A experimentar….

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1 A experimentar…

2 Ahora a responder • ¿Cuál es el sistema de estudio? • ¿La reacción es espontánea o no? • ¿Clasificarías la reacción como endotérmica o exotérmica?

3 Δ reacción H° = ? Δ reacción S°= ?

4 ¿Qué variables termodinámicas describe a la reacción química anterior?

5 ¿Cómo podemos combinar estas dos propiedades, de manera tal que se obtenga una única función, cuyo valor determine si una reacción es o no espontánea?

6 Energía de Gibbs El científico “ subestimado” "La originalidad, el poder y la belleza del trabajo de Gibbs en el ámbito de la termodinámica no han sido superados."

7 VARIACION ENERGIA DE GIBBS
ΔG representa la fracción del cambio de energía total que está disponible para desarrollar trabajo útil. ΔG = ΔH − TΔS

8 Si el ΔG de una reacción es -210 kJ, es posible obtener 210 kJ de trabajo útil a partir de la reacción. Si ΔG es +210 kJ, habrá que suministrar, al menos, esa misma cantidad de energía en forma de trabajo, para que la reacción tenga lugar.

9 ENERGIA DE GIBBS Función de estado Propiedad extensiva

10 A analizar…

11 • La energía libre de los productos es menor que la de los reactantes.
• Al ser G productos menor que G reactivos, ΔG menor que cero (de valor negativo). • El proceso es espontáneo en el sentido directo. La energía libre de los productos es mayor que la de los reactantes. Al ser G productos mayor que G reactivos, ΔG mayor que cero (de valor positivo). El proceso no es espontáneo en sentido directo.

12 Relación entre G, H y S y predicción de la espontaneidad de un proceso
ΔG = ΔH − TΔS ΔG < 0 proceso espontáneo. ΔG > 0 proceso no espontáneo. ΔG = 0 estado de equilibrio La variación de la energía libre se expresa en joule (J) o en kilojoule (kJ).

13 EJEMPLO: ΔH°reacción = ? ΔS°reacción= ? ΔG°reacción= ?
Calcula el ΔG0 para la reacción anterior utilizando los datos de la tabla siguiente ΔH°reacción = ? ΔS°reacción= ? ΔG°reacción= ?

14 Datos ΔH° ( kJ/mol) ΔS° (J/K mol) CH3COOH -484,2 159,8 NaHCO3 -222,5
102,1 NaCH3CO2 -175,45 101,62 H2O -285,5 69,9 CO2 -393,5 213,6 Resp: ΔG0 = - 184,47 KJ reacción espontanea, pues ΔG < 0

15 Ejercicios Calcular ΔG° para la reacción de oxidación del fierro a 25 °C ¿Será espontánea o no? (utiliza los datos de la tabla) Fe(s) + O2 (g) Fe2O3(s) Datos: ΔH0 KJ/mol ΔS0 J/k mol Fe (s) 27,28 O2 (g) 205,14 Fe2O3(s) -824,2 87,40 Resp: ,5 KJ

16 Determinar si la siguiente reacción es espontánea a 800 K y 1200 K
Determinar si la siguiente reacción es espontánea a 800 K y 1200 K. (utilice datos de la tabla) NH4Cl(s) NH3(g) + HCl (g) Datos ΔH (KJ/mol) ΔS (J/K mol) NH4Cl -314,4 94,6 NH3 -46,2 192,45 HCl -167,16 56,5 Resp: - 18,96 KJ Resp : -78,96 KJ

17 ENERGIA DE GIBBS ESTANDAR (G° )DE FORMACION.
G0 =  npGf0(productos)–  nrGf0(reactivos) Ejercicio: Calcular el G0 para la reacción de combustión del eteno C2H2 (utiliza los datos del libro y sabiendo que G0 para el C2H2= 209,2 KJ/mol G0 < 0 por lo tanto la reacción ocurre en forma espontánea

18 La energía libre en condiciones estándar ( ΔG° ) corresponde a valores medidos en condiciones establecidas, tales como: • Sólidos y líquidos, puros. • Gases, a 1 atmosfera (atm) de presión. • Disolución, en concentración 1M ( 1 mol/L ) • Elementos, de valor cero por definición ( ΔG°f  =  0 ) • Temperatura de 25 °C

19 Ejercicio Calcula la energía de Gibss para la reacción.
4 NH3(g) + 5 O2(g) NO(g) H2O(g) Datos: ΔG0 (KJ/mol) NH3(g) - 16,45 O2(g) NO(g) +86,55 H2O(g) - 228,57 Resp = -959,42 KJ

20 Ejercicios Calcular la variación de la energía libre de Gibbs para la combustión del metano CH4 a 298 K. Datos: Hf0 kJ/mol Sf0 J/mol K CH4 (g) -74,8 186,3 O2 (g) 205,14 CO2 (g) -393,5 213,74 H2O (g) -241,6 188.7 Respuesta: Go= kJ, espontánea

21 Ejercicio Calcular el Δ G° para la combustión del propano (C3H8).
Suponga agua en estado líquido Dato: ΔGº del C3H8 = -23,49 KJ Demás datos ver el libro pag 76 Dato para “DESAFIO” pag 77 O3 Resp: ΔGº= +163,2 KJ