Tenemos las siguientes ecuaciones termoquímicas.
- Serán siempre espontáneas a cualquier temperatura
- Nunca serán espontáneas, no importa la temperatura de la reacción
- Será espontanea a bajas temperaturas, pero no a altas
- Será espontánea a altas temperaturas, pero no a bajas.
Justificad vuestra respuesta
La función termodinámica usada como criterio de espontaneidad para una reacción química es la energía libre de Gibbs, por lo que primero, deberíamos saber el signo de la energía libre de Gibbs y a partir de ésta, determinar si las reacciones dadas en este problema son espontáneas o no.
ResponderEliminarPara que una reacción sea espontánea,la energía libre de Gibbs ha de ser negativa.
En la primera reacción, la entalpía que nos dan es negativa. Una entalpía negativa corresponde a un aumento en la entropía del entorno, ya que la ecuación de la entropía es: ∆S:- ∆H/T. En este caso, como ∆H es negativa, ∆S será positiva. Cuando hay un aumento en la entropía, hay una disminución en la energía libre de Gibbs. Por lo que en esta reacción, yo diría que siempre será espontánea a cualquiera temperatura.
En cambio en las otras dos reacciones, la entalpía es positiva, por lo que hay una disminución en la entropía, y un aumento en la energía libre de Gibbs. Por lo que nunca serán espontáneas, no importa la temperatura de la reacción.
No Pepi, tu respuesta no es correcta, no porque no sea el signo del incremento de la energía libre de Gibbs el criterio de espontaneidad de una reacción, sino por la manera en que relacionas la entalpía con la entropía.
EliminarEl razonamiento que haces es totalmente erróneo. La entalpía está relacionado con el cambio en la energía del sistema: enlaces que se rompen y se forman y fortaleza de los enlaces rotos y formados; mientras que la entropía está relacionado con el aumento o disminución del desorden del sistema.
Por ejemplo, en el primer caso, del que tu hablas; se pasa de tener dos moles de gas en el estado inicial a tener solo un mol de gas en el estado final; claramente hay una reducción de la entropía del sistema. En el primer caso hay dos moléculas moviéndose, en el segundo caso sólo hay una. La entropía traslacional se ha reducido prácticamente a la mitad. Así que en el primer caso no hay un aumento de la entropía, como tu dices, sino una reducción.
Bueno, a ver si con este razonamiento alguien continua y da la respuesta correcta
Allá vamos, para todos los casos aplicaremos la fórmula ∆G=∆H-T∆S. En el caso de que ∆G<0 la reacción será espontánea, para ∆G>0 no.
ResponderEliminarPara el primer caso tenemos que ∆H=-87,9kJ/mol y que la entropía tiene que ser negativa, puesto que los productos son más complejos que los reactivos y hay menos. Si no estamos seguros podemos consultar en las tablas. De este modo, tenemos una entalpía negativa y una entropía negativa (aumento del orden). Si sustituyéramos los valores en la ecuación ∆G=∆H-T∆S tendríamos la entalpía con un signo negativo y la entropía con un positivo. Buscamos que la energía libre sea negativa, de modo que necesitamos que en valor absoluto la entalpía sea mayor que el producto de la entropía por la temperatura. Por tanto esta reacción será espontánea a bajas temperaturas.
En el segundo caso el cambio en la entropía no se ve tan claro, pero para algo están las tablas de detrás del Petrucci. Para calcular el cambio de la entropía total de la reacción he tomado la entalpía de los productos y le he restado la de los reactivos: ∆S=197,7+188,8-130,7-213,7=42,1J/mol·K De este modo, en la euación ∆G=∆H-T∆S tenemos que la entalpía queda en positivo y la entropía en negativo. Por tanto, para conseguir que la energía libre sea negativa necesitamos una temperatura alta, y es a esta que será espontánea la reacción. Si queremos ir un poco más allá podemos calcular que la reacción será espontánea a partir de los 706ºC aproximadamente.
El último se ve que tiene claramente un aumento de la entropía, de una sustancia bastante compleja obtenemos tres moles de productos más simples. La entalpía nos indican que es positiva, por tanto en la fórmula ∆G=∆H-T∆S nos queda que la entropía es positiva y la entalpía negativa, por tanto, como en el caso anterior, necesitamos que la temperatura sea relativamente alta para que la reacción sea espontanea.
No se si me explico demasiado bien... Corregidme si veis que digo alguna barbaridad.
Yo te he entendido perfectamente y tus razonamientos son correctos.
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