Química - Ministerio de Educación

UNIDAD 1
temA 2
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• Aplicando la ecuación 3 a la expresión de la entropía del universo (o total)
Δ S = Δ S + Δ S se tendrá:
universo sistema entorno
Δ S = Δ S + total sistema ( − Δ H _____________ sistema
T ) (Ecuación 4)
• Al ordenar la ecuación 4, simplificándola empleando la multiplicación
por T y –1 se obtiene:
− TΔ S total = Δ H sistema − TΔ S sistema (Ecuación 5)
• Comparando la distribución de la ecuación 5 con la expresión de Gibbs
( G = H − TS ) se observa que la variación de la energía libre de Gibbs
( ΔG ) es equivalente a: ΔG = TΔ S total , así se obtendrá:
ΔG = ΔH − TΔS
Donde:
ΔH es la entalpía del sistema.
ΔS es la entropía del sistema.
TΔS representa el desorden del sistema cuando ocurre el cambio.
Al relacionar ΔH (entalpía del sistema) ΔS (entropía del sistema) y T
(temperatura), se obtiene que la variación de la energía libre se expresa
en joule (J) o en kilojoule (kJ).
Lo más importante es que ΔG está relacionada con la espontaneidad de
un proceso. Presentándose los siguientes escenarios a presión y
temperatura constantes:
ΔG < 0 proceso espontáneo.
ΔG > 0 proceso no espontáneo.
ΔG = 0 estado de equilibrio.
En esta relación, conocida como ecuación de Gibbs-Helmholtz, se puede
observar que hay dos factores que tienden a hacer ΔG negativo y por
tanto llevan a que una reacción sea espontánea:
1. si ΔH < 0, las reacciones exotérmicas tienden a ser
espontáneas en la medida que contribuyen a un valor
negativo de ΔG.
ΔG = ΔH – TΔS
2. si ΔH < 0, –TΔS será una contribución negativa a ΔG y
las reacciones tienden a ser espontáneas.
La energía libre de Gibbs, es la parte de la energía de un sistema que se
puede convertir libremente en trabajo útil a temperatura y presión
constante. Por ejemplo, en la combustión de petróleo, se libera calor que
se utiliza para generar vapor que puede producir trabajo mecánico o el
trabajo eléctrico. La energía libre de Gibbs es la parte de la energía de un
sistema que se puede convertir libremente en trabajo útil a temperatura y
presión constante. El problema es controlar la energía útil y transformarla
a trabajo sin que se pierda en calor.
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