Tabla de energía libre de Gibbs pdf
Comparación de la Energía Libre de Gibbs de dos minerales, α y β, ambos con la misma composición. El mineral con la energía más baja es estable. Aquí vemos que α es estable bajo algunas condiciones P-T, y β es estable bajo otras condiciones. Esta imagen procede de los apuntes de la conferencia de Bradley Hacker en http://www.geol.ucsb.edu/faculty/hacker/geo124T/lecture.html
Todas las fases, ya sean mineralógicas o no, tienen asociado un valor de Energía Libre de Formación de Gibbs, abreviado ΔGf. El valor de ΔGf describe la cantidad de energía que se libera o consume cuando una fase se crea a partir de otras fases.
Consideremos, por ejemplo, la enstatita (MgSiO3). La energía libre de formación de Gibbs para la enstatita a partir de elementos puros (Mg, Si y O) = ΔGf (enstatita, elementos) es de aproximadamente -1.460,9 J/mol a temperatura y presión ambiente. La energía libre de formación de Gibbs para la enstatita a partir de óxidos (MgO y SiO2) = ΔGf(enstatita, óxidos) es de aproximadamente -35,4 J/luna a temperatura y presión ambiente. Hoy en día, los valores de energía de Gibbs se dan con mayor frecuencia en unidades de julios/mol o (menos comúnmente) calorías/mol.
Energía libre de Gibbs del o2
El físico estadounidense Josiah Gibbs introdujo (hacia 1875) una magnitud termodinámica que combina la entalpía y la entropía en un único valor denominado energía libre (o energía libre de Gibbs). En honor a su inventor, se suele simbolizar como G. La definición de energía libre es
en la que los valores de la derecha son las energías libres de formación de cada sustancia. Para el estado estándar de 1 atm y 25°C, estos valores se denominan energías libres de formación estándar. Como en el caso de las entalpías de formación, la energía libre estándar de formación de un elemento se define como cero. El valor para cada compuesto es el cambio en la energía libre asociado a la combinación de los elementos para hacer un mol del compuesto. En la Tabla 1, el símbolo tiene un superíndice que denota estándar y un subíndice que denota formación.
Dado un listado de energías libres de formación, el cambio de energía libre de una reacción química puede calcularse de la misma manera que se evaluaron las entalpías de reacción y las entropías de reacción. Para la reacción que se discutió anteriormente
Fórmula estándar de la energía libre de Gibbs
Esta página presenta la energía libre de Gibbs (a menudo llamada simplemente energía libre), y muestra cómo puede utilizarse para predecir la viabilidad de las reacciones. Si ya has leído la página sobre cómo hacer esto con los cambios totales de entropía, encontrarás un poco de repetición en esta página.
Si conoces (o puedes calcular) el cambio de entalpía de la reacción, y conoces (o puedes calcular) el cambio de entropía, y conoces la temperatura (en kelvin), entonces parece que es muy fácil calcular ΔG°.
Como estás calculando ΔG, tu respuesta será en kJ mol-1. Debes acordarte de cambiar el valor del cambio de entropía a kJ antes de empezar, de lo contrario te equivocarás completamente en el cálculo.
Esta reacción es, en realidad, la combustión del metano, por lo que podemos tomar un valor de éste de un Libro de Datos. Pero, por supuesto, hay que saber calcularlo a partir de los cambios de entalpía de formación.
En la vida cotidiana, algo es espontáneo si ocurre por sí mismo, sin ninguna aportación del exterior. Lo mismo ocurre en la química, pero hay una diferencia importante que desafía el sentido común cotidiano.
Base de datos de la energía libre de Gibbs de formación
En la sección anterior, tuvimos cuidado de diferenciar entre el cambio de entropía que se produce en el sistema de reacción ΔSsys, por un lado, y el cambio de entropía que se produce en el entorno, ΔSsurr, dado por -ΔH/T, por otro. De este modo, pudimos obtener una visión real de lo que controla la dirección de una reacción y por qué. Sin embargo, en términos de cálculos, es una molestia tener que buscar los datos de entropía y entalpía para determinar la dirección de una reacción. Por lo tanto, por razones de comodidad, los químicos suelen combinar la entropía y la entalpía en una nueva función llamada energía libre de Gibbs, o más sencillamente energía libre, que recibe el símbolo G. Si se dispone de tablas de energía libre, es todo lo que se necesita para predecir la dirección de una reacción a la temperatura para la que se aplican las tablas.
Esta desigualdad debe ser cierta para que una reacción que se produzca a presión constante en un entorno a temperatura constante sea espontánea. Es conveniente multiplicar esta desigualdad por T; entonces se convierte en