Entrop a y energ a de Gibbs

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
una reacción que ocurre en determinadas condiciones se llama reacción espontánea.
Si no ocurre en esas condiciones se dice que es no espontánea. Todos los días
observamos procesos físicos y químicos espontáneos, entre los que se incluyen
muchos de los siguientes ejemplos:
1. En una cascada el agua cae, pero nunca sube espontáneamente.
2. Un terrón de azúcar sedisuelve en forma espontánea en una taza de café, pero el
azúcar disuelto nunca reaparece espontáneamente en su forma original.
3. El agua se congela de modo espontáneo por debajo de 0°C y el hielo se funde de
manera espontánea por arriba de 0°C (a 1 atm).
4. El hierro expuesto al agua y al oxígeno forma herrumbre, pero ésta nunca vuelve
espontáneamente a convertirse en hierro.

SEGUNDA LEY DE LATERMODINÁMICA
Si un proceso ocurre en forma espontánea en una dirección, no puede ocurrir de
forma espontánea en la dirección opuesta bajo las mismas condiciones.
Entonces, es suficiente la primera ley para explicar por qué un proceso natural
ocurre?
Si se mantiene la ley de conservación de la energía, en ambos casos (cualquier
dirección).
Podemos entonces, pensar en que los procesos espontáneosocurren para disminuir la
energía de un sistema, y por lo tanto es posible explicar:
1. un gran número de reacciones exotérmicas son espontáneas.
CH4(g) + 2 O2(g) ⎯→ CO2(g) + 2H2O(l) ∆H° = –890.4 kJ/mol
H+(ac) + OH–(ac) ⎯→ H2O(l) ∆H° = –56.2 kJ/mol
2. Que sucede en el siguiente caso?, una transición de fase sólida a líquida del tipo,
H2O(s) ⎯→ H2O(l) ∆H° = 6.01 kJ/mol
NH4NO3(s) ⎯H2O→ NH+4(ac) +NO–3(ac) ∆H° = 25 kJ/mol
2HgO(s) ⎯→ 2Hg(l) + O2(g) ∆H° = 90.7 kJ/mol

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El carácter exotérmico favorece la espontaneidad de una reacción, pero no la
garantiza. Es posible que una reacción endotérmica sea espontánea, así como es
posible que una reacción exotérmica no lo sea. En otras palabras, no podemos
predecir si una reacción ocurrirá de manera espontánea si se consideransólo los
cambios de energía del sistema.
ENTROPÍA: medida del grado de dispersión de la energía en un sistema entre las
diferentes posibilidades en que ese sistema puede contener la energía.
la entropía de un sistema está relacionada con el
logaritmo natural del número de microestados(W):
S = k lnW
k se denomina la constante de Boltzmann
k = (1.38 × 10–23 J/K).

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICAENTROPÍA
Importante tener en cuenta que, según definición:
1.Un sistema con menos microestados (W menor) entre los cuales se pueda esparcir su
energía (poca dispersión) tiene una menor entropía.
2. Un sistema con más microestados (W mayor) entre los cuales se pueda esparcir su
energía (mayor dispersión) tiene una mayor entropía.
La entropía es una función de estado, por lo tanto, El cambio en laentropía para el
proceso, ∆S, es
∆S = Sf – Si
S = k ln Wf − k ln Wi
S = k ln (Wf/Wi)
Si Wf > Wi, ∆S > 0 y la entropía del sistema aumenta.

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ENTROPÍA

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ENTROPÍA
A mayor temperatura, mayor cantidad de microestados disponibles, por lo que la
entropía de un sistema siempre aumenta con el incremento de la temperatura. A
medida que latemperatura aumenta, las energías asociadas con todos los tipos de
movimiento molecular también se incrementan. Este aumento en la energía se
distribuye o dispersa entre los niveles de energía cuantizada.

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ENTROPÍA
Importante sobre entropía:
1. Debido a la dificultad para determinar el número de microestados para un sistema
macroscópico que contiene muchas moléculas, nose utiliza la formula de la entropía,
que depende del número de microestados.
2. la entropía se obtiene mediante métodos calorimétricos.
3. A diferencia de la energía interna (U) y la entalpía (H), es posible determinar el
valor absoluto de la entropía (S), y sus unidades son J/K o J/(K mol).
4. La entropía estándar (S°), es la entropía absoluta de una sustancia a 1 atm y 25°C.
5. Tanto las...