Freie Enthalpie und Reaktionsrichtung
Die freie Enthalpie G entscheidet, ob eine Reaktion spontan abläuft. Eine Reaktion läuft freiwillig ab, wenn ΔG < 0 ist.
Die Gibbs-Helmholtz-Gleichung verbindet Enthalpie und Entropie: ΔᵣG = ΔᵣH - T·ΔᵣS. Sie zeigt, dass sowohl Energie als auch Unordnung wichtig sind.
Exergonische Reaktionen (ΔG < 0) laufen spontan ab, endergonische Reaktionen (ΔG > 0) brauchen Energiezufuhr. Bei ΔG = 0 herrscht Gleichgewicht.
Metastabile Zustände entstehen, wenn eine Reaktion energetisch möglich ist, aber nicht abläuft - wie Knallgas bei Raumtemperatur. Die Aktivierungsenergie verhindert die Reaktion.
Drei wichtige Bereiche: ΔG ≤ -30 kJ (vollständige Reaktion), ΔG ≥ 30 kJ (keine Reaktion), -30 kJ < ΔG < 30 kJ (Gleichgewichtsreaktion).
Praxistipp: Katalysatoren senken die Aktivierungsenergie, ändern aber nicht ΔG