Energía Libre: La Razón por la que se produce una reacción

 

System, surroundings and the universe Sistema, el entorno y el universoThe law of conservation of energy says the total energy of the universe is constant. La ley de conservación de la energía dice que la energía total del universo es constante. This statement should bother people. Esta declaración debería molestar a la gente. Everyone has seen a bonfire or match burning. Todo el mundo ha sido testigo de una fogata o cerilla encendida. It sure looks like energy is going up in smoke. Seguro que se ve como la energía se va en humo. Why do people believe the first law works? ¿Por qué la gente cree que las obras de la primera ley?The secret is that the universe can be divided into two regions. El secreto es que el universo puede ser dividido en dos regiones. The universe can be viewed to be made up of some user defined "system" and everything else outside the "system" which is identified as the "surroundings". El universo se puede ver que se compone de algunos definidos por el usuario "sistema" y todo lo demás fuera del "sistema" que se identifica como el "entorno".

Universe = system + surroundings Universo =

sistema + entornoThis view should make sense when you think of the law of conservation of energy. Este punto de vista debe tener sentido cuando se piensa en la ley de conservación de la energía. The sum of the energy changes for the universe must total zero. La suma de los cambios de energía para el universo debe ser de por cero. This says that when the system gives off energy the surroundings gain energy. Esto nos dice que cuando el sistema emite energía de la energía ganancia alrededores. The two changes are equal in size but opposite in sign. Los dos cambios son iguales en tamaño, pero de signo opuesto.When we look at a bonfire as a "system" we can see that the bonfire gives off energy and the "surroundings" gain energy. Cuando nos fijamos en una hoguera como un "sistema" podemos ver que la hoguera emite energía y el "entorno" de energía de ganancia. The two changes are mirror images of one another. Los dos cambios son imágenes especulares uno del otro.The system can be as small as one atom or as big as a galaxy. El sistema puede ser tan pequeño como un átomo o tan grande como una galaxia. The only restriction is that the two pieces system and surroundings must add up to equal the universe. La única restricción es que el sistema de dos piezas y sus alrededores debe ser igual a igual al universo. These ideas are avoided by the text, but they should help explain why energy releasing events can happen. Estas ideas se pueden evitar con el texto, sino que debe ayudar a explicar por qué la liberación de eventos de energía que puede suceder. Energy simply gets transferred back and forth between system and surroundings. Energía simplemente se transfiere de ida y vuelta entre el sistema y sus alrededores.

Spontaneous and Nonspontaneous Processes Espontánea y no espontánea Procesos

A spontaneous process is a naturally occurring process

that once started will continue to Un proceso espontáneo es

un proceso que ocurre naturalmente, que una vez iniciadas seguiráhappen without outside intervention. ocurrir sin la intervención

externa.The concept includes all kinds of processes both mechanical and chemical. El concepto incluye todo tipo de procesos mecánicos y químicos. A ball rolling downhill is an example of a spontaneous mechanical process. Una pelota que rueda cuesta abajo es un ejemplo de un proceso mecánico espontánea. The evaporation of water is an example of a spontaneous physical change. La evaporación del agua es un ejemplo de un cambio físico espontáneo. A burning match is an example of a spontaneous chemical change. Una cerilla encendida es un ejemplo de un cambio químico espontáneo.

A nonspontaneous process is an unnatural process that

after it is started will NOT continue to Un proceso no espontánea es un proceso natural que una vez iniciado no seguirá

happen without outside intervention. ocurrir sin la intervención externa. A nonspontaneous process only happens when outside

action introduces energy to drive the process. Un proceso no espontánea sólo ocurre cuando introduce una acción fuera de la

energía para conducir el proceso.The concept includes all kinds of processes both mechanical and chemical. El concepto incluye todo tipo de procesos mecánicos y químicos. A ball being rolled uphill is an example of a nonspontaneous mechanical process. Una pelota que rodó cuesta arriba es un ejemplo de un proceso mecánico no espontánea. Compressing a gas is an example of a nonspontaneous physical change. La compresión de un gas es un ejemplo de un cambio físico no espontánea. Production of carbohydrates by plants is an example of a nonspontaneous chemical change, photosynthesis needs light energy. La producción de hidratos de carbono por las plantas es un ejemplo de un cambio químico no espontánea, la fotosíntesis las necesidades de energía de luz.

