Chimie physique

Énergie libre et équilibre

À température et pression constantes, l’énergie libre de Gibbs détermine le sens spontané ; l’équilibre correspond à un minimum de G sous contraintes de composition。

À T,P constants, $\Delta G<0$ indique le sens direct spontané, $\Delta G>0$ le sens inverse et $\Delta G=0$ l’équilibre。

Modèle et grandeurs

Lisez la relation avec les hypothèses d’état, les conditions expérimentales et les conventions de signe. Gardez des unités cohérentes et vérifiez les dimensions avant toute interprétation。

\Delta G = \Delta H - T\Delta S, \qquad \Delta_r G = \Delta_r G^\circ + RT\ln Q

Définition: Énergie libre de Gibbs

G=H−TS est le potentiel thermodynamique adapté aux processus isothermes et isobares. $\Delta H$ traduit la variation énergétique et $T\Delta S$ la contribution entropique à la température T。

Les grandeurs sont définies pour la réaction ou le système considéré. Distinguez notamment les grandeurs standard des conditions réelles et ne déduisez pas un mécanisme de la seule expression générale。

Exemple: Exemple résolu

Un processus a $\Delta H=20$ kJ/mol et $\Delta S=100$ J/(mol·K) à 300 K. Calculez $\Delta G$ 。

Solution

Convertissez l’entropie en 0,100 kJ/(mol·K) : $\Delta G=20-300(0,100)=-10$ kJ/mol. La valeur négative indique un processus favorable dans ces conditions。

Résumé des notions
Notion	Description	Unité / remarque
Relation clé	À utiliser dans les conditions indiquées	Vérifier unités et convention de signe
Grandeur mesurée	Relie un état ou un processus	Comparer données et modèle
Domaine	Modéliser les conditions données	Vérifier les hypothèses

À l’équilibre chimique, $\Delta_rG=0$ et $Q=K$ . Pour un corps pur en transition de phase, les potentiels chimiques des deux phases sont égaux ; c’est le fondement des diagrammes de phases。

Dans l’exemple résolu, quel résultat découle des données ?

Quelle affirmation correspond à cette leçon ?

Références

Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry