lunes, 5 de mayo de 2014

Termoquímica: Energía Libre de Gibbs



En termodinámica, la energía libre de Gibbs (energía libre o entalpía libre) es una función de estado con unidades de energía, que da la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química (a presión y temperatura constantes).
La segunda ley de la termodinámica postula que una reacción química espontánea hace que la entropía del universo aumente, ΔSuniverso > 0, así mismo  ΔSuniverso esta en función de  ΔSsistema  y  ΔSalrededores. Por lo general sólo importa lo que ocurre en el sistema en estudio y; por otro lado el cálculo de ΔSalrededores  puede ser complicado.
Por esta razón fue necesaria otra función termodinámica, la energía libre de Gibbs, que sirva para calcular si una reacción ocurre de forma espontánea tomando en cuenta solo las variables del sistema.

Cálculo de la energía libre:
G=H-TS\,

donde H es la entalpía o contenido de calorT es la temperatura y S es la entropía del sistema.

La energía libre de reacción, se denota \Delta G_{reaccion} \,\!, es el cambio de energía en una reacción a condiciones estándar. En dicha reacción los reactivos en su estado estándar se convierten en productos en su estado estándar.
En general:
\Delta G_{reaccion} = \sum_{i}\ n_{i} \Delta G_{f(productos)} - \sum_{j}\ m_{j} \Delta G_{f(reactivos)}\,\!
donde ni y mj son la multiplicación de los coeficientes estequiométricos.
Así como en el cálculo de la entalpía, en la energía libre estándar de formación para cualquier elemento en su forma estable (1 atm y 25ºC) es 0
La variación de energía libre de Gibbs para un proceso a temperatura y presión constantes viene dada por:
\Delta G = \Delta H - T \cdot \Delta S\,\!

La temperatura puede ser un factor determinante a la hora de hacer que un proceso sea espontáneo o no lo sea.
La condición de equilibrio es \Delta G = 0 \,\!
La condición de espontaneidad es \Delta G <

 \ 0\,\!
El proceso no es espontáneo cuando: \Delta G > \ 0 \,\!

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