Entropy, S, is a measure of chaos. High values for entropy, S, match high amounts of disorder. La entropía, S, es una medida del caos. Los valores altos de la entropía, S, partido altas cantidades de desorden.

A physical law called the third law of thermodynamics says the entropy of the universe is increasing. Una ley física llamada tercera ley de la termodinámica dice que la entropía del universo aumenta. This means that the entropy of the universe increases for every change that occurs. Esto significa que la entropía del universo aumenta por cada cambio que se produce.

This Este is es not no a conservation law. una ley de conservación.

delta S universe = delta S system + delta S surroundings > 0 delta del universo S = delta del sistema de S + S alrededores

del delta> 0This is clearly a break from conservation laws. Esto es claramente una ruptura de las leyes de conservación. This idea is very difficult to accept. Esta idea es muy difícil de aceptar. The fact is that whenever something (a system) is organized there is an activity happening somewhere else (the surroundings) that produces

more disorder. El hecho es que cuando algo (un sistema), se organiza una actividad que ocurre en otra parte (el entorno) que produce más desorden. The two processes combine to yield an increase in entropy. Los dos procesos se combinan para producir un aumento de la entropía. ** ** If you expend energy to stack a pile of newspapers the stack is more organized but all the CO 2 and metabolism products you produced as you worked are scattered willy nilly about the universe. Si gastan energía para apilar un montón de periódicos de la pila es más organizado, pero todas las emisiones de CO 2 y los productos del metabolismo que produce a medida que trabajó se encuentran dispersos queramos o no sobre el universo. The disorder you generated exceeds the order you made. This is nature's version of El trastorno ha generado excede el orden que ha realizado. Se trata de la versión de la naturaleza de "heads I win, tails you lose" "Cara, yo gano, cruz, tú pierdes" . .

  

The usefullness of entropy measurements may be difficult to understand. La utilidad de las mediciones de la entropía puede ser difícil de entender. If you see a process that has an increase in entropy it will usually be spontaneous. Si usted ve un proceso que tiene un aumento de la entropía por lo general será espontánea. Evaporation of a liquid is spontaneous and the particles are more disordered in the vapor than in the liquid. La evaporación de un líquido es espontánea y las partículas son más desordenada en el vapor que en el líquido. Fallen leaves spontaneously get spread about the neighborhood. Hojas caídas espontáneamente se esparcen por el barrio. They do not spontaneously gather in a clump. No se reúnen espontáneamente en un grupo. The leaves may get caught against a fence but, wind forces acted to put them there and entropy increased somewhere else because of the blowing wind. Las hojas pueden quedar atrapados contra una valla, pero las fuerzas del viento actuado para ponerlos ahí y aumento de la entropía en otro lugar a causa del viento que sopla. Hmm! Hmm! No jokes about this being a lot of hot air. No hay chistes sobre lo que constituye un montón de aire caliente.

Free Energy Energía LibreAn American physicist and chemist, J. Willard Gibbs, is responsible for the recognizing the mathematics behind the concept of energy changes, entropy and free energy. Un físico y químico estadounidense, J. Willard Gibbs, es responsable para el reconocimiento de las matemáticas detrás del concepto de cambios de energía, entropía y energía libre. Gibbs is not famous in the way Einstein is but, he is as important to our understanding of the laws governing energy changes as Issac Newton and other notable scientists. Gibbs no es famoso en la forma en que Einstein no es más, él es tan importante para nuestra comprensión de las leyes que rigen los cambios de energía como Isaac Newton y otros científicos notables.Gibbs proposed and proved the following equation Gibbs propuesto y demostrado la siguiente ecuación

delta G = delta H - T delta S delta G = H delta - delta T S

The term " delta G " is defined as the change in "free energy" . El término "delta G" se define como el cambio en la "energía libre". This is the energy

that can be used for a specific purpose and is available from a process. Esta es

la energía que se puede utilizar para un propósito específico y está disponible en un proceso. It is measured in calories or kilocalories. Se mide en calorías o kilocalorías.

The term " delta H" is defined as the change in "enthalpy" . El término "delta H" se define como el cambio en "entalpia". This is the energy change

that accompanies a process. Este es el cambio de energía que acompaña a un proceso. Typically this is a heat transfer. Normalmente se trata de una transferencia de calor. Enthalpy is measured in calories or kilocalories. Entalpía se mide en calorías o kilocalorías.

