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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
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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
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ESPONTANEIDAD

Un proceso EN EQUILIBRIO es aquel cambio en donde no se favorece una u otra dirección del cambio.

EJEMPLOS: Hielo a 0°C.

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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

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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

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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.

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EJERCICIO

CO2 (g) + H2O(l) C6H12O6(s) + O2

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5.10.

Cálculo de energía libre de reacción a partir de energía libre estándar de formación.

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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 –

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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.