Généré le: 17 juin 2026 à 17:25

Calculateur d'énergie libre de Gibbs

Données

Variation d'enthalpie-100 kJ/mol
Variation d'entropie50 J/(mol·K)
Température298,2 K

Généré avec OneCalc · https://onecalc.app/fr/chemistry/gibbs-free-energy-calculator

Chimie

Calculateur d'énergie libre de Gibbs

Calculer l'énergie libre de Gibbs ΔG à partir de l'enthalpie ΔH, de l'entropie ΔS et de la température T à l'aide de ΔG = ΔH − TΔS.

Données

kJ/mol
J/(mol·K)

Résultats

Saisissez une valeur pour afficher les résultats.

kJ/mol

Cette réaction est à l'équilibre (ΔG ≈ 0) — les vitesses de la réaction directe et de la réaction inverse sont égales et aucune transformation nette ne se produit.

Intégrer ce calculateur

Aperçu

Collez ce code dans votre page pour afficher le calculateur.

Partager ce calcul

Toute personne ouvrant ce lien verra vos valeurs déjà renseignées.

Comprendre l'énergie libre de Gibbs

L'énergie libre de Gibbs, notée ΔG, est la grandeur thermodynamique qui indique si une réaction chimique ou un processus physique peut se dérouler spontanément à température et pression constantes. Elle combine deux facteurs concurrents — la tendance à libérer de la chaleur (enthalpie) et la tendance à accroître le désordre (entropie) — en un seul nombre. Lorsque ΔG est négatif, le système abaisse son énergie libre en réagissant : le processus est donc spontané.

Willard Gibbs a introduit ce concept dans les années 1870 ; il sous-tend aujourd'hui l'ensemble de la thermodynamique chimique, de la prédiction des équilibres de réaction à la conception des cellules électrochimiques et des procédés industriels.

L'équation de l'énergie libre de Gibbs

ΔG=ΔH−TΔS\Delta G = \Delta H - T \Delta S
SymboleGrandeurUnités courantes
ΔGVariation d'énergie libre de GibbskJ/mol
ΔHVariation d'enthalpiekJ/mol
TTempérature absolueK
ΔSVariation d'entropieJ/(mol·K)

Comme ΔH est en kilojoules et ΔS en joules, il faut diviser ΔS par 1000 avant de soustraire :

ΔG=ΔH−T⋅ΔS1000\Delta G = \Delta H - \frac{T \cdot \Delta S}{1000}

Signification du signe de ΔG

ΔGInterprétation
ΔG < 0Spontané dans le sens direct
ΔG = 0Système à l'équilibre
ΔG > 0Non spontané ; le sens inverse est favorisé

Un processus spontané n'est pas nécessairement rapide. La transformation du diamant en graphite est spontanée (ΔG < 0), mais elle prend des millions d'années. ΔG prédit le sens de la transformation, non sa vitesse.

Les quatre régimes de spontanéité

Le signe de ΔG dépend des signes de ΔH et ΔS, ainsi que de la température.

ΔHΔSΔG à basse TΔG à haute TSpontané ?
−+−−Toujours
+−++Jamais
−−−+Uniquement à basse température
+++−Uniquement à haute température

La température de croisement, où ΔG = 0 et le processus passe de non spontané à spontané (ou inversement), est :

T=ΔHΔST = \frac{\Delta H}{\Delta S}

Exemple résolu

La dissolution du nitrate d'ammonium dans l'eau est endothermique (ΔH = +25,7 kJ/mol) mais fortement pilotée par l'entropie (ΔS = +108,7 J/(mol·K)). À 298,15 K :

ΔG=25,7−298,15×108,71000\Delta G = 25{,}7 - \frac{298{,}15 \times 108{,}7}{1000} =25,7−32,4= 25{,}7 - 32{,}4 =−6,7 kJ/mol= -6{,}7\ \text{kJ/mol}

ΔG est négatif, donc la dissolution est spontanée à température ambiante bien qu'elle absorbe de la chaleur. Le gain d'entropie important (dispersion des ions en solution) l'emporte sur le coût enthalpique.

Conditions standard et non standard

La valeur ΔG° s'applique dans les conditions standard : 298,15 K, pression de 1 bar et tous les solutés à 1 mol/L. Dans des conditions non standard, ΔG diffère de ΔG° par le quotient de réaction Q :

ΔG=ΔG∘+RTln⁡Q\Delta G = \Delta G^\circ + RT \ln Q

À l'équilibre, ΔG = 0 et Q = K (la constante d'équilibre), ce qui donne la relation fondamentale :

ΔG∘=−RTln⁡K\Delta G^\circ = -RT \ln K

Un ΔG° fortement négatif correspond à une grande constante d'équilibre, signifiant que les produits sont très favorisés à l'équilibre.