The term " Tdelta S" is the energy used to produce the entropy effects that

accompany the process. El término "Tdelta S" es la energía utilizada para

producir los efectos de la entropía que acompañan el proceso. When wood burns the solid is converted to water vapor (a gas) and carbon dioxide another gas. Cuando la madera se quema el sólido se convierte en vapor de agua (un gas) y dióxido de carbono, otro gas. The expansion and escape of the gases uses some of the energy producced in the burning. La expansión y el escape de los gases utiliza parte de la energía producced en la quema. The calories used to spread the gas molecuels around is "lost" and not useable. Las calorías utilizado para difundir el gas molecuels todo se "pierde" y no utilizable. Entropy has weird units of calories/degree Kelvin. La entropía tiene unidades raro grado de calorías / Kelvin. The "T" is the temperature in Kelvin degrees. La "T" es la temperatura en grados Kelvin.

Predicting whether or not a process is spontaneous. Predecir si un proceso es espontáneo.Spontaneous processes have a negative free energy change, DG is

negative or less than zero . procesos espontáneos tienen un libre cambio

de energía negativa, la DG es negativo o menor que cero.The system releases energy to its surroundings as the process occurs. El sistema libera energía a su entorno ya que el proceso se produce. This kind of

change is an Este tipo de cambio es un exergonic process, delta G = - . The size of the free energy change indicates the "driving force" behind proceso exergónica, el delta G = -. El tamaño de la variación de energía libre

indica la "fuerza motriz" the reaction. la reacción. The bigger and more negative the DG the more likely the process. Cuanto más grande y más negativo de la Dirección General más probable del proceso. A reaction with a DG = -623,400 kcal has a better chance of happening than a reaction with a DG = -500 kcal. Una reacción con la DG = -623.400 kcal tiene más posibilidades de suceder a una reacción con una Dirección General = -500 kcal. The reactants change into products, release the stored energy and gradually the system reaches a stable condition of equlibrium. Los reactivos cambio en productos, liberar la energía almacenada y poco a poco el sistema alcanza una condición estable de equlibrium.

Nonspontaneous processes have a positive free energy change, deltaG

is positive or greater than zero. los procesos no-espontáneos tienen un

libre cambio de energía positiva, deltaG es positivo o mayor que cero.The system must take in energy from the surroundings for the process to occur. El sistema debe tener en la energía del entorno para el proceso de que se produzca.

This is an Se trata de un endergonic process, deltaG = +. The reactants are forced to change by energy put into the system. proceso endergónica, deltaG = +. Los reactivos se ven obligados a cambiar por la energía puesta en el sistema. Outside forces "drive" the reaction. Las fuerzas exteriores "unidad" de la reacción. If the system is given no additional energy the process will stop. Si el sistema no se le da la energía adicional que el proceso se detendrá.What happens when the value for delta G is zero? ¿Qué sucede cuando el valor de delta G es cero? A system or process at equilibrium has delta G equal to zero, delta G = 0. Un sistema o proceso en el equilibrio ha delta G a cero, igual delta G = 0. The free energy change, delta G is neither positive nor negative. El cambio de energía libre, el delta G no es ni positivo ni negativo.A process (system) at equilibrium has a zero free energy change, delta G = zero . Un proceso (del sistema) en el equilibrio tiene un cambio de energía libre de cero, el delta G = cero.Predictions and free energy change delta G calculations Predicciones y energía libre G delta cálculos de cambio

 

The Gibbs free energy equation, DG=DH - TDS , is used to calculate the free energy change for a reaction or process. La ecuación de la energía libre de Gibbs, la DG = DH - TDS, se utiliza para calcular la variación de energía libre de una reacción o proceso. The quantities in the formula can be measured or calculated from thermodynamic data tables. Las cantidades en la fórmula puede ser medido o calculado a partir de tablas de datos termodinámicos. You need to have the values or tables to do the calculation. Usted necesita tener los valores o las tablas para hacer el cálculo. Don't worry about where the numbers come from. No te preocupes por los números que vienen. People have spent their entire lifetime making measurements and tabulating the data. La gente ha pasado toda su vida haciendo las mediciones y la tabulación de los datos. When a new compound is made one of the first things physical chemists do is attrmpt to measure the enthalpy, entropy and free energy values for the substance. Cuando un nuevo compuesto que se haga una de las primeras cosas que los químicos físicos hacer es attrmpt para medir la entalpía, entropía y energía libre de los valores de la sustancia. I did that kind of thing as an undergraduate and even when I was a graduate student. Hice ese tipo de cosas como estudiante e incluso cuando yo era un estudiante graduado. You should be able to substitute into the Gibbs formula. Usted debe ser capaz de sustituir en la fórmula de Gibbs.

