El documento trata sobre conceptos de termodinámica química como la entalpía, la energía interna, la entropía y la energía libre de Gibbs.
Explica que los procesos espontáneos ocurren cuando hay una reducción en la calidad de la energía que conduce a una mayor dispersión de la energía total, lo que aumenta la entropía del universo.
Indica que la energía libre de Gibbs, ΔG, puede usarse para predecir la espontaneidad de una reacci
2. 2. El cambio de entalpía para una reacción depende del estado de los reactivos y los productos. 2 H 2 O (l) 2 H 2 O (g) H = + 88 kJ Fe de erratas
3.
4. U = q + w Calor Trabajo U Estado inicial Estado final Energía interna, U
5.
6.
7.
8.
9. ¿Qué determina la dirección de un cambio espontáneo? -¿De qué manera se distribuye la energía? -¿La energía total? -¿La energía tiende a un mínimo?
10. Cambio espontáneo: Existe una reducción en la calidad de la energía. Los cambios espontáneos son el resultado de la tendencia del universo hacia un caos mayor. Indicador del cambio espontáneo: Se busca la dirección del cambio que conduzca a la dispersión caótica de la energía total.
11. Entropía La segunda ley introduce una nueva función de estado: Entropía (S) Segunda ley de la termodinámica: “ Para un proceso espontáneo, la entropía del universo siempre aumenta”
12. La entropía como criterio de espontaneidad S universo < 0 Indica proceso no espontáneo S universo > 0 Indica proceso espontáneo S universo = 0 Indica proceso reversible
13. Cálculo de la entropía S sistema = S final - S inicial q rev T - Para una reacción química: S reacción = S productos - S reactivos S sistema =
14. S universo = S sistema + S entorno Proceso reversible: S universo = S sistema + S entorno = 0 Proceso espontáneo: S universo = S sistema + S entorno > 0
15.
16.
17. Entropía y orden Cada fase muestra un distinto estado de ordenamiento Estado líquido Estado sólido
20. Entropía y probabilidad S sistema = k B . ln W Hay 2.598.960 manos posibles de cinco cartas en el poker Combinación Número de manos que producen esa combinación Escalera real 4 ‘ Nada’ 1.302.540
22. S sistema = k B . ln W k B = R / N k B = 1,38 x 10 -23 J/K
23. Energía libre de Gibbs Josiah Williard Gibbs (1839-1903) G = H - TS G = H - T S Es función de estado. Sólo vale para el sistema, a presión y temperatura constantes.
24. La energía libre de Gibbs como criterio de espontaneidad G > 0 Proceso no espontáneo G < 0 Proceso espontáneo G = 0 Equilibrio
26. w máx = G El cambio en la energía libre de un proceso, G, es igual al trabajo útil máximo que puede realizar el sistema sobre sus alrededores en un proceso espontáneo que se lleva a cabo a presión y temperatura constantes
27. Convenciones para los estados estándar Estado de la materia Estado estándar Gas 1 atm de presión Líquido líquido puro Sólido sólido puro Elementos G° f (elemento) = 0 Disolución Concentración 1 molar
28. El cambio de energía libre estándar, G° es el cambio de energía libre que acompaña a la conversión de reactivos en sus estados estándar a productos en sus estados estándar para un mol de reacción según está escrita.
29. G° = H° - T S° G = G° + RT lnQ En condiciones que no son del estado estándar para predecir la dirección de la reacción se debe usar G en vez de G° En condiciones estándar: La relación entre G y G° es: