Definición de Energía Gibbs

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La energía libre o entalpía libre de Gibbs se emplea en química para explicar si una reacción sucederá de manera espontánea o no. Para calcular la energía libre de Gibbs se puede fundamentar en: el aumento o la disminución de la entropía asociada con la reacción, y la suma de calor requerida o liberada por la misma. Esta energía se representa con la letra G mayúscula. El pionero de la energía de Gibbs fue el físico estadounidense Josiah Willard Gibbs quien aportó con la fundación teórica de la termodinámica.

Energía_Gibbs

Los procedimientos que tienen reacciones químicas asociadas, tienen algunas medidas importantes ya que se investiga si una reacción se da de manera espontánea o si se requiere cierta interacción con los alrededores para que ocurra y se denomina no espontáneo. Una reacción tiene asociados con entalpía y entropía en el tiempo de producirse.

La entalpía es una magnitud de la termodinámica representada con la letra H mayúscula, y describe la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno y la entropía es la magnitud en la termodinámica que muestra el nivel de desorden molecular de un sistema.

Las medidas importantes en la energía Gibbs para calcular si una reacción ocurre de forma espontánea o no. Por ejemplo: la variación de entalpía (ΔH) que explica si las reacciones son endotérmicas o exotérmicas; si son endotérmicas ΔH será mayor que cero, lo contrario de exotérmica será menor que cero.

Otra medida es la variación de entropía (ΔS); la variación de entropía incrementa en los procedimientos espontáneos y disminuye en los procedimientos no espontáneos.

Pero la medida más importante para resolver si los procedimientos químicos son o no son espontáneos es la variación de energía libre de Gibbs ΔH, pues esta mide la actividad verdadero y seguro para que una reacción realice una transformación bajo condiciones firmes de temperatura y presión. La diferencia de energía libre se calcula depende de la reacción:

ΔG = ΔH – T.ΔS

El símbolo de T es la temperatura absoluta en grados K. La unidad será representada en Joules (J) o Kilojoules (Kj).

La variación de energía libre de Gibbs como cualquier medida de la termodinámica (ΔH o ΔS), se calcula como la diferencia entre la suma de los ΔG de los productos multiplicas a cada uno por el número de moles y la suma de los ΔG los reactivos multiplicados por el número de moles. Moles es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia.

El ΔG también se puede calcular a través de la constante de equilibrio de la reacción. En la asociación:

ΔG° = – R.T.(ln K)

La representación de ° se refiere a las condiciones estándar que son la atmósfera y a 25° o 298 K de temperatura. Se calcula de la siguiente manera el ΔG cuando las condiciones no son estándares:

ΔG = ΔG° – R.T.(ln K)

El significado de los valores de ΔG en las reacciones químicas:

ΔG = 0 La reacción está en equilibrio.
ΔG > 0 La reacción no es espontánea.
ΔG < 0 La reacción es espontánea.

Los factores que afectan la energía libre de Gibss

Los cambios de entalpía y entropía logran ser positivos o negativos según el procedimiento, un cambio entálpico positivo muestra que el procedimiento es endotérmico y negativo pero si desprende calor en el momento del proceso, un cambio de entropía negativo muestra un orden mayor para la etapa final y lo diferente para un cambio de entropía positivo.

En conclusión los valores del cambio de entalpía y entropía no se transforman tanto con la temperatura, el resultado es la dependencia de la energía libre de Gibbs con relación a la temperatura, que está guiada básicamente por el valor de T en la representación de dG=dH-TdS.

El símbolo de sumar que tiene la entropía contiene la consecuencia mayor que la dependencia térmica de dG y luego en la espontaneidad del procedimiento. Por ejemplo: el procedimiento en el que el cambio de entropía es mayor de 0 y el cambio de entalpía es menor que 0, como en la fundición de hielo puede ser espontáneo o temperaturas altas y no ser espontáneo a temperaturas bajas.


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Publicado: noviembre 11, 2016

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