Fisica II

Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Popular Para el Poder de la Defensa
Universidad Nacional Experimental De Las Fuerzas Armadas (UNEFA)
Núcleo-Zulia
Cátedra: Termodinámica II













Aplicaciones de la termodinámica de soluciones


Integrante:
Engelbert Perozo
Claudia Rubio
José Montilla
Luis Silva
Macguiver Salas
Gregori Castillo

SECCION:05-IPED-01

Maracaibo, junio de 2013
Introducción:
En termodinámica, la energía libre de Gibbs (energía libre o entalpía libre) es un potencial termodinámico, es decir, una función de estado extensiva con unidades de energía, que da la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química (a presión y temperatura constantes).
La segunda ley de la termodinámica postula que unareacción química espontánea hace que la entropía del universo aumente, ΔSuniverso > 0, así mismo ΔSuniverso esta en función de ΔSsistema y ΔSalrededores. Por lo general sólo importa lo que ocurre en el sistema en estudio y; por otro lado el cálculo de ΔSalrededores puede ser complicado. Por esta razón fue necesaria otra función termodinámica, la energía libre de Gibbs, que sirva para calcular si unareacción ocurre de forma espontánea tomando en cuenta solo las variables del sistema.












Índice:

1. Cambios de energía de Gibbs estándar y la constante de equilibrio
2. Tipos de constantes de equilibrio
 Constantes de asociación, disociación y presión
 Constantes de Brønsted
 Constantes de Hidrólisis
 Constantes de solubilidad


3. Efectos de la temperaturaen la constante de equilibrio


4. Relación de la constante de equilibrio con la composición




















Desarrollo:


1Cambios de energía de Gibbs estándar y la constante de equilibrio
 Cambios de energía de gibbs estándar
La energía libre de reacción, se denota, es el cambio de energía en una reacción a condiciones estándares. En esta reacción losreactivos en su estado estándar se convierten en productos en su estado estándar.
Dada la siguiente ecuación química:

La energía libre se calcula como

Donde A y B son los reactivos en estado estándar y; C y D son los productos en su estado estándar. Además a, b, c y d son sus respectivos coeficientes estequiométricos.
en general:

donde ni y mj son la multiplicación de los coeficientesestequiométricos.
Así como en el cálculo de la entalpía, en la energía libre estándar de formación para cualquier elemento en su forma estable (1 atm y 25ºC) es 0
La variación de energía libre de Gibbs para un proceso a temperatura constante viene dada por:

La temperatura puede ser un factor determinante a la hora de hacer que un proceso sea espontáneo o no lo sea.
Significado de
• Lacondición de equilibrio es
• La condición de espontaneidad es
• El proceso no es espontáneo cuando:
(esta última condición nos dice que la reacción no se producirá).
La energía de Gibbs molar parcial, es lo que se conoce con el nombre de potencial químico, que es lo que se maneja en cálculos termodinámicos en equilibrio, ya que el equilibrio químico entre dos sistemas implica la igualdad depotenciales químicos y su uso facilita los cálculos.
Demostración matemática
Partimos de:

como:

Reemplazando:

Multiplicando por T:

Es decir:

Unidades
Al ser una magnitud extensiva, es decir, que depende de la cantidad de sistema, normalmente se va a referir en unidades de energía por unidad de cantidad de materia. En el Sistema Internacional de Unidades se utiliza el J/mol,aunque también se puede utilizar kcal/mol.



 La constante de equilibrio
En una reacción química en general:

La constante de equilibrio puede ser definida como:

donde {A} es la actividad (concentración molar x coeficiente de actividad) y α el coeficiente estequiométrico de la sustancia química A y así sucesivamente. Es solo una convención el poner las actividades de los productos...