A experimentar…

Ahora a responder

• ¿Cuál es el sistema de estudio?• ¿La reacción es espontánea o no?• ¿Clasificarías la reacción como endotérmica o exotérmica?

Δ reacción H° = ?

Δ reacción S°= ?

¿Qué variables termodinámicas describe a la reacción química anterior?

¿Cómo podemos combinar estas dos propiedades, de manera tal que se obtenga una única función, cuyo valor determine si una reacción es o no espontánea?

Energía de Gibbs

"La originalidad, el poder y la belleza del trabajo de Gibbs en el ámbito de la termodinámica no han sido superados."

El científico “ subestimado”

VARIACION ENERGIA DE GIBBS

ΔG representa la fracción del cambio de energía total que está disponible para desarrollar trabajo útil.

ΔG  =  ΔH  −  TΔS

Si el ΔG de una reacción es -210 kJ, es posible obtener210 kJ de trabajo útil a partir de la reacción.

Si ΔG es +210 kJ, habrá que suministrar, al menos, esa misma cantidad de energía en forma de trabajo, para que la reacción tenga lugar.

ENERGIA DE GIBBS

•Función de estado •Propiedad extensiva

A analizar…

• La energía libre de los productos es menor que la de los reactantes.

• Al ser Gproductos menor que Greactivos, ΔG menor que cero (de valor negativo).

• El proceso es espontáneo en el sentido directo.

• La energía libre de los productos es mayor que la de los reactantes.

• Al ser Gproductos mayor que Greactivos, ΔG mayor que cero (de valor positivo).

• El proceso no es espontáneo en sentido directo.

Relación entre G, H y S y predicción de laespontaneidad de un proceso

ΔG = ΔH − TΔS

ΔG < 0 proceso espontáneo.ΔG > 0 proceso no espontáneo.ΔG = 0 estado de equilibrio

La variación de la energía libre se expresaen joule (J) o en kilojoule (kJ).

Δ reacción H° = ?

Δ reacción S°= ?

EJEMPLO:

Δ reacción G°= ?

Datos

H° ( kJ/mol) S° (J/K mol)C2H4O2 -486,2 35,6

NaHCO3 -947,7 102,1NaC2H3O2 -305,8 245.6H2O -285,5 69,9CO2 -393,5 293,6

Ejercicios

• Calcular Δ G° que acompaña a la reacción de formación de dióxido de carbono CO2 a 25 °C

• C (s) + O2 (g) ----------------- CO2(g)

•Determinar si la siguiente reacción es espontanea a 800 K y 1200 K.

NH4Cl(s) -------------- NH3(g) + HCl (g)

ENERGIA DE GIBBS ESTANDAR (G° )DE FORMACION.

G0 = npGf0

(productos)– nrGf0

(reactivos)

• La energía libre en condiciones estándar ( ΔG° ) corresponde a valores medidos en condiciones establecidas, tales como:

• Sólidos y líquidos, puros.• Gases, a 1 atmosfera (atm) de presión.• Disolución, en concentración 1M ( 1 mol/L )

• Elementos, de valor cero por definición ( Δ f G° =  0 )• Temperatura de 25 °C

Ejercicios

A partir de los datos ,calcule el cambio de energía de gibbs estándar de la siguiente reacción a 298 K:

P4 (g) + 6 Cl2 (g) -------------- 4 PCl3 (g)

¿Cuál es el Δ G° de la reacción inversa?

• Calcular el Δ G° para la combustión del propano.