Example: What is the free energy change for the conversion of diamonds

into graphite? Ejemplo: ¿Cuál es el cambio de energía libre para la

conversión de los diamantes en grafito? Will diamonds spontaneously convert to diamonds? diamantes espontáneamente convertir a los diamantes?

C(s,diamond) ----> C(s,graphite) delta G= - 693 calories C (s, diamante) ----> C (s,

grafito) delta G = - 693 calorías

The DH for the reaction is exothermic and -453. La DH para la reacción es exotérmica y -453. calories/mole. calorías / mol. The DS for the reaction at 298 Kelvin is 0.804

calorie/degree kelvin. La DS para la reacción a 298 grados Kelvin es 0.804 calorías / grado Kelvin.

Substituting into the definition for free energy Sustituyendo en la definición de energía libre

delta G=-453. delta G =- 453. calories - (298 K)(0.804 calories/K) calorías - (298 K) (0.804

calorías / K)delta delta G=-453. G =- 453. calories -240

calories = -693 calories calorías -240 calorías = -693 calorías

The free energy change is a small negative number. El cambio de energía libre es un número negativo pequeño. The conversion of diamonds to graphite is spontaneous. La conversión de los diamantes de grafito es espontánea. Graphite is more stable than diamonds. El grafito es más estable que los diamantes. That makes sense because the is more graphite lying about the universe than ther are diamonds. Eso tiene sentido porque el grafito es más mentir sobre el universo que no son diamantes. the more stable form of carbon, graphite, is more common. la forma más estable del carbono, grafito, es más común. Diamonds are valuable because they are hard to find. Los diamantes son valiosos porque son difíciles de encontrar. They are rare. Son raros. diamonds are not forever contrary to the advertising campaigns. diamantes no son para siempre contrario a las campañas de publicidad.

Summary Resumen1. 1. Spontaneous processes have a negative free energy change. procesos espontáneos tienen un libre cambio de energía negativa. The process once started will proceed without outside intervention. El proceso una vez iniciado

continuará sin intervención externa. delta G= negative delta G = negativo2. 2. Nonspontaneous pocesses have a positive free energy change. pocesses no espontánea sin tener un cambio de energía positiva. The process will only proceed if aided from the outside. El proceso sólo procederá si la ayuda desde el

exterior. delta G= positive delta G = positivo3. 3. The free energy change for a process is equal in size to the free energy for the reverse process. El cambio de energía libre de un proceso es igual en tamaño a la energía libre para el proceso inverso. The signs are opposite. Los signos son opuestos.

C(s,diamond) ----> C(s,graphite) G= - 693 calories C (s, diamante) ----> C (s, grafito) = G

- 693 caloríasC(s,graphite) ----> C(s,diamond) G= + 693

calories C (s, grafito) ----> C (s, diamante) + G = 693 calorías

4. 4. The free energy change for a process says nothing about the speed of a process. El cambio de energía libre de un proceso no dice nada sobre la velocidad de un proceso. A spontaneous process need not happen quickly. Un proceso espontáneo no tiene por qué suceder rápidamente. (Rusting of iron is spontaneous and occurs gradually.) (Oxidación del hierro es espontánea y se

produce poco a poco.)

Exercise: Ejercicio: The reaction between mercury and oxygen to form

mercuric oxide is written below. La reacción entre el mercurio y el oxígeno para formar óxido de mercurio está escrito a continuación.

2 Hg(l) + O 2 (g) ----> 2 HgO(s) 2 Hg (l) + O 2 (g) ----> 2 HgO (s)

The H for the reaction is -43,000 calories/mole and clearly exothermic. El H de la reacción es -43.000 calorías / mol y exotérmica con claridad. What is the sign for the entropy change? ¿Cuál es el signo de la variación de entropía? Is the reaction spontaneous? Es la reacción espontánea? Justify your answer. Answer Justifica tu respuesta. Respuesta

Online Introductory Chemistry Línea Introducción a la química

En condiciones de temperatura y presión constantes, los cambios químicos que tienden a ocurrir en cualquier dirección que conduce a una disminución en el valor de la energía libre de Gibbs. In this lesson we will see how G varies with the composition of the system as reactants change into products. En esta lección veremos cómo G varía con la composición del sistema como reactivo el cambio en los productos. When G falls as far as it can, all net change comes to a stop. Cuando G cae en la medida de sus posibilidades, todos los cambios netos se detenga. The equilibrium composition of the mixture is determined by ΔG° which also defines the equilibrium constant K. La composición de equilibrio de la mezcla se determina por ° DELTA.G que también define la constante de equilibrio K.

