2 Espontaneidad 2 Principio

7/24/2019 2 Espontaneidad 2 Principio

1/26


2/26

Procesos Espontneos


3/26

Procesos Espontneos


4/26

Procesos Espontneos

EspontneoNo

Espontneo

Vaco


5/26

Procesos Espontneos

Espontneo

No Espontneo

Espontneo

No Espontneo


6/26

Procesos Espontneos

Espontneo (T > 0C)

Espontneo

(T < 0C)


7/26

Un Proceso Espon tneoocurre sin ninguna

intervencin exterior.

Procesos espontneos en una direccin, sonno-espontneos en la direccin opuesta.

Procesos espontneos a una temperatura

pueden no serlo a otra temperaturaTodos los procesos espontneos son

irreversibles. Todos los procesos reales son

irreversibles.

Para que un proceso no-espontneo ocurra se

debe realizar trabajo sobre el sistema.


8/26

Cambios de fase:

H2O(s) H2O(l)

H2O(l) H2O(g)

Disolucin de sales

NaCl(s) Na+ (aq) + Cl- (aq)

H2O

Orden Desorden


9/26

Entropa

La Entropa puede pensarse como una

medida del grado de desorden de un

sistema Est relacionada con el nmero de

estados microscpicos asociados a un

estado macroscpico.


10/26

dSsist = qrevT

Si el cambio es infinitesimal:

O lo que es lo mismo:Qrev = T. S


11/26

Criterio de espontaneidad: Ssist?

H2O(l) H2O(s)

H2O(g) H2O(l)

Desorden Orden

Debemos considerar

lo que ocurre en el entorno

Suniv


12/26

Segunda Ley de la Termodinmica

La Entropa del Universo No cambia en un

proceso reversible, y aumenta en un

proceso espontneo

Reversible (ideal):

Suniv = Ssist + Sent = 0

Irreversible (real, espontneo):

Suniv = Ssist + Sent > 0


13/26

Suniverso = Ssistema + Sentorno

Procesos espontneos: Suniverso > 0

Procesos en equilibrio: Suniverso = 0


14/26

Menor OrdenMayor Orden

(Menos formas

de distribuir E)(Ms formas de

distribuir E)

Por lo tanto: Sslido < Slquido


15/26

Tercera Ley de la Termodinmica

La entropa de una

sustancia cristalina

pura a la temperatura

del cero absoluto (0 K)es 0.

0 KS=0

T >0 KS>0

T


16/26

Entropa Estndar

S= el aumento de S de

1 mol de sustancia (en

su estado estndar) alcalentarla desde 0 K

S tiende a aumentar

con la masa molar.


17/26

Cambios de Entropa en una

reaccin qumica

En general, la Entropa

aumenta cuando

Se forman gases a partirde lquidos y slidos.

Se forman lquidos o

soluciones a partir de

slidos.Aumenta el nmero de

molculas de gas.

Aumenta el nmero de

moles.

NO(g) +1/2 O2(g) NO2 (g)


18/26

Cambio de Entropa

El cambio de Entropa de una reaccin

puede calcularse del mismo modo que se

calcula H:

Notar que para elementos puros:

Sreaccin = nSproductos - mSreactivos

Donde n y m son los coeficientes estequiomtricos


19/26

C4H10 (g) + 13/2 O2 (g) 4 CO2 (g) + 5 H2O (l)

Sreac = nSprod - mSreact

Sreac = (4 SCO2 + 5 S H2O) - (SC4H10 + 13/2 SO2)

Sreac = (4 213.7 J/Kmol + 5 69.94 J/Kmol ) -

- (310 J/Kmol + 13/2 205.0 J/Kmol)

Sreac = - 440.8 J/K


20/26

Energa libre

Para determinar si un proceso es espontneo debemosconocer dos funciones termodinmicas: Ssist y Sent para

calcular Suniv.

Para determinarlo, introducimos una funcin de estado,

denominada Energa Libre de Gibbs: G = H

TS

Para encontrar el criterio de espontaneidad en funcin de

G , escribimos su diferencial..


21/26

G = H (TS)= H S.T T. S

Si T es cte G = H T.S

G = Q T.S = Q -Q rev

Ya que T.S = Q rev

yH = Q P a P constante


22/26

Hay dos posibilidades: 1. Si un proceso es reversible, Q ~Q rev de modo que:

G = Qrev - Q rev = 0 (P,T ctes)

2. Si un proceso es espontneo o irreversible, Q< Q rev de

modo que:G = Q -Q rev < 0 (P,T ctes)


23/26

Gsist y Espontaneidad :

-T Suniv = Hsist -T Ssist = Gsist

Para un proceso espontneo :

Suniv > 0

Gs is t< 0

Gsistes ms sencillo de evaluar que Suniv.

Por eso:

Usaremos G para ver si un proceso es espontneo.


24/26

H S -T S G

(-) (+) (-) (-) Espontnea (a cq. T)

(-) (-) (+) (-) Espontnea (a BAJA T)

(+) No espontnea (a ALTA T)

(+) (+) (-) (+) No espontnea (a BAJA T)(-) Espontnea (a ALTA T)

(+) (-) (+) (+) No espontnea (a cq. T)

Si sabemos los signos (+ -) de S y H, podemos

determinar el signo de G y ver si una reaccin es

espontnea.

Hsist - T Ssist = Gsist


25/26

Cuando los signos de S y H, son distintos, la

espontaneidad depende de T.

Gsist < 0 ; Hsist - T Ssist H/ SsistGsist = 0 ; Hsist - T Ssist =0 T = H/ Ssist


26/26

Cuando todas las sustancias se encuentran

en estado estndar:

Gsist = Hsist - T Ssist

Clculo de Gsist : conociendo H, S

con la ecuacin: Greac = n Gprod - m Greact

2 Espontaneidad 2 Principio

Documents

Transcript of 2 Espontaneidad 2 Principio