ENTROPIA CAOS

ENTROPIA:

S

OBJETIVO: Conocer y aplicar
concepto de entropia
(desorden caos)

ENTROPÍA.
Los fenómenos en los que las cosas se desordenan son más probables que
aquellos que entrañan una ordenación. El cambio espontáneo de una disposición
ordenada a otra desordenada es consecuencia de las leyes de la probabilidad
Al arrojar ladrillos al
aire la probabilidad de
que caigan ordenados
formando unmuro es
muy pequeña
Es más probable que los
ladrillos caigan
desordenados

Si echamos
moléculas de agua
en un vaso no se
colocarán de forma
ordenada para
formar un sólido

La entropía S es una magnitud que mide el grado de desorden de un
sistema físico o químico
Su variación en cualquier transformación
Es una función de estado
sólo depende de los estados inicial y final
Para una reacción químicaSr = Sproductos - Sreactivos

So representa la entropía estándar de una sustancia a 1 atm

La entropía de un gas es
mucho mayor que la de un
líquido o sólido

Ssólido Slíquido Sgas

• La entropía :es una medida del desorden del
sistema que sí puede medirse y tabularse.
S = Sfinal – Sinicial
• Existen tablas de S0 (entropía molar
estándar) de diferentes sustancias.
• En una reacciónquímica:
S0 =  np· S0productos –  nr· S0reactivos
• La entropía es una función de estado.

Ejemplo: Calcula S0 para las siguientes reacciones

químicas: a) N2(g) + O2(g)  2 NO(g);
b) 3 H2(g) + N2(g)  2 NH3(g).
Datos: S0 (J·mol–1·K–1): H2(g) = 130,6; O2(g) =205; N2(g) =
191,5; NO(g) = 210,7; NH3(g) =192,3

S0 =  np· S0productos –  nr· S0reactivos
a) S0 = 2 mol · 210,7 J ·mol–1 ·K–1 –

(191,5J·K–1 + 205 J·K–1 ) = 24,9 J·K–1

b) S0 = 2·192,3 J·K–1 –

(3 mol ·130,6 J· mol–1·K–1 + 191,5 J·K–1 ) = –198,7 J·K–1

SEGUNDA LEY DE LA
TERMODINÁMICA.
• “En cualquier proceso espontáneo la
entropía total del universo tiende a
aumentar siempre”.
• Suniverso = Ssistema + Sentorno  0
• A veces el sistema pierde entropía (se
ordena) espontáneamente. En dichos casos
el entorno se desordena.Relaciona la espontaneidad de un proceso y el aumento de desorden

En un proceso espontáneo hay un incremento neto de entropía total del
universo, que comprende tanto al sistema considerado como al entorno .

Stotal = (Ssistema + Sentorno) > 0
Una reacción es espontánea si Stotal> 0

Ejemplo: Corrosión espontánea del hierro

2 Fe(s) + 3/2 O2(g) + 3 H2O  2 Fe(OH)3 (s)

Ssistema  0

Durante lareacción se desprende calor que pasa al entorno,
el cual aumenta su entropía, de forma que Stotal > 0

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
• “La entropía de cualquier sustancia a 0 K es
igual a 0” (máximo orden).
• Equivale a decir que no se puede bajar de
dicha temperatura.
• ¡CUIDADO! La entropía de los elementos en
condiciones estándar no es 0 sino que es
positiva.

• En procesos reversibles ya temperatura constante se puede
calcular S de un sistema como:
Q
S = —
T
• y si el proceso químico se produce a presión constante:
Hsistema
– Hsistema
Ssistema = ——— ; Sentorno= ————
T
T
• S0 (entropía molar estándar) se mide en
J·mol–1·K–1.
• Sreacción se mide en J·K–1.
•

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS
La energía libre de Gibbs, G, PERMITE EVALUAR LA ESPONTANEIDAD DE
UN PROCESO SIN TENER ENCUENTA LA VARIACIÓN DE ENTROPÍA DEL
ENTORNO
SE DEFINE COMO:

GG==HH--TS
TS

T = temperatura absoluta
H= entalpía
S = entropía

ES UNA FUNCIÓN DE ESTADO QUE SÓLO DEPENDE DE LOS ESTADOS INICIAL
Y FINAL DEL SISTEMA
Cuando un sistema experimenta un cambio a temperatura y presión
constantes se puede determinar la espontaneidad del proceso evaluando
el cambio de G sin preocuparse del cambio de esamagnitud para el entorno

G
Gr r==HHr r--TTSSr r

ΔG = ΔH − TΔS

Donde:
ΔH es la entalpía del sistema.
ΔS es la entropía del sistema.
TΔS representa el desorden del sistema cuando ocurre el cambio.
la energía libre se expresa en joule (J) o en kilojoule (kJ).
Lo más importante es que ΔG está relacionada con la espontaneidad de
un proceso. Presentándose los siguientes escenarios a presión y...