36-Segunda Ley de la Termodinámica y Energía Libre de Gibbs -Entropía y Gibbs

¿Qué es un proceso espontáneo?

Cuando un proceso ocurre sin intervención externa se dice que es espontáneo

Definición completa de cambio espontáneo de un sistema

Es aquel que ocurre bajo condiciones específicas sin un aporte continuo de energía desde el exterior del sistema

¿Un proceso espontáneo necesita energía para empezar?

Sí, puede necesitar un pequeño empujón para comenzar

Ejemplo de empujón en proceso espontáneo

Un empujón para tirar un libro de un escritorio, pero una vez que comienza, el proceso mismo proporciona la energía para continuar

Ejemplo de proceso espontáneo químico

Si se oxida al aire el metal hierro, se oxida espontáneamente

¿El proceso inverso es espontáneo?

No, el óxido de hierro no cambia espontáneamente de nuevo al metal hierro y al oxígeno

Característica clave de procesos espontáneos

Los procesos espontáneos son irreversibles

¿Qué sabemos por la Primera Ley respecto a espontaneidad?

Que la energía se tiene que conservar, a pesar de que el proceso sea espontáneo, la energía no se crea ni se destruye

Diferencia entre espontáneo y rápido

Que sea espontáneo no significa que sea rápido, la oxidación del hierro es espontánea pero es lenta

¿Qué es la entropía ?

Cantidad de energía que ya no se puede reutilizar en un proceso espontáneo

Definición de Entropía más usada en examen

Grado de desorden de la energía de las moléculas de un sistema, o grado de desorden del sistema

¿Qué pasa con la entropía en el universo?

La mayoría de los procesos son espontáneos e irreversibles, por lo tanto la entropía siempre aumenta

¿Qué dice la Segunda Ley de la Termodinámica?

Todos los procesos naturales ocurren espontáneamente en la dirección en que la entropía total del universo aumenta

Segunda Ley en palabras de sistema y entorno

La entropía del entorno aumenta más de lo que disminuye la del sistema, el total aumenta

¿Qué es la Energía Libre de Gibbs (ΔG)?

Combina la entalpía y la entropía del sistema para predecir espontaneidad

Fórmula de Gibbs

ΔG = ΔH - TΔS

¿Qué significa ΔG negativo?

Proceso espontáneo, sí ocurre solo

¿Qué significa ΔG positivo?

Proceso no espontáneo, necesita energía externa

¿Qué significa ΔG = 0?

Equilibrio

Si ΔS es desorden, ¿cuándo aumenta?

Cuando un sólido se hace líquido, líquido a gas, cuando aumenta el número de moles gaseosos

¿Qué mide el cambio de energía libre ΔG? "Delta G"

La espontaneidad de un proceso y la energía útil disponible a temperatura y presión constante

¿A qué condiciones se mide ΔG?

A temperatura y presión constante

Si ΔG > 0 ¿Qué tipo de proceso es?

Proceso NO espontáneo, sustancias estables, necesita energía

Si ΔG < 0 ¿Qué tipo de proceso es? "Delta G"

Proceso espontáneo, sustancias inestables, ocurre solo

A presión estándar ¿Quién es más estable?

El carbono grafito es más estable que el carbono diamante

Para C grafito → C diamante ¿Cuánto vale ΔG?

ΔG > 0, por eso NO es espontáneo, el diamante no se forma solo a partir de grafito a presión estándar

¿Por qué el diamante no se convierte en grafito en tu mano aunque el grafito sea más estable?

Porque aunque ΔG < 0 para diamante → grafito, la reacción es extremadamente lenta, necesita mucha energía de activación

Ejemplo clave de ΔG

Si ΔG negativo = inestable y quiere reaccionar, si ΔG positivo = estable y no quiere reaccionar solo