Énergie libre de Gibbs et électrochimie

Dans les cellules électrochimiques, ΔG est directement lié à la tension de cellule E :

ΔG=−nFE\Delta G = -nFE

où n est le nombre d'électrons transférés par unité formulaire et F est la constante de Faraday (96 485 C/mol). Une tension positive correspond à un ΔG négatif, confirmant que la réaction de la cellule est spontanée — c'est pour cela que les batteries se déchargent spontanément.

Erreurs fréquentes

Incohérence des unités. ΔH est généralement exprimé en kJ/mol tandis que ΔS est en J/(mol·K). Oublier de diviser ΔS par 1000 conduit à un résultat erroné d'un facteur mille.

Utiliser les degrés Celsius au lieu des kelvin. Le T de la formule doit être une température absolue. 25 °C correspond à 298,15 K, et non à 25 K. L'utilisation de Celsius donne un terme TΔS complètement faux.

Confondre spontané et rapide. Une réaction avec ΔG = −500 kJ/mol peut être bloquée cinétiquement. ΔG décrit la favorabilité thermodynamique ; l'énergie d'activation et les catalyseurs gouvernent la vitesse.

Questions fréquentes (FAQ)

Quelle est la formule de l'énergie libre de Gibbs ?

L'équation de l'énergie libre de Gibbs est ΔG = ΔH − TΔS, où ΔH est la variation d'enthalpie en kJ/mol, T est la température absolue en kelvin, et ΔS est la variation d'entropie en J/(mol·K). Comme ΔS est en joules et ΔH en kilojoules, il faut diviser ΔS par 1000 avant de soustraire. Dans les conditions standard (298,15 K, 1 bar), le résultat est l'énergie libre de Gibbs standard ΔG°.

Que représente ΔG ?

ΔG est le travail non volumique maximal qu'un système peut fournir à température et pression constantes. Il combine deux facteurs thermodynamiques concurrents : la variation d'enthalpie ΔH (énergie libérée ou absorbée sous forme de chaleur) et la variation d'entropie TΔS (énergie qui devient indisponible parce que le désordre augmente). Le signe de ΔG indique le sens de la transformation spontanée dans ces conditions.

Quel est le lien entre ΔG et la spontanéité d'une réaction ?

Une réaction est spontanée lorsque ΔG < 0, non spontanée lorsque ΔG > 0, et à l'équilibre lorsque ΔG = 0. Spontané signifie ici que la réaction peut se dérouler sans apport continu d'énergie — cela ne préjuge pas de sa vitesse. Un ΔG fortement négatif indique que le processus libère de l'énergie libre, mais ne donne aucune information sur la cinétique. Par exemple, le diamant se transforme spontanément en graphite (ΔG < 0), mais si lentement que ce processus est indétectable.

Comment la température influe-t-elle sur ΔG ?

La température contrôle le poids du terme entropique TΔS. Pour une réaction à ΔH positif et ΔS positif (endothermique, pilotée par l'entropie), ΔG diminue à mesure que la température augmente — la réaction devient finalement spontanée au-dessus d'une température seuil T = ΔH/ΔS. À l'inverse, une réaction exothermique à ΔS négatif (ΔH < 0, ΔS < 0) peut devenir non spontanée à haute température, car le terme −TΔS devient positif et croissant. Ces quatre combinaisons de signes définissent les quatre régimes classiques de spontanéité.

Recommandations

Calcul de la loi des gaz parfaits

Résoudre PV = nRT pour la pression, le volume, la quantité de matière ou la température d'un gaz parfait. Renseignez trois grandeurs pour trouver la quatrième, en atm, kPa, L, mol et °C.

 En savoir plus
Calculateur de l'équation d'Arrhenius

Calculer la constante de vitesse k = A·exp(−Ea/RT) à partir du facteur pré-exponentiel, de l'énergie d'activation et de la température, ainsi que la fraction de Boltzmann des collisions activées.

 En savoir plus
Calculateur de l'équation de Nernst

Calculer le potentiel de cellule dans des conditions non standard à l'aide de E = E° − (RT / nF) · ln Q. Entrer le potentiel standard, le nombre d'électrons transférés, le quotient de réaction et la température.

 En savoir plus

200+ calculateurs · 10 langues · 100 % gratuit

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

Non

Comment pourrions-nous améliorer ce calculateur ?
Propulsé par OneCalc ↗