AVANCE DE REACCIÓN I. Energía libre y grado de avance de ...
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<strong>AVANCE</strong> <strong>DE</strong> <strong>REACCIÓN</strong>I. <strong>Energía</strong> <strong>libre</strong> y <strong>grado</strong> <strong>de</strong> <strong>avance</strong> <strong>de</strong> reacción ().A. dG = A dn A + B dn B + C dn C + D dn D (1)don<strong>de</strong> <strong>de</strong> dn i se <strong>de</strong>termina por relaciones estequiométricas.B. A B (2)(n A = n A ° - ) (n B = n B ° + ) (3)dn A = - d dn B = + d (4)1. dG = A dn A + B dn B (5)Sustituyendo (4) en (5)2. dG = - A d + B d = ( B - A ) d (6)3. (6a)C. espontáneo (7)D. no-espontáneo (8)E. equilibrio (9)II.Reacción General:A. A A + B B + ... Q Q + R R + ... (10)B. A A + B B Q Q + R R (11)C.n Q = n Q ° + Q n A = n A ° - A n R = n R ° + R n B = n B ° - B D. Cambio infinitesimal:dn Q = Q d dn A = - A d (12)dn R = R d dn B = - B d (13)© 1997 - 200 0 I. Nieves Martínez Página - 1 -
<strong>AVANCE</strong> <strong>DE</strong> <strong>REACCIÓN</strong>E. Reacción química en la mezcla:1. dG = A dn A + B dn B + Q dn Q + R dn R (14)F. Sustituyendo las ecuaciones (12) y (13) en (14):1. dG = - A A d - B B d + Q Q d + R R d (15)2. (dG) T,P = [( Q Q + R R ) - ( A A + B B )] d (16)G. Si dn solo <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> la reacción química entonces G = f()H. El G ó el tien<strong>de</strong>n a un mínimo en equilibrio.(17)(18)(19)I. Gases I<strong>de</strong>ales:A. (20)B. Sustituyendo (20) en (17):(21)C. Rearreglando (21)(22)D. Definiendo:(23)E. Entonces la ecuación (21) se pue<strong>de</strong> reescribir:(24)© 1997 - 200 0 I. Nieves Martínez Página - 2 -
<strong>AVANCE</strong> <strong>DE</strong> <strong>REACCIÓN</strong>1. Relación general para gases i<strong>de</strong>ales. El signo <strong>de</strong> G <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong>l lnQ P . Si Q P < 1, ln Q P < 0, y P productos < P reactivos , por lo tanto G < 0 yla reacción es espontánea en esa dirección.F. Equilibrio:(25)1. Definiendo:(26)2. Sustituyendo (26) en (25) y re arreglando (25)(27)(28)K P (T) es función <strong>de</strong> los coeficientes estequiométricos, por lo tanto lareacción <strong>de</strong>be estar balanceada.3. Ejemplo:N 2 + 3 H 2 2 NH 3 G m ° (29)(30)(1/2) N 2 + (3/2) H 2 NH 3 (G m °/2) (31)(32)2 NH 3 N 2 + 3 H 2 - G m ° (33)(34)© 1997 - 200 0 I. Nieves Martínez Página - 3 -
<strong>AVANCE</strong> <strong>DE</strong> <strong>REACCIÓN</strong>(35)4. Fracciones molares:a. (36)b. Ley <strong>de</strong> Dalton:(37)y(38)(39)(40)c. K P (T) y K x (P) si 0 (41)5. Gases Reales:a. (42)b. (43)© 1997 - 200 0 I. Nieves Martínez Página - 4 -
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