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Aplicación del concepto de ENERGIA LIBRE EQUILIBRIO FISICO QUIMICO ENTRE FASES (FUSION, EBULLICION) REACCION QUIMICA SISTEMA DE UN COMPONENTE SISTEMA.

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2 Aplicación del concepto de ENERGIA LIBRE EQUILIBRIO FISICO QUIMICO ENTRE FASES (FUSION, EBULLICION) REACCION QUIMICA SISTEMA DE UN COMPONENTE SISTEMA MULTICOMPONENTE ENERGIA LIBRE MOLAR G i,j ENERGIA LIBRE MOLAR PARCIAL Ó POTENCIAL QUIMICO i

3 Energia libre molar parcial G i = (dG /dn i ) T,P,nj = G = f(P,T,n i,n j ) i Si estudiamos una reacción química a T y P constantes dG = i dni G función de la composición

4 G REACCION QUIMICA EVALUAR ESPONTANEIDAD Y EQUILIBRIO EN UN SISTEMA DE VARIOS COMPONENTES EQUILIBRIO QUIMICO FASE GASEOSA FASE CONDENSADA HOMOGENEOHETEROGENEO

5 aA + bB cC + dD G = H - T S G: formas de cálculo en procesos químicos Datos de tabla G° = n G° f prod - n G° f rvos G = n G f prod - n G f rvos G = H - T S

6 EQUILIBRIO QUIMICO EN SISTEMAS GASEOSOS IDEALES (HOMOGENEOS) Para un gas ideal: Composición= f(P), T En mezcla de gases ideales: aA (g) + bB (g) cC (g) + dD (g)

7 Q : Cociente de reacción G = c c + d D - a A - b B Valido en todo momento de la reacción, excepto el equilibrio G < 0 Reacción espontanea

8 aA (g) + bB (g) cC (g) + dD (g) Cuando se alcanza el equilibrio : G = 0 KpºKpº Constante de equilibrio termodinámica G° = - R T ln Kp Propiedades de la Constante termodinámica de equilibrio adimensional Función sólo de la temperatura, ya que G° es función de la T y no de la P

9 Si P° = 1 atm Kp = (P c C P d D )/(P a A P b B ) Presiones expresadas en atm En función de las concentraciones: K p = K c (RT) n si n=0, Kp = Kc Si P i = X i P T (Ley de Dalton) K P = K X P T n

10 ¿Cómo evoluciona la mezcla de reacción? Si Q < K p º G < 0r p espontánea Si Q > K p º G > 0r p no espontánea (p r espontánea) Si Q = K p º G = 0Equilibrio y

11 EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS Aquéllos en los que las sustancias están en fases distintas CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) La situación de equilibrio no se ve afectada por la cantidad de sólido o líquido, siempre y cuando estas sustancias estén presentes. La constante de equilibrio es independiente de las cantidades de sólidos y líquidos en el equilibrio cuando hay presentes gases CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g) K c = [CO 2 ] K p = P CO2

12 RESPUESTA DEL EQUILIBRIO A UN CAMBIO DE CONDICIONES. PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER. ¿Cómo se puede modificar la situación de equilibrio? Cambiando la constante de equilibrio 1) Cambiando la temperatura Sin cambiar la constante de equilibrio 2) Cambiando el resto de condiciones

13 1. Efecto de un cambio de temperatura (a P cte) G° = - R T ln Kp G° = H° - T S° - R T ln Kp = H° - T S° / -(RT) ln Kp = - ( H°/RT) + ( S°/R) Ecuación de vant Hoff Ecuación integrada de vant Hoff K modifica su magnitud Hay desplazamiento del equilibrio Función de H

14 Consecuencias: a) Si Hº > 0 (endotérmica) Si T 2 > T 1 T K p º Al aumentar T se favorece la formación de productos.

15 b) Si Hº < 0 (exotérmica) Consecuencias: Si T 2 > T 1 T K p º Al aumentar T se favorece la formación de reactivos.

16 2. a- Efecto de la adición/sustracción de reactivos (a T y V ctes) o de productos gaseosos (a T y V ctes) Si se añanden productos: Q > Kc se formarán más reactivos Si se añaden reactivos: Q < Kc se formarán más productos K no modifica su magnitud 2. b- Efecto de la presión total (a T cte) K no modifica su magnitud Hay desplazamiento del equilibrio si n = 0 Análisis b1) Reacción de disociación b2) Reacciones en general

17 B1) Reacción de disociación Hallar la relación grado de disociación ( ) - presión total para cada reacción en particular En general, relación inversa P El equilibrio se desplazó hacia la izquierda P El equilibrio se desplazó hacia la derecha B2) Reacciones generales PV = nRT P = (n/V)RT P = CRT PV C Si se aumenta la P: Q > Kc se formarán más reactivos Si se disminuye la P: Q < Kc se formarán más productos En general el aumento de P favorece la reacción hacia el lado donde disminuye el numero total de moles

18 2. c- Efecto de un cambio de volumen (a T cte) K no modifica su magnitud La variación de volumen tiene el efecto inverso a la variación de P 2. d- Efecto del agregado de catalizador (a T cte) K no modifica su magnitud No hay desplazamiento del equilibrio (se modifican los tiempos para lograr el equilibrio)


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