතික්‍රියක වල සම්මත ගිබ්ස් ශක්තීන්ගේ එකතුව අඩු කළ විට ප්‍රතික්‍රියාවේ සම්මත ගිබ්ස් ශක්ති විපර්යාසය ලැබේ.

විශේෂ කරුණු :

  • ද්‍රව්‍යක  සම්මත ගිබ්ස් ශක්තිය එම ද්‍රව්‍ය උත්පාදනයට අදාල ප්‍රතික්‍රියාවේ සම්මත ගිබ්ස්  ශක්ති විපර්යාසය ලෙස හැදින්වේ . එම නිසා සම්මත ගිබ්ස් ශක්තිය ∆Gᶿ ලෙසද සංකේතවත් කෙරේ.
  • සම්මත අවස්ථාවේ පවතින මූලද්‍රව්‍යක සම්මත ගිබ්ස් ශක්තිය ශුන්‍ය බව සැලකේ .
  • ප්‍රතික්‍රියාවක ∆Gᶿ හි අගය අනුව ප්‍රතික්‍රියාවේ ස්වයංසිද්ධතාවය (ඉබේම සිදුවීම) පුරෝකථනය කළ හැකිය.

පහත සදහන් පොදු ප්‍රතික්‍රියාව සලකමු.

                                                            A + B  →   C + D

  • ∆Gᶿ = (-) නම්,

ප්‍රතික්‍රියාව ස්වයංසිද්ධව ඉදිරියට (→) සිදු වේ. එනම් මිශ්‍ර කල විට C හා D සෑදේ.

  • ∆Gᶿ = 0 නම්,

ප්‍රතික්‍රියාව සමතුලිතතාවයේ පවතී.එනම් A හා B මිශ්‍ර කළ විට C හා D සෑදීමෙන් ද , C හා D මිශ්‍ර කල විට A හා D සෑදීමෙන්ද පද්ධතිය සමතුලිතතාවයට පත්වේ. සමතුලිතතාවය පහත සදහන් පරිදි සිදුවේ.

              A + B ⇋ C + D

  • ∆Gᶿ = (+) නම්,

ප්‍රතික්‍රියාව ස්වයංසිද්ධව ඉදිරියට සිදු නොවේ. නමුත් පසු අතට ප්‍රතික්‍රියාව ස්වයං සිද්ධ වේ. එනම් A+B විට C+D ප්‍රතිඵල නොසෑදෙන නමුත්, C+D විට A+D සෑදේ.

  A + B → C + D    X                                      C + D → A + B  

  • ප්‍රතික්‍රියාවක සම්මත ගිබ්ස් ශක්ති විපර්යාසය , සම්මත එන්තැල්පි විපර්යාසය සහ සම්මත එන්ට්‍රොපි විපර්යාසය අතර සම්බන්ධතාවය පහත පරිදි වේ.

මේ අනුව ප්‍රතික්‍රියාවක ස්වයංසිද්ධතාවය එහි ∆H , ∆S සහ නිරපේක්ශ උෂ්ණත්වය යන තුනහිම බලපෑමෙන් තීරනය වේ .

  • පහත උදාහරණය සලකා බලමු.

(01) කාබන්ඩයොක්සයිඩ් හා නයිට්‍රජන්  වායු  මවුල එක බැගින් නියත පරිමා භාජනයක මිශ්‍ර කර 25 0C උෂ්ණත්වයක දී පහත පරිදි ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට ඉඩ හරින ලදී.

                                        CO2 (g) + H2 (g) → CO (g) + H2O (g)

 25 0C ට අදාල තාප රසායනික දත්ත කිහිපයක් පහත වගුවේ දැක්වේ.

  1. 25 0C හිදී  ඉහත ප්‍රතික්‍රියාවට අදාල ∆Gᶿ ගණනය කරන්න.
  2. 25 0C හිදී  ඉහත ප්‍රතික්‍රියාවට අදාල ∆Sᶿ ගණනය කරන්න.
  3. එනයින් ඉහත ප්‍රතික්‍රියාව සදහා ∆Hᶿ ගණනය කරන්න .
  4. ඉහත ප්‍රතික්‍රියාව දී ඇති දිශාවට ස්වයංසිද්ධවේ ද ? ස්වයංසිද්ධ නොවන දිශාවට ප්‍රතික්‍රියාව ස්වයංසිද්ධව කරවීම සදහා කිසියම් T (K) උෂ්ණත්වයකට වඩා ඉහල උෂ්ණත්වයකට රත් කළ යුතු නම්, T හි අගය ගණනය කරන්න.

පිළිතුරු

01. ∆Gᶿ = ∑Gᶿඵල – ∑Gᶿප්‍රතික්‍රියක

           = (-137-229) kJ mol-1 – (-394 – 0 ) kJ mol-1

                = 28 kJ mol-1

02. ∆Sᶿ = ∑Sᶿඵල – ∑Sᶿප්‍රතික්‍රියක

          = (197.5 + 188.7 ) JK-1mol-1 – ( 213.7 + 130.6 ) JK-1mol-1

           = 41.9 JK-1mol-1

03. ∆Gᶿ = ∆Hᶿ – T∆Sᶿ

∆Hᶿ = 28 kJ mol-1  + T∆Sᶿ  

          = 28 kJ mol-1 + 298 K  x 41.9 x 10-3  kJ K-1 mol-1

          = 40.48 kJ mol-1

04. ∆Gᶿ > 0 බැවින් ප්‍රතික්‍රියාව දී ඇති දිශාවට ස්වයංසිද්ධ නොවේ. ස්වයංසිද්ධ වීම සදහා  ∆Gᶿ < 0 විය යුතුය .

∆Hᶿ – T∆Sᶿ < 0

            T  >   ∆Hᶿ∆Sᶿ   =   40.5 kJ mol-1        41.9 x 10 -3 kJ K-1 mol-1   = 967 K = 693 °C

2 අදහස්

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.