Energia libera di Gibbs standard di formazione

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L'energia libera di Gibbs standard di formazione, ${\displaystyle \Delta _{\mathrm {f} }G^{\circ }}$^[1] o ${\displaystyle \Delta G_{\mathrm {f} }^{\circ }}$, è la variazione di energia libera di Gibbs^[2] associata al processo di sintesi di una specie chimica partendo dagli elementi che la costituiscono, nel loro stato standard. Lo stato standard di un elemento è la sua forma allotropica più stabile alla pressione standard di 1 bar (100 kPa). Lo stato standard non dipende dalla temperatura per chiarezza spesso si riportano i dati a ${\displaystyle 298\;\mathrm {K} }$.

L'energia libera di Gibbs standard di formazione viene solitamente espressa in rapporto alla quantità di sostanza del composto formato, ${\displaystyle \Delta _{\mathrm {f} }{\hat {G}}^{\circ }}$, e viene misurata, nel Sistema Internazionale, in kJ/mol.

L'energia di Gibbs standard di formazione è legata all'entalpia standard di formazione e all'entropia standard di formazione dalla seguente relazione:^[3]

${\displaystyle \Delta _{\mathrm {f} }{\hat {G}}^{\circ }=\Delta _{\mathrm {f} }{\hat {H}}^{\circ }-T\Delta _{\mathrm {f} }{\hat {S}}^{\circ }}$

In base alla definizione, l'energia libera di Gibbs standard di formazione degli elementi è presa come riferimento ed è quindi uguale a zero. Ad esempio la reazione standard di formazione dell'idrogeno ${\displaystyle {\ce {H2}}}$ gassoso ha sia come prodotto che come reagente ${\displaystyle {\ce {H2}}}$ alla pressione standard e alla stessa temperatura, quindi nella "reazione" non ci può essere alcuna variazione di energia libera. Per lo stesso motivo in tali "reazioni" non c'è variazione di entalpia o di entropia.

${\displaystyle \mathrm {H_{2}} =\mathrm {H_{2}} \;\;\to \;\;\Delta _{\mathrm {f} }G^{\circ }=0}$ (senza unità di misura)