Equipo No. 1Energía Libre de Gibbs

ConceptoEs la energía disponible para realizar un trabajo. Así, si en una reacción particular se libera energía útil (es decir, si su ΔG es negativo), este hecho, por sí solo, garantiza la reacción espontánea.

El cambio de energía libre (ΔG ) de un sistema para un proceso a temperatura constante y si estamos considerando una reacción química, en la que pasamos de unos reactivos a unos productos, la expresaremos como incrementos:

∆𝐻= representa la energía total del sistema∆𝑇 𝑆= representa la energía no aprovechable de dicha energía total

De los factores y dependerá de que una reacción química sea espontánea o no. Tiene tres posibles situaciones distintas:

1) Puede ser que tanto ΔH como ΔS sean favorables, con lo cual la reacción será en todo caso espontánea, independientemente de la temperatura.

2) Puede ser, por el contrario, que tanto ΔH como ΔS sean desfavorables, con lo cual la reacción será no espontánea a cualquier temperatura.

3) Puede ser que una de las dos variables sea favorable y la otra desfavorable, con lo cual el resultado final dependerá de la magnitud de ambos, es decir, de cuál de estas dos fuerzas impulsoras contrapuestas tenga mayor peso en el resultado final, así como de la temperatura.

En función del signo de la variación de energía libre de Gibbs, tenemos tres posibilidades:

ΔG > 0, positivo: Reacción no espontáneaΔG = 0, Sistema en equilibrioΔG < 0, negativo: Reacción espontánea

Teniendo en cuenta la expresión matemática considerada, podemos establecer el signo de la variación de energía libre de Gibbs de forma cualitativa conociendo los signos de la variación de entalpía y de la variación de entropía, ΔH y ΔS.

Ejemplo:Para la reacción CH2=CH2 + H2 →CH3-CH3, determinar la espontaneidad de la reacción a 500°C, 829°C y 1500°C, sabiendo que la ΔHr=-137 KJ/mol y ΔSr=-121 J/mol °K. Suponer que los valores de entalpía y entropía se mantienen constante con la temperatura.

Solución:ΔGr = ΔHr – T ΔSr

1. T = 500°C

Solución:ΔGr = ΔHr – T ΔSr

2. T = 859.2°C

3. T = 1500°C

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