Sistema. Es la porción del universo sometida al estudio. Puede ser abierto, cerrado o aislado dependiendo del intercambio de materia y energía con el entorno.
Energía interna. Es la suma de la energía cinética de las moléculas y las partículas de un sistema y la energía potencial interna relacionada con los enlaces entre las partículas.
Entalpía. Es el calor, ya sea absorbido o desprendido, de una reacción química. La mayoría de las reacciones se desarrollan a presión isobárica (constante). Se mide en julios, aunque cuando se trata de entalpía molar aparece en J/mol.
Si el en proceso el sistema gana energía (absorbe calor) se trata de un proceso endotérmico y, por tanto, consideraremos que la entalpía es positiva. Si por el contrario, el sistema pierde energía (desprende calor) se trata de un proceso exotérmico y, por tanto, la entalpía sera negativa.
PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
Para calcular la variación de entalpía estándar de una reacción (condiciones estándar) debemos tener en cuenta las entalpías estándar de formación de los reactivos y de los productos. Una vez conocido esto podemos aplicar la siguiente formula:El objetivo es poder predecir los intercambios de calor que sucederán al desarrollarse una reacción determinada. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICAEl segundo principio de la termodinámica nos informa acerca de si un proceso se realizara de manera espontanea o no. Los procesos espontáneos son aquellos que son irreversibles, y una vez iniciados continúan sin intervención externa.
La combustión del papel es un ejemplo de proceso espontáneo.El carácter exotérmico de una reacción favorece la espontaneidad, pero a esta característica hay que añadirle otra serie de factores para determinar si es espontanea o no. Aparece así la entropía, que nos permite cuantificar el desorden del sistema e indicar si la reacción es espontánea. La variación entropía se puede calcular igual que la variación de entalpía.Mediante la ecuación de la energía libre de Gibbs, podemos relacionar la variación de entalpía del sistema, la variación de entropía y la temperatura, permitiendo determinar la espontaneidad de un proceso.
-Si la variación de la energía libre de Gibbs es negativa, el proceso es espontaneo.-Si la variación de la energía libre de Gibbs es positiva, el proceso es forzado.-Si la variación de la energía libre de Gibbs es igual a cero, estamos ante una situación de equilibrio.El carácter exotérmico y el aumento de desorden favorece la espontaneidad.
Variacion de entalpia
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Variacion de entropia
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Variacion de entalpia libre (energía libre de Gibbs)
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Tipo de reaccion
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Exotérmica (∆H<0)
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Aumenta (∆S>0)
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∆G<0
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Espontanea a cualquier temperatura
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Exotérmica (∆H<0)
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Disminuye (∆S<0)
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∆G<0(si|∆H|>|T∆S|)
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Espontanea si |∆H|>|T∆S|( a temperaturas bajas)
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Endotérmica (∆H>0)
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Aumenta (∆S>0)
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∆G<0(si|∆H|<|T∆S|)
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Espontanea si |∆H|<|T∆S|(a temperaturas altas)
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Endotérmica (∆H>0)
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Disminuye (∆S<0)
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∆G>o
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No espontanea
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