¿SER O NO SER ESPONTÁNEO? by

¿Qué un proceso no sea espontáneo significa que es imposible de realizar?

magasa_aliesma20 — 2022-02-28 22:49:45 UTC

Un proceso no espontáneo no se produce a menos que intervenga un agente externo, pero puede realizarse igualmente.

¿Todos los procesos espontáneos son rápidos o no?

magasa_aliesma20 — 2022-02-28 22:49:53 UTC

La espontaneidad de un proceso no está correlacionada con la velocidad del proceso. Un cambio espontáneo puede ser tan rápido que es esencialmente instantáneo o tan lento que no puede observarse durante ningún período de tiempo práctico.

¿Cuáles son los procesos espontáneos?

magasa_aliesma20 — 2022-02-28 22:50:00 UTC

Un proceso espontáneo es la evolución en el tiempo de un sistema en el cual se libera energía libre, usualmente en forma de calor, hasta alcanzar un estado energético más estable.

Ejemplos:

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:03:25 UTC

Por ejemplo, el agua convirtiéndose a hielo es un proceso espontáneo porque el hielo es más estable debido a su baja energía. Sin embargo, la formación de agua es también un proceso espontáneo debido a que las moléculas de agua están en un estado más aleatorio.

¿Qué es la entropía?¿De qué nos informa?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:05:08 UTC

La entropía es una magnitud que se utiliza en la termodinámica para medir los cambios o propiedades de un elemento desde su estado o momento inicial hasta el momento final. La entropía indica el grado de desorden de un sistema, que se da producto de una energía que no puede ser controlada y, por lo tanto, no puede ser usada. A mayor desorden, mayor entropía.

Ejemplos:

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:05:57 UTC

Cuando un sistema es sometido a un cambio, puede ser que nunca regrese a su estado original.

Por ejemplo: Si se produce un incendio forestal, habrá un elevado grado de entropía debido a que se precisará mucho tiempo y esfuerzo para que el sitio regrese a su orden inicial.

Al contrario, la descomposición radiactiva, también irreversible, lleva a los átomos inestables y de alta carga entrópica a devenir en otros más estables (cambiando de elemento). Para ello liberan grandes cantidades de energía, que es lo que llamamos radiación.

¿Qué afirma el 2º Principio de la Termodinámica?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:08:28 UTC

El segundo principio de la termodinámica establece la cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo. Dicha entropía solo puede definirse para estados de equilibrio termodinámico, y que de entre todos los estados de equilibrio posibles —que vendrán definidos por los parámetros característicos—, solo se puede dar el que, de entre todos ellos, maximiza la entropía.

¿Qué nos dice el 3º Principio de la Termodinámica?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:08:59 UTC

El tercer principio de la termodinámica afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas. Sucintamente, puede definirse como: Al llegar al cero absoluto (0 K) cualquier proceso de un sistema se detiene.

¿Podemos conocer la entropía absoluta de un sistema?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:09:37 UTC

En el mundo real no es posible determinar la entropía absoluta de un sistema por qué sería necesario poder llegar al 0 absoluto.
Para llegar al 0 absoluto, el sistema primero debe enfriarse a cero absoluto para que las moléculas ya no se muevan y, además, las moléculas deben estar en el estado más estable. En ese caso específico, la entropía absoluta es igual a cero.

¿Existen valores negativos de entropía?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:10:20 UTC

A lo largo de un ciclo habrá ocasiones en que su valor sea positivo y veces en que será negativo, según el sistema absorba o ceda calor.

¿Qué significa?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:11:36 UTC

Nos muestra la variación del desorden molecular ocurrido en una reacción química. Si la entropía de los productos es mayor que la de los reactivos la entropía de la reacción será mayor que 0 y si la entropía de los productos es menor que la de los reactivos será menor que 0.

¿Cómo se calcula? Fórmula

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:11:59 UTC

La variación de entropía de una reacción se calcula restándole a la suma de las entropías de los reactivos, la suma de la entropía de los reactivos.
Su fórmula es la siguiente:
ΔSro = Sproductos – Sreactivos

¿Puede ser negativa la entropía? ¿Qué significa eso?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:12:53 UTC

Sí, puede ser negativa si la entropía de los productos es mayor que la de los reactivos. Esto significa que hay mayor desorden entre los reactivos que entre los productos

¿Qué es la energía libre de Gibbs?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:13:27 UTC

La energía libre de Gibbs es la cantidad máxima de trabajo de no expansión que se puede extraer de un sistema cerrado termodinámicamente. Se calcula con esta fórmula:
ΔGº = ΔHº - TΔSº

¿Cuándo es espontánea la reacción según la energía libre de Gibbs? ¿De qué factores depende?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:14:17 UTC

La reacción es espontánea si la energía libre de Gibbs es negativa, es decir <0. Depende de la variación de entalpía, de la variación de entropía y de la temperatura.

¿Qué valor tiene la energía libre de Gibbs cuando un sistema está en equilibrio?

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:15:04 UTC

El valor de la energía libre de Gibbs cuando un sistema está en equilibrio es igual a 0. La temperatura requerida para que esto ocurra es llamada temperatura de equilibrio.

Casos en los que una reacción puede ser o no ser espontánea en función de la temperatura

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:16:09 UTC

Cuando la variación de entalpía es positiva y la de entropía negativa, la reacción nunca es espontánea. Si la variación de entalpía es negativa y la de entropía positiva siempre será espontánea.

En los otros casos depende de la temperatura. En el caso de que tanto la variación de entropía como la de entalpía sean positivas a temperaturas altas el proceso será espontáneo y a bajas no. Si ambas son negativas ocurre al revés y a bajas temperaturas es espontáneo pero a altas no.

Ejemplo:

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:31:24 UTC

Siguiendo la fórmula, la entalpía de la reacción será
ΔS= (2 · 69.9 + 3 · 31.8) - ( 2 · 205.8 + 248.2) = -0,4246 KJ/k

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 00:58:44 UTC

magasa_aliesma20 — 2022-03-01 01:01:36 UTC