Efecto de la temperatura. A experimentar… ¿Qué ocurre con la reacción si hay una menor...
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Efecto de la temperatura
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A experimentar…
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• ¿Qué ocurre con la reacción si hay una menor temperatura?
• ¿Qué ocurre con la reacción si hay una mayor temperatura?
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Espontaneidad de reacciones y temperatura: criterios
GT S H
kJ/mol
0 T
GT S H
kJ/mol
0 TGT S
H
kJ/mol
0 T
GT S
HT
kJ/mol
0
S
crea ordencrea desorden
+ ―H
―exotérmica
endotérmica +
REACCIÓN:
0G H T S P,T ctes; espontáneo:
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Energía libre de Gibbs y espontaneidad1) Reacciones exotérmicas (H<0) con aumento de desorden (S>0)
H <0-T S <0
ΔG <0 a cualquier temperatura
reacción siempre espontáneareacción siempre espontánea
2) Reacciones endotérmicas (H > 0) con aumento de desorden (S>0)
H >0-T S <0
reacción espontánea a temperaturas altas
reacción espontánea a temperaturas altas
3) Reacciones exotérmicas (H < 0) con aumento de orden (S < 0)
H < 0-T S > 0
Reacciones espontáneas a temperaturas bajasReacciones espontáneas a temperaturas bajas
4) Reacciones endotérmicas (H > 0) con aumento de orden (S < 0)
H > 0-T S > 0
G > 0 siempreReacciones no espontáneasReacciones no espontáneas
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• Ejemplo:
¿Será o no espontánea la siguiente reacción en condiciones estándar?
2H2O2(l) 2H2O (l) + O2(g)
Datos: H0f (kJ/mol) H2O(l) = –285,8; H2O2(l) = –187,8
S0 (J·mol 1 K·1) H2O(l) = 69,9; H2O2(l) = 109,6; O2(g) =205,0.
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H0 = npHf0
(productos)– nrHf0
(reactivos) =
= 2 Hf0(H2O) + Hf
0(O2) – 2 Hf0(H2O2) =
2 mol(–285,8 kJ/mol) – 2 mol(–187,8 kJ/mol) = –196,0 kJ
S0 = np· S0productos – nr· S0
reactivos = 2 S0(H2O) + S0(O2) – 2 S0(H2O2) =
2 mol(69,9 J/mol·K) + 1 mol(205, J/mol·K) – 2mol(109,6 J/mol·K) = 126,0 J / K = 0,126 kJ / K
G0 = H0 – T · S0 = –196,0 kJ – 298 K · 0,126 kJ/ K =
G0 = – 233,5 kJ luego será espontánea
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¿ A que temperatura será NO ESPONTANEA?
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N2 (g) + 3 H2 2 NH3
¿Calcula los valores de ΔG° de la reacción a 25 °C Y a 500 °C?
Interpreta su resultado. ¿Como varia ΔG° al cambiar la temperatura?
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Energía libre de Gibbs y Equilibrio químico
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¿Siempre existen 25 °C exactos?
¿Podemos aseverar que la presión es de 1 atm cuando realizamos una actividad
experimental?
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La variación de energía libre ( G ) en condiciones no estándar, se puede obtener de la siguiente expresión:
G Δ = G° Δ + R T ln Q
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N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3(g)
Calcule ΔG° a 298 K de la reacción compuesta de 1 atm de N2 y 3 atm de H2 y 0,5 atm de NH3
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Calcule ΔG° a 298 K de la reacción compuesta de 0,5 atm de N2 y 0,75 atm de H2 y 2 atm de NH3
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Así, cuando el sistema está en equilibrio, sabremos que:
1. G = 0.2. En lugar de Q se escribe la constante de equilibrio.
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a A + b B c C + d D
Keq = [C]c · [D]d [A]a · [B]b
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Constante de equilibrio K
Keq > 1, significa que la relación de productos es superior a la de losreactantes; por ende, la reacción ocurre en el sentido directo.
Keq < 1, significa que la relación de productos es menor a la de losreactantes; por ende, la reacción ocurre en el sentido inverso.
Keq = 1, significa que la relación de productos es igual a la de los reactantes.
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