
English: 
- [Voiceover] We're going
to explore Gibbs Free Energy
a little bit in this video.
And, in particular, its
usefulness in determining
whether a reaction is going
to be spontaneous or not,
which is super useful in
chemistry and biology.
And, it was defined by
Josiah Willard Gibbs.
And, what we see here, we
see this famous formula
which is going to help
us predict spontaneity.
And, it says that the
change in Gibbs Free Energy
is equal to the change, and
this 'H' here is enthalpy.
So, this is a change in enthalpy
which you could view as heat content,
especially because this formula applies
if we're dealing with constant
pressure and temperature.
So, that's a change in enthaply
minus temperature times change in entropy,
change in entropy.
So, 'S' is entropy and it seems
like this bizarre formula that's
hard to really understand.
But, as we'll see, it makes
a lot of intuitive sense.
Now, Gibbs Free, Gibbs,
Josiah Willard Gibbs,

Bulgarian: 
В това видео ще говорим
за свободната енергия на Гибс.
И по-точно за това колко е полезна при определянето на това
дали една реакция ще е спонтанна или не,
което е много полезно в химията и биологията.
За първи път е дефинирана от Джозая Уилард Гибс.
Това, което виждаме, е известна формула,
която ще ни помогне да предвидим  спонтанност.
Според формулата промяната в свободната енергия на Гибс
е равна на промяната в това 'Н', което е енталпия.
Това е промяна в енталпията,
която можем да разглеждаме като  съдържанието на топлина,
защото формулата се отнася за
състояния с постоянно налягане и температура.
Това е промяната в енталпията
минус температурата умножена по промяната в ентропията.
Промяната в ентропията.
'S' е ентропия.
Това изглежда като странна, трудна за разбиране формула.
Но както ще видим, е много логична.
Джозая Уилард Гибс извел тази формула,

Bulgarian: 
за да разберем
какво количество енталпия е необходимо
при извършването на работа.
Колко от нея е свободна да извършва полезни неща?
Но в това видео ще помислим за това
как можем да използваме промяната в свободната енергия на Гибс,
за да предвидим дали една реакция
ще протече спонтанно,
дали ще е спонтанна.
Да започваме.
Ако делта G е по-малка от 0,
реакцията ще е спонтанна.
Ще бъде спонтанна.
Ще се случи,
стига реагентите могат да си взаимодействат
по точния начин.
Ще бъде спонтанна.
Сега да помислим защо това е логично.
Ако изразът тук е отрицателен,
реакцията ще бъде спонтанна.
Да помислим за всички възможни варианти.
В този случай тук,
ако промяната в енталпията е по-малка от нула
и ентропията се увеличава,
енталпията намалява.
Това означава, че ще отдадем

English: 
he defined this to think about, well,
how much enthalpy is going to be useful
for actually doing work?
How much is free to do useful things?
But, in this video, we're
gonna think about it
in the context of how we can
use change in Gibbs Free Energy
to predict whether a reaction is going
to spontaneously happen,
whether it's going to be spontaneous.
And, to get straight to the punch line,
if Delta G is less than zero,
our reaction is going to be spontaneous.
It's going to be spontaneous.
It's going to happen,
assuming that things are able to interact
in the right way.
It's going to be spontaneous.
Now, let's think a little bit
about why that makes sense.
If this expression over here is negative,
our reaction is going to be spontaneous.
So, let's think about all
of the different scenarios.
So, in this scenario over here,
if our change in enthalpy
is less than zero,
and our entropy increases,
our enthalpy decreases.
So, this means we're going to release,

English: 
we're going to release energy here.
We're gonna release enthalpy.
And, you could think about this as,
so let's see, we're gonna release energy.
So, release.
I'll just draw it.
This is a release of enthalpy over here.
I end up with less enthalpy
than I started with.
But, entropy increases.
Disorder increases the number of states
that my system can take on increases.
Well, this makes a lot of sense.
This makes a lot of sense
that this is going to
happen spontaneously,
regardless of what the temperature is.
I have these two molecules.
They are about to bump into each other.
And, when they get close to each other,
their electrons may be, say hey,
"Wait, there's a better configuration here
"where we can go into lower energy states,
"where we can release energy
"and in doing so,
"these different
constituents can part ways."
And so, you actually
have more constituents.
They've parted ways.
You've had energy released.
Entropy increases.
And, makes a lot of sense
that this is a natural thing
that would actually occur.
This over here, this is spontaneous.
Delta G is, not just Delta,

Bulgarian: 
енергия тук.
Ще отдадем енталпия.
Можеш да мислиш за това като
за отдаване на енергия.
Отдаване.
Ще го нарисувам.
Това е отдаване на енталпия ето тук.
В края имам по-малко енталпия, отколкото в началото.
Но ентропията се увеличава.
Безпорядъкът увеличава броя на състоянията,
които моята система може да приеме.
В това има логика.
Логично е
това да се случи спонтанно,
независимо от температурата.
Имам тези две молекули.
Те ще се сблъскат.
Когато се приближат,
електроните им могат да си кажат,
"Чакай, тук има по-добра конфигурация,
в която ще достигнем по-ниско енергетично ниво,
можем да отдадем енергия,
при което
отделните съставни части се разделят."
Сега имаме повече съставни части.
Те са се разделили.
Имахме и отделяне на енергия.
Ентропията се увеличава.
Логично е това да е естествен процес,
който се случва в действителност.
Това тук е спонтанна реакция.
Делта G

English: 
Delta G is less than zero.
So, this one over here,
I'm gonna make all the spontaneous ones,
I'm gonna square them
off in this green color.
Now, what about this one down here?
This one down here, Delta
H is greater than zero.
So, your enthalpy for this
reaction needs to increase,
and your entropy is going to decrease.
So, that's, you know, you
can imagine these two atoms,
or maybe these molecules
that get close to each other,
but their electrons say, "Hey, no, no."
In order for us to bond,
we would have to get to
a higher energy state.
We would require some energy,
and the disorder is going to go down.
This isn't going to happen.
And so, of course, and
this is a combination,
if Delta H is greater than zero,
and if this is less than zero,
than this entire term
is gonna be positive.
And so, Delta G is going
to be greater than zero.
So, here, Delta G is going
to be greater than zero.
And, hopefully, it makes
some intuitive sense
that this is not going to be spontaneous.
So, this one, this one does not happen.

Bulgarian: 
е по-малка от нула.
Ето тук.
Ще направя всички спонтанни реакции --
Ще ги оградя с това зелено.
Ами този случай тук?
При него делта H  е по-голяма от нула.
В тази реакция енталпията трябва да се увеличи,
а ентропията ще се намали.
Можеш да си представиш, че тези два атома
или може би тези два молекули се приближават,
но техните електрони си казат, "Хей, не, не.
За да се свържем.
трябва да преминем на по-високо енергетично ниво.
Ще ни трябва енергия,
а и безпорядъкът ще се намали.
Това не може да се случи."
И разбира се, това е сбор,
ако делта Н е по-голяма от нула
и ако това е по-малко от нула,
целият израз ще е положителен.
Така делта G ще е по-голяма от нула.
Тук делта G ще е по-голяма от нула.
Надявам се, че се досещаш,
че тази реакция няма да е спонтанна.
Тя няма да се случи.

English: 
Now, over here, we have some permutations
of Delta H's and Delta S's,
and whether they're spontaneous
depends on the temperature.
So, over here, if we are dealing,
our Delta H is less than zero.
So, we're going to have
a release of energy here,
but our entropy decreases.
What's gonna happen?
Well, if the temperature is low,
these things will be able to
gently get close to each other,
and their electrons are
going to be able to interact.
Maybe they get to a lower energy state,
and they can release energy.
They're releasing energy,
and the electrons will
spontaneously do this.
But, the entropy has gone down.
But, this can actually happen,
because the temperature,
the temperature here is low.
And, some of you might be saying,
"Wait, doesn't that violate
"The Second Law of Thermodynamics?"
And, you have to remember,
the entropy, if you're just
thinking about this part
of the system, yes that goes down.
But, you have heat being released.
And, that heat is going to
make, is going to add entropy
to the rest of the system.

Bulgarian: 
Тук имаме няколко вариации
на делта Н и на делта S,
където спонтанността зависи от температурата.
Тук имаме
делта Н по-малка от нула.
Ще имаме освобождаване на енергия,
но ентропията намалява.
Какво ще се случи?
Ако температурата е ниска,
тези частици ще могат внимателно да се приближат една до друга и
електроните им ще могат да взаимодействат.
Може би ще стигнат до по-ниско енергетично ниво
и ще отдадат енергия.
Отдават енергия,
електроните правят това спонтанно.
Но ентропията се е намалила.
Това може да се случи,
защото температурата
тук е ниска.
Може да си кажеш,
"Чакай, това не нарушава ли
втория закон на термодинамиката?"
Трябва да запомниш,
ако мислим само за тази част
от системата - да, ентропията намалява.
Но имаме отдаване на топлина.
Тази топлина ще допринесе към ентропията
в останалата част от системата.

