La ecuación clave:
* ΔG =ΔH - TΔS
Dónde:
* ΔG ¿Es el cambio en la energía libre de Gibbs (negativo significa espontáneo)
* ΔH es el cambio en la entalpía (cambio de calor, negativo significa exotérmico)
* t es la temperatura en Kelvin (298 K en su caso)
* ΔS es el cambio en la entropía (trastorno, positivo significa más trastorno)
Cómo determinar si una reacción es espontánea a 298 K:
1. Entalpía (ΔH): Si la reacción es exotérmica (libera calor, ΔH es negativa), contribuye a la espontaneidad.
2. entropía (ΔS): Si la reacción aumenta el trastorno (ΔS es positivo), también contribuye a la espontaneidad.
3. Temperatura (t): A temperaturas más altas, el término de entropía (TΔS) se vuelve más significativo.
Así es como funciona:
* ΔG negativo: La reacción es espontánea. El sistema se mueve hacia un estado de energía libre más bajo.
* positivo ΔG: La reacción no es espontánea. Se requiere entrada de energía para que ocurra la reacción.
* ΔG =0: La reacción está en equilibrio; No se observa ningún cambio neto.
Ejemplo:
Digamos que tienes una reacción donde:
* ΔH =-50 kJ/mol (exotérmico)
* ΔS =+100 j/mol · k (mayor trastorno)
A 298 k:
* ΔG =-50 kJ/mol - (298 k) (+100 j/mol · k)
* ΔG =-50 kJ/mol - 29.8 kJ/mol
* ΔG =-79.8 kJ/mol
Dado que ΔG es negativo, la reacción es espontánea a 298 K.
Notas importantes:
* Esto nos dice si una reacción * puede * suceder, no * qué tan rápido * sucederá.
* La reacción puede ser favorable termodinámicamente pero cinéticamente lenta, lo que significa que podría llevar mucho tiempo alcanzar el equilibrio.
* La ecuación no tiene en cuenta los catalizadores, lo que puede acelerar las reacciones sin cambiar su espontaneidad.
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