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 Gproductos menor que Greactivos, 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 Gproductos mayor que Greactivos, 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: Δ reacción H° = ? Δ reacción S°= ? Δ reacción G°= ?

14 Datos H° ( kJ/mol) S° (J/K mol) C2H4O2 -486,2 35,6 NaHCO3 -947,7 102,1
NaC2H3O2 -305,8 245.6 H2O -285,5 69,9 CO2 -393,5 293,6

15 Ejercicios Calcular Δ G° que acompaña a la reacción de formación de dióxido de carbono CO2 a 25 °C C (s) + O2 (g) CO2(g)

16 Determinar si la siguiente reacción es espontanea a 800 K y 1200 K.
NH4Cl(s) NH3(g) + HCl (g)

17 ENERGIA DE GIBBS ESTANDAR (G° )DE FORMACION.
G0 =  npGf0(productos)–  nrGf0(reactivos)

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 ( Δ f G° =  0 ) • Temperatura de 25 °C

19 Ejercicios A partir de los datos ,calcule el cambio de energía de gibbs estándar de la siguiente reacción a 298 K: P4 (g) + 6 Cl2 (g) PCl3 (g) ¿Cuál es el Δ G° de la reacción inversa?

20 Calcular el Δ G° para la combustión del propano.