Reacciones espontáneas:
* Estas son reacciones que ocurren naturalmente, sin ninguna entrada externa de energía.
* Proceden en una dirección que conduce a un estado más estable.
* Ejemplos:
* Una pelota rodando cuesta abajo
* El hielo se derrite a temperatura ambiente
* Formación de óxido en hierro
Energía libre (Gibbs Free Energy):
* Una cantidad termodinámica que representa la cantidad máxima de trabajo que un sistema puede realizar a temperatura y presión constante.
* Se denota por el símbolo "G" y se calcula usando la fórmula: G =H - TS , dónde:
* H es la entalpía (contenido de calor del sistema)
* T es la temperatura (en Kelvin)
* S es la entropía (medida del trastorno)
La conexión:
* Las reacciones espontáneas siempre dan como resultado una disminución en la energía libre (ΔG <0). Esto significa que el sistema se vuelve más estable.
* Las reacciones no espontáneas tienen un cambio positivo en la energía libre (ΔG> 0). Requieren que ocurra la entrada de energía.
* Las reacciones en equilibrio tienen un cambio en la energía libre de cero (ΔG =0). No hay cambio neto en el sistema.
En términos más simples:
* La energía libre le dice la "fuerza impulsora" de una reacción.
* Si una reacción libera energía libre (ΔG es negativa), es espontáneo. El sistema quiere liberar esa energía para que se vuelva más estable.
* Si una reacción requiere energía libre (ΔG es positiva), no es espontáneo. Debe proporcionar energía para que suceda.
Ejemplos:
* Combustible en quema: Esta es una reacción espontánea con un gran ΔG negativo. La energía liberada está en forma de calor y luz.
* Photosíntesis: Esta es una reacción no espontánea con un ΔG positivo. Requiere energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa.
puntos clave para recordar:
* El cambio de energía libre es una medida de espontaneidad, no la tasa de reacción. Una reacción espontánea puede ser muy lenta.
* El cambio de energía libre depende de la temperatura y la presión.
* El concepto de energía libre es crucial para comprender las reacciones químicas, los procesos biológicos e incluso la formación de estrellas.
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