11.5: reacciones espontáneas y energía libre


Energía Libre de Gibbs

muchas reacciones químicas y procesos físicos liberan energía que se puede utilizar para hacer otras cosas. Cuando se quema el combustible en un automóvil, parte de la energía liberada se usa para alimentar el vehículo. La energía libre es la energía que está disponible para hacer el trabajo. Las reacciones espontáneas liberan energía libre a medida que avanzan. Recordemos que los factores determinantes de la espontaneidad de una reacción son los cambios de entalpía y entropía que ocurren para el sistema., El cambio de energía libre de una reacción es una combinación Matemática del cambio de entalpía y el cambio de entropía.

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el símbolo para la energía libre es \(G\), en honor del científico estadounidense Josiah Gibbs (1839 – 1903), quien hizo muchas contribuciones a la termodinámica. El cambio en la energía libre de Gibbs es igual al cambio en la entalpía menos el producto matemático del cambio en la entropía multiplicado por la temperatura Kelvin. Cada cantidad termodinámica en la ecuación es para sustancias en sus estados estándar, como se indica por los superíndices \(^\text{o}\).,

tenga en cuenta que la temperatura en la ecuación de energía libre de Gibbs es la temperatura Kelvin, por lo que solo puede tener un valor positivo. Cuando \(\Delta H\) es negativo y \(\Delta S\) es positivo, el signo de \(\Delta G\) siempre será negativo, y la reacción será espontánea a todas las temperaturas. Esto corresponde a que ambas fuerzas impulsoras están a favor de la formación del producto. Cuando \(\Delta H\) es positivo y \(\Delta S\) es negativo, el signo de \(\Delta G\) siempre será positivo, y la reacción nunca puede ser espontánea., Esto corresponde a ambas fuerzas impulsoras que trabajan contra la formación del producto.

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