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ESPONTANEIDAD. Un proceso espontáneo es cualquier cambio para el que el conjunto de productos es termodinámicamente más estable que el conjunto de reactivos (bajo condiciones dadas). EJEMPLOS: El agua a temperatura de - 10°C se convierte en hielo.
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ESPONTANEIDAD Un proceso espontáneo es cualquier cambio para el que el conjunto de productos es termodinámicamente más estable que el conjunto de reactivos (bajo condiciones dadas). • EJEMPLOS: • El agua a temperatura de -10°C se convierte en hielo. • Si se toca un objeto caliente se transmite el calor. • El azúcar se disuelve en agua caliente
ESPONTANEIDAD Un proceso NO espontáneo es cualquier cambio para el que el conjunto de productos es termodinámicamente más estable que el conjunto de reactivos (bajo condiciones dadas). • EJEMPLOS: • El agua a temperatura de -10°C se convierte en agua. • Si se toca un objeto caliente NO se transmite el calor. • El azúcar se NO disuelve en agua caliente
ESPONTANEIDAD Un proceso EN EQUILIBRIO es aquel cambio en donde no se favorece una u otra dirección del cambio. EJEMPLOS: Hielo a 0°C.
PRINCIPIOS GENERALES DE LA ESPONTANEIDAD 1. Los procesos donde el contenido de energía del sistema disminuye durante un cambio, tienden a ocurrir ESPONTÁNEAMENTE. De ahí se deduce que muchos procesos espontáneos son exotérmicos, pero no todos. E E NH4NO3(s) + H2O(l) NH4+1(ac) + NO3 -1 (ac) H2O(l) H2O (s) Exotérmico y espontáneo (a 0°C) Endotérmico y espontáneo (a 25°C) 2. Los procesos donde el desorden (entropía) del sistema aumenta tienden a ocurrir ESPONTÁNEAMENTE en esas condiciones dadas. Aumento de entropía
ENERGÍA LIBRE DE GIBBS La ENERGÍA LIBRE DE GIBBS es un concepto unificador de las funciones de estado ENTALPÍA y ENTROPÍA. Se define como la energía que está disponible en un sistema para realizar TRABAJO en condiciones de temperatura y presión constantes. La ENERGÍA LIBRE DE GIBBS se identifica con la letra G y se describe como una diferencial: ΔG = Gf -Gi La ENERGÍA LIBRE DE GIBBS a T y P constantes es equivalente a : ΔG = Δ H -TΔ S Donde Δ H: diferencial de entalpía T: temperatura Δ S: diferencial de entropía
ΔG: Gfinal– Ginicial Si ΔGes + por lo tanto Gi< Gf Si ΔGes - por lo tanto Gi> Gf ΔG: + porque se realizó trabajo sobre el sistema ΔG: + indica que es un PROCESO NO ESPONTÁNEO Gi Gf ΔG: - porque se realizó trabajo sobre el entorno ΔG: - indica que es un PROCESO ESPONTÁNEO Gi Gf ΔG:0 porque no hay cambio. El sistema está EN EQUILIBRIO.
Signos de energía libre en reacciones químicas ΔG = Δ H -TΔ S
EJERCICIO CO2 (g) + H2O(l) C6H12O6(s) + O2
5.10. Cálculo de energía libre de reacción a partir de energía libre estándar de formación.
ENERGÍA LIBRE ESTÁNDAR de formación La Energía libre estándar de formación de una sustancia se simboliza como ΔG° y se define como el trabajo que se libera o absorbe cuando se forma 1 mol de un compuesto a partir de sus elementos. Sus Unidades son kJ/mol y puede tener signo + ó –
CÁLCULO DE ΔGr A PARTIR DE ENERGÍA LIBRE ESTÁNDAR . La Energía libre estándar de una reacción ΔGres igual a la SUMATORIA de las ΔG°productosEnergías libre estándar de los productos MENOS la SUMATORIA de las ΔG °reactivosEnergías libre estándar de los reactivos. En cada caso multiplicando por el número de moles. ΔG° r : Σ[ n ΔG ° de productos ] – Σ[n ΔG ° de reactivos ] DONDE: ΔG°r : energía libre estándar de una reacción n : número de mol Esta forma matemática se emplea para conocer la energía libre de cualquier reacción química que se lleva a cabo en las condiciones estándar que establecen las Tablas Termodinámicas.
