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ギブズエネルギーの基準点

ギブズエネルギーGは、内部エネルギーU、圧力p、体積V、温度T、エントロピーSを用いて、以下のように書き表せます。 G = U + pV - TS 仮にゼロ気圧(p=0)、絶対零度(T=0)とするとG=Uとなるわけですが、Uには基準点U0をどこに取るかの任意性があるはずです。 ギブズエネルギーが数値として与えられているとき、そのエネルギーの基準点はどこでしょうか? 孤立原子を基準点にとっている、すなわちU0は凝集エネルギーでしょうか? 宜しくお願いします。

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  • jamf0421
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回答No.1

数値として与えられているGibbs Energyは、298 K, 10^5 Paでの標準生成自由エネルギーです。 基準となる単体(H2ガス、O2ガス、C(Graphite), 金属Fe等々)の標準生成自由エネルギーをゼロと決め、普通の化合物、あるいはC(diamond)のような同素体などは基準の単体からこれらが生成する時の自由エネルギー変化をもって標準生成自由エネルギーとします。 個々の生成自由エネルギーをどのように決めるかは本当はよく知りませんが、理屈だけの話なら、例えば H2+(1/2)O2→H2O のようなものならば、H2とO2はゼロですから、この反応の自由エネルギー変化はH2Oの標準生成自由エネルギーそのものです。たとえばこの反応の298 KでのK(平衡定数)を知れば -ΔG/RT=lnK から反応のΔG、すなわちH2Oの標準生成自由エネルギーはわかることになります。 標準状態と異なる条件への拡張は、原理的にはGの温度依存性、圧力依存性を知れば出せるはずです。

stdyphy
質問者

お礼

ありがとうございます。 今回に限って言えば、同じ著者のほとんど同じ内容の別の文献を見ると、凝集エネルギーを基準点にすると書いてあったので、おそらく私の読んだ文献では、著者がそのことを書き忘れたのだとわかりました。 いずれにせよ、常識的には、特に断りがなければ標準状態における安定相での標準生成自由エネルギーを基準点にするという事がわかり助かりました。

その他の回答 (1)

  • phosphole
  • ベストアンサー率55% (466/833)
回答No.2

ご自身でおかきになっているとおり、基準の取り方次第ですが、数値で与えられているのは標準生成ギブスエネルギーで単体基準のものと思います。論文などでは、議論の中の適当な化合物、分子がゼロに選ばれているかもしれません。反応機構の議論の場合は、しばしばそのような相対値が書かれています。

stdyphy
質問者

お礼

ありがとうございます。 今回に限って言えば、同じ著者のほとんど同じ内容の別の文献を見ると、凝集エネルギーを基準点にすると書いてあったので、おそらく私の読んだ文献では、著者がそのことを書き忘れたのだとわかりました。 裏を返せば、ちゃんとわかるように書いておけば、エネルギーの基準点を自分でわかりやすい点にとってもよいという事ですね。今後自分でそのような文章を書くことがあるかはわかりませんが、その際には参考にさせていただきます。

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