equilibrio


Ley de Gibbs
En sistemas abiertos por ejemplo: los sistemas biológicos se requiere una nueva función de estado que incluya tanto energía como entropía.
La variación de energía libre de Gibbs (∆G) es la función de estado que mejor describe la segunda ley en estos sistemas.
∆G= ∆H – T. ∆S
∆G: diferencia de energía libre
∆H: diferencia de entalpía
∆S: diferencia de entropía
T:temperatura absoluta (en K) Conceptualmente podemos definir ∆G como la fracción de variación total de energía que es capaz de efectuar trabajo a medida que el sistema tiende al equilibrio, a P y T constantes.
∆G= - w (trabajo máximo)
Cuanto más alejado esté el sistema del equilibrio, más trabajo podrá realizar (Los sistemas vivientes se encuentran alejados del equilibrio para poder realizartrabajo).Una nueva forma de enunciar la segunda ley.La más importante para nuestros fines sería:
Dado un sistema abierto, el criterio para que un proceso sea espontáneo a P y T constantes, es que ∆G sea negativo".∆G < 0 Proceso exergónico ∆G > 0 Proceso endergónico En el equilibrio, ∆G=0.

La célula tiene como objetivo realizar trabajo a partir de las entalpías de los substratos.
La energía librede Gibbs (∆G), se define como aquella parte de la energía total de un sistema que puede convertirse en trabajo en condiciones isotérmicas.∆G = ∆H - T∆S
La energía libre de Gibbs representa la cantidad máxima de energía que puede entregar un mol de substrato cuando se oxida en condiciones isotérmicas.
Por ejemplo, considere la reacción:
C6H12O6+ 6 O2→ 6 CO2+ 6 H20
∆Gº = -2867 kJ/mol
∆Hº =-2813 kJ/mol
∆Sº = +0,18 kJ/(mol.ºK)
T.∆S = +54 kJ/mol)
∆Gº y ∆Hº
Tienen valores negativos dado que son perdidos por el sistema, mientras que ∆S tiene un valor positivo ya que la entropía del estado final el más grande que la del estado inicial: CO2
y H2O son dos moléculas más simples que la glucosa.
El potencial Químico (m) es la magnitud que relaciona la energía de Gibbs y la variación dela cantidad de materia de un sistema a presión y temperaturas constantes. Es el coeficiente angular de la curva de G x n.
Gibbs apuntó también que para los propósitos de esta definición, cualquier elemento químico o combinación de elementos en unas proporciones dadas podría ser considerados una sustancia, tanto si pudieran existir por sí mismos como un cuerpo homogéneo como si no pudieran hacerlo.Más simplemente, el potencial químico también se define como la tendencia de un componente a escapar de una determinada fase, así, si el potencial químico es alto, el componente tenderá a salir lo más rápido posible de la fase en que se encuentra y al contrario, si es bajo (incluyendo valores negativos), tenderá a permanecer en ella.
Si suponemos que se añade una cantidad infinitesimal decualquier sustancia a una masa homogénea cualquiera en un estado de tensión hidrostática, que la masa permanece homogénea y su entropía y volumen permanecen constantes, el incremento de la energía interna de la masa dividida por la cantidad de la sustancia añadida es el potencial para esa sustancia en la masa considerada.
Equilibrio de fases en sistemas de un componente
Se centra la atención ensustancias puras o componentes independientes, más específicamente en el agua, donde encontramos que según la regla de las fases (f = c – p + 2; donde f=número de grados de libertad, c=número de especies químicas diferentes, p=número de fases) se tiene 1 componente independiente y 2 grados de libertad, conocidos como temperatura (T) y presión (P).
En un sistema donde encontramos un componente, alprecisar al menos dos variables intensivas, es decir independientes de la cantidad de materia, se define el estado. De esto se desprende que podemos caracterizar el estado de un sistema de un componente, mediante un diagrama de dos dimensiones P v/s T (diagrama de fases).
Del diagrama de fases del agua (sustancia pura) podemos obtener los siguientes conceptos:
Punto de ebullición de un líquido (a...