equilibrio químico físico-quimica


1. Define que es el equilibrio termodinámico y las variables que lo definen.
Sistema que se halla en equilibrio mecánico si la resultante de las fuerzas que actúan sobre él es nula. Se halla en equilibrio térmico si todas las partes o cuerpos que lo forman están a la misma temperatura, y se halla en equilibrio químico si en su interior no se produce ninguna reacción química. De un sistema queestá en equilibrio mecánico, térmico y químico se dice que está en equilibrio termodinámico. Esta definición implica que si un sistema no se halla en equilibrio termodinámico tenderá de modo espontáneo y con independencia de cualquier acción extema hacia un estado en que este equilibrio sea satisfecho.
De un sistema en equilibrio termodinámico en el que todas las partes, dentro de determinadoslímites de subdivisión, tienen las mismas propiedades se dice que es un sistema homogéneo, o que está constituido por una sola fase. En otros casos el sistema está constituido por varias fases, cada una de las cuales por sí misma es homogénea, pero difiere de las demás en al menos una característica {sistema heterogéneo).

2. Escribe y explica que es el potencial químico y la energía libre deGibbs molar para un gas ideal y para los componentes de una solución ideal.
El potencial químico de un sistema termodinámico es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, con la entropía y el volumen mantenidos constantes. Si un sistema contiene más de una especie de partículas, hay un potencial químico diferente asociado a cada especie,definido como el cambio en energía cuando el número de partículas de esa especie se incrementa en una unidad. El potencial químico es un parámetro fundamental en termodinámica y se asocia a la cantidad de materia.

El potencial químico es particularmente importante cuando se estudian sistemas de partículas que reaccionan. Consideremos el caso más simple de dos especies, donde una partícula de laespecie 1 puede transformarse en una partícula de la especie 2 y viceversa. 

energía libre de Gibbs :es un potencial termodinámico, es decir, una función de estado extensiva con unidades deenergía, que da la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química(a presión y temperatura constantes).Lasegunda ley de la termodinámicapostula que una reacción química espontánea haceque la entropía del universo aumente, ΔS
Universo
> 0, así mismo ΔS
Universo
está en función de ΔS
Sistema
y ΔS
Alrededores
. Por lo general sólo importa lo que ocurre en el sistema en estudio y; por otro lado el cálculo de Alrededores puede ser complicado. Por esta razón fue necesario otra función termodinámica, la energía libre de Gibbs, que sirva para calcular si una reacción ocurre deforma espontánea tomando en cuenta solo las variables del sistema.


3. ¿Cuál es la condición de equilibrio en una reacción química?
En un sistema en el que puede cambiar la composición, las condiciones de espontaneidad y equilibrio vienen dadas por las ecuaciones de Gibbs. Y en el caso más sencillo, que es suponer un sistema cerrado y de una sola fase, en el que sólo sea posible realizar untrabajo P-V, y que se encuentre en equilibrio térmico y mecánico, la condición de equilibrio material dada por la expresión:

 
sistema cerrado, una sola fase, sólo trabajo P-V y en equilibrio térmico (dT=0) y mecánico (dP=0)
Por simplicidad, para estudiar cómo se alcanza el equilibrio químico vamos a suponer que realizamos la siguiente reacción:
4.

5. ¿Qué es el grado de avance de unareacción química?

Es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del...