SEMANA 3 1

Recordando Ley de Hess

Solución



Procesos Espontáneos
Por definición serían así:
 Procesos ESPONTÁNEOS: proceso donde los
productos son termodinámicamente mas estables
que los reactivos.
 Procesos NO EXPONTÁNEOS: proceso donde los
productos son termodinámicamente menos estables
que los reactivos.
 Otra manera de describir un proceso espontaneo es
cuando transcurre por sí mismo, sin unaporte
energético externo, además son procesos
irreversibles.





 Y por el contrario si el proceso no es espontáneo, no
ocurre por sí mismo, a menos que se entregue
energía para que ocurra.



NOTA: El término “Espontáneo” no tiene nada que ver
con que tanto tiempo se requiere para que ocurra el
proceso.
Grafito

Diamante

ESPONTÁNEO≠ INSTANTÁNEO

ENTROPÍA(S)
 Es la magnitud Termodinámicaque mide el grado de

desorden ó de aleatoriedad de un sistema.
 El desorden de un sistema solo depende de las
condiciones que determinan el estado del sistema,
tales como composición, temperatura y Presión.

 “Un proceso tendrá una marcada tendencia a ser
espontáneo, si al ocurrir, se favorece el desorden del
sistema”.
Sólido
Líquido
Vapor



Aumento de Entropía
 Al igual que la energíainterna y la entalpia, la
entropía (S) es una función de estado.
∆𝑆 = 𝑆𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑆𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
 Donde:
∆𝑆 > 0 → 𝑆𝑓 > 𝑆𝑖 (𝐴𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛)
∆𝑆 < 0 → 𝑆𝑓 < 𝑆𝑖 (𝐷𝑖𝑠𝑚𝑖𝑛𝑢𝑦𝑒 𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛)

Entropía estándar

 Es la entropía absoluta de una sustancia a 1atm y
25°C. La unidad de la entropía es J/K para una mol
de sustancia.
 En la tabla se indican los valores de entropía
estándar de algunos elementos ycompuestos.

2° Ley de la Termodinámica
(ENTROPÍA)

“En cualquier proceso espontáneo se produce
un aumento de la entropía total del sistema
y sus alrededores.”

2° Ley de la Termodinámica
(ENTROPÍA)

“La entropía del universo aumenta en un
proceso espontáneo y se mantiene constante
en un proceso que se encuentra en equilibrio.”

 Esto indica que la entropía total del Universo
(Sistema+alrededores) siempre esta en aumento :


∆𝑆

𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜

>0

 En un proceso en equilibrio, la entropía del universo
se mantiene constante:
∆𝑆𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜 = 0

 ∆𝑆𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜 = ∆𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 + ∆𝑆𝑎𝑙𝑟𝑒𝑑𝑒𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠

CAMBIOS DE ENTROPÍA
DEL UNIVERSO



Involucra cambios de la entropía del sistema y de los
alrededores.
1. Cambios de entropía del sistema(∆𝑺𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂 )
 En Procesos espontáneos:
∆𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝í𝑎 𝐶𝑟𝑒𝑎𝑑𝑎 +Entropía creada en
el proceso

𝑞
𝑇

Entropía
asociada al
flujo de
calor

 También se puede decir:

∆𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 >

q
; T=Temperatura Absoluta
T

1.1. Procesos de Cambios de Fase
 En el equilibrio no se favorece espontáneamente en
un sentido o en el otro:
T=0°C
𝐻2 𝑂(𝑠)

∆𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 =



𝐻2 𝑂(𝑙) (equilibrio)

𝑞
𝑇

 Ejemplo:
Fusión del Hielo(T=0°C=273K)

∆𝑆 =

𝑞
𝑇

=

∆𝐻𝑓𝑢𝑠
𝑇

Dato:∆𝐻𝑓𝑢𝑠 =
6,0kJ
J
∆𝑆 == 22
273K
K

6,0kJ
mol

 1.2. Proceso de una Reacción Química
𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 → 𝑐𝐶 + 𝑑𝐷


− [𝑎𝑆

 Entonces:
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = 𝑐𝑆 0 𝐶 + 𝑑𝑆 0 𝐷
0

0

𝐴 + 𝑏𝑆 0 𝐵 ]

J
𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟:
mol.K

Estándar
P= 1atm
T=298 K

Donde:
𝑆 : 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝í𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟
 Ejemplo :
Para la obtención de 𝑁𝐻3
1𝑁2 (𝑔) + 3𝐻2 (𝑔) → 2𝑁𝐻3(𝑔) ; ∆𝐻0 = −92,6 𝑘𝐽
Datos:
J
0
𝑆 (𝑁𝐻3 𝑔 ) = 193
mol. K
J
0
𝑆 (𝐻2 𝑔 ) = 131
mol. K
J
0
𝑆 (𝑁2 𝑔 ) = 192
mol. K

Luego se aplica la ecuación:
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = ∆𝑆(𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎)
𝐽
= 2𝑚𝑜𝑙. 193
𝑚𝑜𝑙. 𝐾
𝐽
𝐽
− 1𝑚𝑜𝑙. 192
+ 3𝑚𝑜𝑙. 131
𝑚𝑜𝑙. 𝑘
𝑚𝑜𝑙. 𝐾
𝐽
0
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 = −199
𝐾
0
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 < 0 DIisminuye la entropía



Se puede reconocer esta disminución de la entropía ya
que se produce menos moles de gas en los productos, lo
que hace disminuir el grado de desorden.

Ejemplo:
A partir de los valores de entropía estándar, calcule los cambios deentropía estándar de las siguientes reacciones a 25 C.
a) CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
b) N2(g) + 3H2(g)  2NH3 (g)
c) H2 (g) + Cl2(g)  2HCl(g)



Solución
a) ∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = [𝑆 0 (CaO) + 𝑆 0 (CO2)] – [𝑆 0 (CaCO3)]
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = [39.8 + 213.6] J/K.mol – [ 92.9J/K.mol]
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = 160.5 J/K.mol
b) ∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = [𝑆 0 (NH3)] – [𝑆 0 (N2) + 𝑆 0 (H2)]
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = 2[193] J/K.mol – [ 192 + 3(131)] J/K.mol
∆𝑆𝑅𝑥𝑛 0 = -199...