Espontaneidad, reversibilidad , entropía y energía libre de Gibbs

Química III° MEDIO COMUN 2016

Procesos espontáneos

• Los procesos espontáneos son aquellosque pueden proceder en forma naturalsin ninguna intervención externa.sin ninguna intervención externa.

• El gas en el recipiente B se verterá deforma espontánea en el recipiente A,pero una vez que el gas esté en ambosrecipientes, no regresará de formaespontánea al recipiente B.

Proceso espontáneo.

Reconocemos que la fotografíade los huevos rotos fue tomada después dela fotografía de los huevos enteros. Elproceso es espontáneo en un sentido, yno espontáneo en el sentido inverso.

Un proceso espontáneo.

El hierro elemental del clavo brillante queEl hierro elemental del clavo brillante queaparece en la fotografía de arriba se combinaespontáneamente con agua y oxigeno del airecircundante para formar una capa deherrumbre, Fe2O3, en la superficie del clavo

La espontaneidad puede depender de la temperatura !!!!!!!!

- A una T mayor a 0 °C el hielo se funde y se transforma en agua liquida..

- A una T menor a 0 °C el proceso inverso es espontaneo.

- A T= 0 a °C los dos estados están en equilibrio

Procesos Reversibles e Irreversibles

Un proceso reversible es un modo especial de modificar el estado de un sistema.

En un proceso reversible, el cambio que sufre el sistema se efectúa de tal forma En un proceso reversible, el cambio que sufre el sistema se efectúa de tal forma que se puede devolver el sistema a su estado original invirtiendo exactamente el cambio.

En otras palabras, se puede invertir el cambio sufrido por el sistema sin que haya un cambio neto ni en el sistema ni en el entorno !!!!!

MATEMATICAMENTE PRESENTA UN DELTA TERMODICAMICO DE CERO

Como ejemplo de proceso reversible, consideremos una vez más la

interconversión del hielo y el agua.

Imaginemos ahora que fundimos hielo para formar agua líquida . Esto se consigue agregando cierta cantidad de calor del entorno al sistema: q = ΔH fus. Si queremos devolver el sistema a su estado original , basta con invertir el procedimiento , extrayendo la misma cantidad de calor , después de invertir el procedimiento , extrayendo la misma cantidad de calor , después de invertir el cambio , tanto el sistema como el entorno están como al principio

Procesos Irreversibles

Un proceso irreversible es aquel que no se puede invertir simplemente para devolver el sistema y su entorno a su estado original. Cuando un sistema cambia por un proceso irreversible, debe seguir un camino diferente (con valores diferentes de q y w) para regresar a su estado original.

Por último, es importante comprender que el simple hecho de que un proceso sea espontáneo no significa que necesariamente ha de llevarse a cabo a una velocidad observable.

Una reacción espontánea puede ser muy rápida, como en el caso de

la neutralización ácido-base, o muy lenta, como en el enmohecimiento del hierro. la neutralización ácido-base, o muy lenta, como en el enmohecimiento del hierro. La termodinámica nos dice el sentido y la medida de una reacción, pero nada indica acerca de su rapidez.

Para la reacción N2(g) + O2(g) N2O(g) A través de medidas calorimétricas se ha determinado un ∆H = 115 Kj/mol mientras que por métodos electroquímicos se determinó un ∆G de – 74.85 Kj/mol . Si la reacción ocurre a 250 °C, ¿Cuál es el valor de S para la reacción?

Para la vaporización del etanol (alcohol etílico) en un sistema en equilibrio , mediante la siguiente reacción CH3CH2OH(l)↔ CH3CH2OH (g) , se tienen los siguientes datos: ∆H = 45 Kj/mol y ∆S = 120 J/K mol . Calcule la temperatura en equilibrio.