Please see the All About Equilibrium site for a review of this topic. Por favor, consulte el sitio Todo sobre el equilibrio para una revisión de este tema.

1 The road to equilibrium is down the free energy hill 1 El camino hacia el equilibrio es la colina de energía libre

This means, of course, that if the total free energy G of a mixture of reactants and products goes through a minimum value as the composition changes, then all net change will cease— the reaction system will be in a state of chemical equilibrium . Esto significa, por supuesto, que si la energía libre total de G, de una mezcla de reactivos y productos pasa por un valor mínimo a medida que cambia la composición, entonces todo cambio neto

dejará el sistema de reacción estará en un estado de equilibrio químico. You will recall that the relative concentrations of reactants and products in the equilibrium state is expressed by the equilibrium constant . Usted recordará que las concentraciones relativas de reactivos y productos en el estado de equilibrio se expresa por la constante

de equilibrio. In this lesson we will examine the relation between the Gibbs free energy change for a reaction and the equilibrium constant. En esta lección vamos a examinar la relación entre la variación de energía libre de Gibbs para la reacción y la constante de equilibrio.

Recall that a homogeneous reaction is one in which everything takes place in a single gas or liquid phase. Recordemos que una reacción homogénea es aquella en la que todo ocurre en un gas simple o fase líquida.

To keep things as simple as possible, we will consider a homogeneous chemical reaction of the form Para mantener las cosas lo más simple posible, vamos a considerar una reacción química homogénea de la forma

A + B→ C + D A + B → C + D

in which all components are gases at the temperature of interest. en el que todos los componentes son gases a la temperatura de interés. If the sum of the standard free energies of the products is less than that of the reactants, Δ G ° for the reaction will be negative and the reaction will proceed to the right. Si la suma de las energías libres estándar de los productos es menor que la de los reactantes, Δ G ° para la reacción será negativa y la reacción procederá a la derecha. But how far? Pero ahora ¿cómo? If the reactants are completely transformed into products, the equilibrium constant would be infinity. Si los reactivos se transforman completamente en productos, la constante de equilibrio sería infinito. The equilibrium constants we actually observe all have finite values, implying that even if the products have a lower free energy than the reactants, some of the latter will always remain when the process comes to equilibrium. Las constantes de equilibrio que en realidad observar todas tienen valores finitos, lo que implica que incluso si los productos tienen una energía libre menor que los reactivos, algunos de estos últimos será siempre cuando el proceso llega al equilibrio.

Although these relations are strictly correct only for perfect gases, we will see later that equations of similar form can be applied to many liquid solutions by substituting concentrations for pressures. Aunque estas relaciones son estrictamente correcto sólo para los gases perfectos, se verá más adelante que las ecuaciones de la forma similar se puede aplicar a muchas soluciones líquidas mediante la sustitución de las concentraciones de presiones.

In order to understand how equilibrium constants relate to Δ G ° values, assume that all of the reactants are gases, so that the free energy of gas A, for example, is given at all times by Con el fin de entender cómo se relacionan las constantes de equilibrio a G · Valores Δ, suponga que todos los reactivos son gases, de modo que la energía libre de un gas, por ejemplo, se da en todo momento por

G A = G A ° + RT ln P A G A G A = RT ln P + ° A      (5-1) (5-1)

(This relation was developed in the previous lesson .) The free energy change for the reaction is sum of the free energies of the products, minus that of the reactants: (Esta relación se ha desarrollado en la lección anterior .) El cambio de energía libre para la reacción es la suma de las energías libres de los productos, menos el de los reactivos:

Δ G = G C + G D – G A – G B Δ G = G + C G D - G A - G B      (5-2) (5-2)

Using Eq. Usando la ecuación. 5-1 to expand each term on the right, we have 5-1 para ampliar cada término de la derecha, tenemos

