Energia Libre De Gibbs

La Energía Libre de Gibbs y el Equilibrio Químico

• Unidad 1: Termodinámica química

Hasta ahora hemos estudiado la Energía Libre de Gibbs en condiciones estándares, el valor de esta variación nos permite predecir si la reacción ocurrirá o no, pero a las condiones estandar.

Pero la mayoría de las reacciones quimicas que se producen, tanto en los laboratorios como en la industria, no lo hacen en condiciones estándar.

Para poder explicar lo dicho en el parrafo anterior, vamos suponer los siguiente:

• La reacción quimica:

a A (ac) + bB(ac) → cC(ac) + dD(ac)

• Los reactivos se encuentran en solución acuosa y en estado estándar, lo que implica que, cada uno tiene una concentración 1M.

• Tan pronto se inicie la reacción la condición estandar deja de existir, pues los reactivos van a ir disminuyendo a medida que se irán formando los productos. Por lo tanto el cálculo de la Energía Libre de Gibbs a condición estándar ya no sería el adecuado y no podríamos predecir el sentido de la reacción.

Para situaciones en donde se pierde el estado estandar debemos calcular la variación de la energía Libre de Gibbs a condiciones diferentes del estándar.

donde:

• R es la constante de los gases expresada en términos de energía (8,314 J/K.mol)

• T es la temperatura de la reacción, en grados Kelvin

• Q es el cociente de reacción. Lineas abajo explicaremos que significa y como se determina el cociente de reacción.

Observa que en la ecuación anterior:

• es un valor constante,

• RT Ln Q, no es un valor constante; la razón es que el cociente de reacción es función de la composición de la mezcla de reacción.

Para poder continuar debemos definir que se entiende por Cociente de Reacción y que se entiende por Actividad.

Q es el cociente de reacción:

Se define como el cociente entre las actividades de los productos, elevadas a sus índices estequiométricos y

las actividades de los reactantes elevadas a sus índices estequiométricos.

Teniendo como ejemplo la reacción química:

a A(ac) + b B(ac) → c C(ac) + d D(ac)

Podemos escribir el cociente de reacción (Q), como:

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