Bulgarian: 
Така че вторият закон на термодинамиката,
гласящ, че ентропията във вселената се увеличава, е в сила,
благодарение на отделената топлина.
Но ако гледаме само тези частици тук,
ентропията е намаляла.
Тази реакция тук също
ще бъде спонтанна.
Винаги искаме да се връщаме към формулата.
Ако това е отрицателно и това е отрицателно,
това ще бъде положително.
Но ако Т е достатъчно ниска,
този израз няма да има значение.
Ако Т е ниска, ентропията няма толкова голямо значение.
Ако Т е ниска, ентропията няма толкова голямо значение.
Тогава енталпията поема контрол.
В тази ситуация делта G --
Приемаме, че Т е достатъчно ниска,
за да направи делта G  отрицателна.
Това ще бъде спонтанно.
Да разгледаме същия сценарий,
но ако имаме висока температура.
Сега имаме тези две молекули.
Да кажем, че това са молекулите,
може би тази лилавата е тази тук.
имаме същите две молекули тук.
Те могат да
отдадат енергия.

English: 
So, still, The Second Law
of Thermodynamics holds
that the entropy of the
universe is going to increase,
because of this released heat.
But, if you just look at
the constituents here,
the entropy went down.
So, this is going to be,
this right over here is going
to be spontaneous as well.
And, we're always wanting
to back to the formula.
If this is negative and this is negative,
well, this is going to be a positive term.
But, if 'T' low enough,
this term isn't going to matter.
'T' is, you confuse it as the
weighing factor on entropy.
So, if 'T' is low, the entropy
doesn't matter as much.
Then, enthalpy really takes over.
So, in this situation, Delta G,
we're assuming 'T' is low enough
to make Delta G negative.
And, this is going to be spontaneous.
Now, if you took that same scenario,
but you had a high temperature,
well now, you have these
same two molecules.
Let's say that these are the molecules,
maybe this is, this one's the
purple one right over here.
You have the same two molecules here.
Hey, they could get to a more kind of a,
they could release energy.

English: 
But over here, you're saying,
"Well, look, they could."
The change in enthalpy is negative.
But, they're buzzing past each other
so fast that they're
not gonna have a chance.
Their electrons aren't gonna have a chance
to actually interact in the right way
for the reaction to actually go on.
And so, this is a situation
where it won't be spontaneous,
because they're just gonna
buzz past each other.
They're not gonna have a
chance to interact properly.
And so, you can imagine if 'T' is high,
if 'T' is high, this term's
going to matter a lot.
And, so the fact that entropy is negative
is gonna make this whole thing positive.
And, this is gonna be more positive
than this is going to be negative.
So, this is a situation where our Delta G
is greater than zero.
So, once again, not spontaneous.
And, everything I'm doing
is just to get an intuition
for why this formula for
Gibbs Free Energy makes sense.
And, remember, this is true
under constant pressure
and temperature.
But, those are reasonable assumptions
if we're dealing with, you know,
things in a test tube,
or if we're dealing with a
lot of biological systems.

Bulgarian: 
Но тук си казваш,
"Хм, виж, те могат...
Промяната на енталпията е отрицателна.
Но те преминават една покрай друга
толкова бързо, че няма да имат шанс --
Електроните им няма да имат шанс
да взаимодействат по точния начин,
за да протече реакция.
Това е ситуация, при която реакцията няма да е спонтанна,
защото частиците ще преминат една покрай друга много бързо.
Няма да имат възможност да взаимодействат помежду си, както трябва.
Можеш да си представиш, че ако Т е висока,
ако Т е висока, този израз ще е много важен.
Тъй като ентропията е отрицателна,
целият този израз ще стане положителен.
Така това ще е по-положително,
отколкото това ще е отрицателно.
Следователно това е ситуация, при която делта  G
е по-голяма от нула.
Реакцията не е спонтанна.
Всичко, което правя, е да ти покажа защо
формулата на Гибс за свободната енергия е логична.
Запомни, това важи при постоянно налягане и
постоянна температура.
Това са разумни предположения, когато
се занимаваме
с реагенти в епруветка
или с много от биологичните системи.

