ENERGÍA LIBRE DE GIBBS

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS

En 1879, Joshia Willard Gibbs, físico de la Universidad de Yale, definió una FUNCIÓN DE ESTADO combinada. Que depende de tres parámetros, la entalpía, la entropía y la temperatura. Conocida también como energía libre de Gibbs.

¿Qué indica la energía libre de Gibbs de un sistema y cómo se representa?

La energía libre de Gibbs para cualquier proceso nos indica la energía que está disponible para realizar un trabajo útil que puede realizar el sistema sobre los alrededores. Se representa con la letra mayúscula G.

¿Cómo calcular la energía libre estándar para una reacción?

La energía libre estándar de formación para un compuesto ∆G° f , es el cambio de energía libre cuando se forma una mol de sustancia a partir de sus elementos en condiciones estándar, o sea a 1 atm de presión y una de temperatura de 298 K (25ºC).

Cabe señalar que la energía libre de los elementos y moléculas diatómicas en esas condiciones es cero.

La variación de energía libre estándar para una reacción ∆G°r se puede calcular a partir de los valores de ∆G°f de sus reactivos y productos de la siguiente manera:

∆G°r =  n∆G°f(productos) -  m ∆G°f(reactivos)

donde

 = suma de

n, m = coeficientes estequiométricos de la reacción

La energía libre también se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:

∆G = ∆H - T∆S

donde T= es la temperatura absoluta

∆H = variación de entalpía

∆S = variación de entropía

Interpretación de los valores de ∆G°r

Si el valor de ∆G°r es positivo, la reacción es no espontánea, es decir, no hay energía disponible para realizar trabajo.

Si el valor de ∆G°r es negativo, el proceso es espontánea, es decir, hay energía disponible para realizar trabajo.

Si el sistema presenta un ∆G° cero, la reacción está en equilibrio.

Ejercicios:

1. Calcula la energía libre de Gibbs de la siguiente reacción: H2O2(g) →H2O(g) + ½ O2(g)

Si la temperatura es de 25°C, la ∆H°= -106 kJ/mol y ∆S°= 58 J/mol K. ¿La reacción será espontánea?

2. Calcula la energía libre de Gibbs e indica si la reacción es espontánea. A 298 K, el ∆H° = -240.8 kJ/mol y ∆S° = -171.8 J/mol K, son los valores para la siguiente ecuación química:

BaO (s) + CO2 (g) → BaCO3 (s)

3. Con la ayuda de tu tabla termoquímica consulta la ∆Gº y calcula la variación de la energía libre e indica si es un proceso espontáneo o no.

a) 2 KClO3 (s) → 2 KCl ( s) + 3 O2 (g)

b) 2 CH3OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2 (g) + 4 H2O (l)

4. Predice en los siguientes procesos si aumenta o disminuye el desorden y justifica.

a) Cuando un trozo de metal a 150°C se pone en contacto con agua a 40°C

b) El vapor

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