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Ejercicios de energia libre de gibbs y equilibrio quimico

Entropía y energía libre

c. Si se utilizara 1,3 moles de H2O2 en lugar de 0,92 moles, la presión del O2 no se vería afectada y seguiría siendo de 1,5 bares. El número de moles de H2O2 descompuesto seguiría siendo de 0,0802 moles, por lo que la fracción de H2O2 descompuesta sería la siguiente

Un recipiente de agua a 20ºC se colocó en un congelador que estaba a una temperatura de -5,0ºC. La presión de vapor del agua en el recipiente pasó de 0,60 bar a 0,38 bar. Calcule la entalpía de fusión para la reacción que tuvo lugar.

La sustancia química responsable del aire marrón en toda la zona de Los Ángeles es el NO2(g). Para saber más sobre el NO2(g), decides estudiar este contaminante espectroscópicamente (por absorción de luz). Llenas una celda de gas con N2O4, equilibras la temperatura a 298,0 K y luego abres la llave de paso de la celda para equilibrar la presión a la presión barométrica (723,4 mm Hg) de ese día. A continuación, vuelve a equilibrar la célula a 323,1 K, 348,0 K y 372,9 K. Se obtienen los siguientes datos:

Dada la reacción general A(g) ⇔2B(g), calcule el grado de disociación de A a 25ºC y 7,00 bar si ΔrGº = 6,76 kJ mol-1. Según el Principio de Le Chatelier, ¿en qué dirección debe proceder esta reacción?

Notas sobre la energía libre de Gibbs pdf

Esta página ofrece lo suficiente para cubrir los requisitos de una de las Juntas de Examen de nivel A del Reino Unido para mostrar que las reacciones con grandes valores negativos de ΔG° tienen grandes valores para sus constantes de equilibrio, mientras que aquellas con grandes valores positivos de ΔG° tienen valores muy pequeños de sus constantes de equilibrio.

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Si buscas o calculas el valor de la energía libre estándar de una reacción, acabarás con unidades de kJ mol-1, pero si te fijas en las unidades del lado derecho de la ecuación, incluyen J – NO kJ.

ln K (es una letra L, no una letra I) es el logaritmo natural de la constante de equilibrio K. Para los fines de la química de nivel A (o sus equivalentes), no importa en absoluto si no sabes lo que significa, pero debes ser capaz de convertirlo en un valor de K.

La forma de hacerlo dependerá de tu calculadora. Una vez que hayas calculado un valor para ln K, sólo tienes que pulsar el botón ex. En mi calculadora, ese es el mismo botón que la función ln, pero tienes que pulsar la tecla de mayúsculas y luego el botón ln. Si la tuya es diferente y no es obvio, ¡lee el libro de instrucciones!

Fórmula de la energía libre de Gibbs

Hasta ahora, en este capítulo se ha descrito la relación entre el potencial celular y la espontaneidad de la reacción, sugiriendo un vínculo con el cambio de energía libre para la reacción (véase el capítulo sobre termodinámica). Se ha presentado la interpretación de los potenciales como medidas de la fuerza del oxidante, lo que hace pensar en medidas similares de la fuerza ácido-base reflejadas en las constantes de equilibrio (véase el capítulo sobre los equilibrios ácido-base). Esta sección proporciona un resumen de las relaciones entre el potencial y las propiedades termodinámicas relacionadas ΔG y K.

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El cambio de energía libre estándar de un proceso, ΔG°, se definió en un capítulo anterior como el trabajo máximo que puede realizar un sistema, wmax. En el caso de una reacción redox que tiene lugar dentro de una célula galvánica en condiciones de estado estándar, esencialmente todo el trabajo está asociado a la transferencia de los electrones del reductor al oxidante, welec:

donde n es el número de moles de electrones transferidos, F es la constante de Faraday y E°cell es el potencial estándar de la célula. La relación entre el cambio de energía libre y el potencial de célula estándar confirma las convenciones de signo y los criterios de espontaneidad discutidos anteriormente para estas dos propiedades: las reacciones redox espontáneas presentan potenciales positivos y cambios de energía libre negativos.

Energía libre de Gibbs entalpía y entropía

Uno de los retos de utilizar la segunda ley de la termodinámica para determinar si un proceso es espontáneo es que debemos determinar el cambio de entropía para el sistema y el cambio de entropía para el entorno. A finales del siglo XIX, el matemático estadounidense Josiah Willard Gibbs introdujo un enfoque alternativo que incluye una nueva propiedad termodinámica definida únicamente en términos de las propiedades del sistema. Esta nueva propiedad se denomina cambio de energía libre de Gibbs (G) (o simplemente la energía libre), y se define en términos de la entalpía y la entropía de un sistema de la siguiente manera:

El cambio de energía libre es, por tanto, un indicador fiable de la espontaneidad de un proceso, estando directamente relacionado con el indicador de espontaneidad previamente identificado, ΔSuniv. La tabla 3 resume la relación entre la espontaneidad de un proceso y los signos aritméticos de estos indicadores.

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La energía libre es una función de estado, por lo que su valor depende únicamente de las condiciones de los estados inicial y final del sistema que han sufrido algún cambio. Un enfoque conveniente y común para el cálculo de los cambios de energía libre para las reacciones físicas y químicas es mediante el uso de compilaciones ampliamente disponibles de datos termodinámicos de estado estándar. Un método implica el uso de entalpías y entropías estándar para calcular los cambios de energía libre estándar de acuerdo con la siguiente relación, como se demuestra en el ejemplo 1.

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