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Energía Libre de Gibbs
Commentarios julio 23, 2021
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Energía Libre de Gibbs


Para los siguientes ejemplos usaremos el simulador que hemos realizado para calcular la Energía Libre de Gibbs en condiciones estándar, además explicaré que pasa se los resultados son negativos o positivos.


Calcule los cambios de energía libre estándar a 25 °C para las siguientes reacciones;


A) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
B) 2MgO(s) → 2Mg(s) + O2(g)

Fórmula para calcular la Energía  Libre de Gibbs Estandar


ΔGr° = Σn.P*G°mp - ΣnR*G°m.R

Si estas viendo a estas alturas el tema, ya sabrás que la formula significa multiplicar las energías libres de gibbs de los productos con sus respectivas cantidades en moles menos los reactivos multiplicada por sus respectivas cantidades de moles;


Aunque el simulador ya contiene las tablas, te las dejo en PDF

A) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

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Lo hermoso de éste simulador es fascinante de hacer el procedimiento por nosotros. Si haces una tarea , basta con solo cargar la reacción química y el simulador lo hace todo 

B) 2MgO(s) → 2Mg(s) + O2(g)

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Como puedes observar, los resultado son diferentes , para el A) el resultado fue negativo y para el B) muy positivo.

Explicación de resultados

El valor negativo de ΔG° para la combustión del metano es la reacción A) significa que la reacción es un proceso muy espontáneo en condiciones estándar, mientras que la descomposición del MgO en la reacción B) no es espontánea por que ΔG° es una cantidad positiva grande. Sin embargo , recuérdese que un valor muy negativo ΔG° no dice nada acerca de la velocidad de ese proceso espontáneo; una mezcla de CH4(g) y O2(g) a 25 °C puede permanecer sin cambio durante mucho tiempo en ausencia de una chispa o una flama.

*Recuerda que en química "Espontáneo" significa que la reacción si se lleva a cabo en las condiciones dadas de operación, para éste caso las condiciones son estándar (1 atm y 25 °C)

El hecho que la reacción no sea espontánea no significa que la reacción nunca se pueda llevar a cabo, solo nos predice que la reacción no se lleva a cabo a las condiciones dadas (1 atm y 25 °C), ¿qué hacer en éste caso? será necesario calcular la temperatura a la cual esta reacción si pueda producir una energía libre de gibbs negativa, en ese momento habremos encontrado la condición de operación ideal para esta reacción química.


Calculando la temperatura de operación ideal para el B).

El simulador nos calcula automáticamente este procedimiento, además lo hace paso a paso;

espontaneidad ejercicios resueltos

Es interesante interpretar los resultados de entalpía y entropía en este paso, pues tenemos dos resultados positivos, eso significa que la reacción ocurre espontáneamente a temperaturas elevadas, a bajas temperaturas la reacción sucede de forma inversa, esto se menciona en el libro de Química de Raymond Chang en la pagina 760.

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Como bien se mencionó con anterioridad, a temperatura la cual necesita MgO para descomponerse es de al menos 5287 °C, ¿No es eso grandioso?, podemos predecir a qué temperatura las reacciones pueden producirse y a qué temperatura no lo pueden hacer ¿Cómo?, es muy sencillo, para la reacción espontánea del metano, podríamos hacer lo mismo pero atreves, es decir, igualar a cero para tener una temperatura de punto de partida. 



 

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