Comprender los conceptos
* Cambio de entalpía (ΔH): Esto mide el calor absorbido o liberado durante una reacción. Un ΔH positivo significa que la reacción es endotérmica (absorbe el calor).
* Cambio de entropía (ΔS): Esto mide el cambio en el desorden o la aleatoriedad del sistema. Un ΔS positivo significa que los productos son más desordenados que los reactivos.
* Gibbs Free Energy (ΔG): Esto determina la espontaneidad de una reacción. Un ΔG negativo indica una reacción espontánea, mientras que un ΔG positivo indica una reacción no espontánea.
La ecuación
La relación entre estos factores se resume por la ecuación de energía libre de Gibbs:
ΔG =ΔH - TΔS
dónde:
* T es la temperatura en Kelvin.
Cómo un ΔH y ΔS positivo pueden conducir a la espontaneidad
* Reacciones endotérmicas: Un ΔH positivo significa que la reacción absorbe el calor de los alrededores. Esto hace que la reacción sea menos favorable a temperaturas más bajas.
* Aumento del trastorno: Un ΔS positivo significa que los productos son más desordenados que los reactivos. Esto favorece la espontaneidad a medida que aumenta la aleatoriedad del sistema.
El factor clave:temperatura
* Alta temperatura: A altas temperaturas, el término TΔS en la ecuación de energía libre de Gibbs se vuelve dominante. Si TΔS es lo suficientemente grande como para superar el ΔH positivo, el ΔG general se vuelve negativo, lo que hace que la reacción sea espontánea.
en resumen
Una reacción química con un ΔH positivo (endotérmico) y un ΔS positivo (trastorno aumentado) puede ser espontáneo en la siguiente condición:
* A temperaturas suficientemente altas: El aumento del término de entropía (TΔS) puede superar el cambio de entalpía endotérmica (ΔH), lo que hace que la reacción sea espontánea.
Ejemplo
La fusión del hielo es un proceso endotérmico (ΔH positivo) y conduce a un aumento en el desorden (ΔS positivo). La fusión de hielo es espontánea a temperaturas por encima de su punto de congelación (0 ° C o 273 K) porque el aumento de la entropía impulsado por la temperatura más alta supera la naturaleza endotérmica del proceso.