English: 
Now, let's go over here.
So, our enthalpy,
our change in enthalpy is positive.
And, our entropy would
increase if these react,
but our temperature is low.
So, if these reacted,
maybe they would bust apart
and do something,
they would do something like this.
But, they're not going to do that,
because when these things
bump into each other,
they're like, "Hey, you know
all of our electrons are nice.
"There are nice little
stable configurations here.
"I don't see any reason to react."
Even though, if we did react,
we were able to increase the entropy.
Hey, no reason to react here.
And, if you look at these
different variables,
if this is positive,
even if this is positive,
if 'T' is low, this isn't going to be able
to overwhelm that.
And so, you have a Delta G
that is greater than zero,
not spontaneous.
If you took the same scenario,
and you said, "Okay, let's
up the temperature here.
"Let's up the average kinetic energy."
None of these things are going to be able
to slam into each other.

Bulgarian: 
Сега да се преместим тук.
Нашата енталпия,
нашата промяна в енталпията е положителна.
А ентропията ни ще се увеличи, ако
тези частици реагират, но температурата ни е ниска.
Ако тези чстици реагират, може би могат да се разделят
или да направят
нещо такова.
Но те няма да го направят,
защото когато се сблъскат,
си казват, "Знаеш ли? Всичките ни електрони са добре.
Те са в хубави и стабилни конфигурации тук.
Не виждам причина да реагират."
Въпреки че, ако реагират,
могат да увеличат ентропията.
Но няма причина за реакция.
Ако погледнем тези различни величини,
ако тази е положителна, ако дори и тази е положителна,
но ако Т е ниска, това няма да може да
надмогне това.
Следователно имаме делта G, по-голяма от нула,
реакцията не е спонтанна.
Ако имахме същия сценарий,
но си кажем, "Добре, хайде да вдигнем температурата тук.
Да увеличим средната кинетична енергия."
Тогава тези частици ще могат да се
удрят помежду си.

English: 
And, even though, even
though the electrons
would essentially require some energy
to get, to really form these bonds,
this can happen because you have all
of this disorder being created.
You have these more states.
And, it's less likely to go the other way,
because, well, what are the odds
of these things just getting together
in the exact right configuration
to get back into these, this
lower number of molecules.
And, once again, you look
at these variables here.
Even if Delta H is greater than zero,
even if this is positive,
if Delta S is greater than zero
and 'T' is high,
this thing is going to become,
especially with the negative sign here,
this is going to overwhelm the enthalpy,
and the change in enthalpy,
and make the whole expression negative.
So, over here, Delta G is
going to be less than zero.
And, this is going to be spontaneous.
Hopefully, this gives you some intuition
for the formula for Gibbs Free Energy.
And, once again, you have to caveat it.
It's under, it assumes constant
pressure and temperature.
But, it is useful for thinking

Bulgarian: 
Въпреки че електроните
ще се нуждаят от енергия, за да
създадат тези връзки,
реакцията може да се осъществи
благодарение на създадения безпорядък.
Имаме повече възможни състояния.
И е по-малко вероятно реакцията да протече в обратна посока,
защото какъв е шансът
всички тези частици да се съберат
в точната конфигурация
и да се върнат към този по-малък брой молекули.
Да погледнем отново тези величини тук.
Дори делта Н да е по-голяма от нула,
дори това да е положително,
ако делта S е по-голяма от нула
и Т е висока,
особено с отрицателния знак тук,
това нещо
ще надмогне енталпията
и промяната в енталпията,
следователно целият израз ще е отрицателен.
Тук делта G ще бъде по-малка от нула.
Тази реакция ще бъде спонтанна.
Надявам се, че схвана логиката зад
формулата на Гибс за свободната енергия.
И още веднъж трябва да отбележим,
че тя предполага постоянно налягане и температура,
но е полезна, когато мислим за това

English: 
about whether a reaction is spontaneous.
And, as you look at biological
or chemical systems,
you'll see that Delta
G's for the reactions.
And so, you'll say, "Oh,
it's a negative Delta G?
"That's going to be a
spontaneous reaction.
"It's a zero Delta G.
"That's gonna be an equilibrium."
Or, you could say, "That's
a positive Delta G.
"That's not going to be spontaneous."

Bulgarian: 
дали една реакция ще е спонтанна.
Когато разглеждаме биологични или химични системи,
можем да проверим делта G за дадена реакция.
Ще си кажем, "О, делта G е отрицателна?"
"Това ще бъде спонтанна реакция."
"Делта G е нула?"
"Това ще е реакция в равновесие."
Или можем да си кажем, "Това е положителна делта G."
"Реакцията няма да е спонтанна."