Δ G = ( G ° C + RT ln P C ) + ( G ° D + RT ln P D ) – ( G ° B + RT ln P B ) – ( G ° A + RT ln P A ) (5-3) Δ G = (C + RT ln P G ° C) + (D + RT ln P G ° D) - (G ° B + P En RT B) - (A +

RT ln P G ° A) (5-3 )

We can now express the G ° terms collectively as Δ G °, and combine the logarithmic pressure terms into a single fraction Ahora podemos expresar los términos G ° colectivamente como Δ G °, y combinar los términos de presión logarítmica en una sola fracción

     (5-4) (5-4)

which is more conveniently expressed in terms of the reaction quotient Q P que es más convenientemente expresados en términos de la reacción cociente P Q

Δ G = Δ G ° + RT ln Q Δ Δ G = G ° + RT ln Q      (5-5) Must know this! (5-5) Debe saber esto!

The free energy G is a quantity that becomes more negative during the course of any natural process. Thus as a chemical reaction takes place, G only falls and will never become more positive. La energía libre G es una cantidad que se hace más negativa durante el curso de cualquier proceso natural. Así como una reacción química se lleva a cabo, G sólo se cae y nunca llegará a ser más positiva. Eventually a point is reached where any further transformation of reactants into products would cause G to increase. Finalmente se alcanza un punto donde cualquier nueva transformación de los reactivos en productos causaría G para aumentar. At this point G is at a minimum (see the plot below), and no further net change can take place; the reaction is at equilibrium. En este punto G se encuentra en un mínimo (ver el diagrama abajo), y ningún cambio neto más puede tener lugar, la reacción está en equilibrio.

Example 1: the dissociation of dinitrogen tetroxide Ejemplo 1: la disociación del tetróxido de dinitrógeno

The gas-phase reaction N 2

O 4 → 2 NO 2 furnishes a simple example of the free energy relationships in a homogeneous reaction. -La reacción de la fase de gas de N 2 O 4 → 2 NO 2

proporciona un ejemplo sencillo de las relaciones de energía libre en una reacción homogénea. The free energy of 1 mole of N 2 O 4 (1) is smaller than that of 2 moles of NO 2 (2) by 5.3 kJ; thus Δ G ° = +5.3 kJ for the complete transformation of reactants into products. La energía libre de un mol de N 2 O 4 (1) es menor que la de 2 moles de NO 2 (2) en un 5,3 kJ, por lo que Δ G ° = 5.3 kJ para la transformación completa de reactivos en productos. The straight diagonal line shows the free energy of all possible compositions if the two gases were prevented from mixing. La línea recta diagonal muestra la energía libre de todas las composiciones posibles si los dos gases se impidió a la mezcla. The red curved line show the free energy of the actual reaction mixture. La línea curva roja muestra la energía libre de la mezcla de reacción real. This passes through a minimum at (3) where 0.814 mol of N 2 O 4 are in equilibrium with 0.372 mol of NO 2 . Esto pasa por un mínimo en (3), donde 0.814 mol de N 2 O 4 se encuentran en equilibrio con 0.372 mol de NO 2. The difference (4) corresponds to the free energy of mixing of reactants and products which always results in an equilibrium mixture whose free energy is lower than that of either pure reactants or pure products. La diferencia (4) corresponde a la energía libre de mezcla de reactivos y productos que siempre resulta en una mezcla en equilibrio, cuya energía libre es menor que la de cualquiera de los reactivos puros o los productos puros. Thus some amount of reaction will occur even if Δ G ° for the process is positive. Por lo tanto una cierta cantidad de la reacción se producirá incluso si Δ G ° para el proceso es positivo.

What's the difference between Δ G and Δ G °? ¿Cuál es la diferencia entre Δ G y G ° Δ?

It's very important to be aware of this distinction; that little ° symbol makes a world of difference! Es muy importante ser consciente de esta distinción, que símbolo ° hace poco un mundo de diferencia! First, the standard free energy change Δ G ° has a single value for a particular reaction at a given temperature and pressure; this is the difference En primer lugar, el nivel de energía libre cambio Δ G ° tiene un valor único para una reacción particular a una determinada temperatura y presión, lo que es la diferencia (Σ G ° f, products – Σ G ° f, reactants ) (Σ G ° f, productos - Σ G ° f, reactivos) that you get from tables. que se obtiene de las tablas. It corresponds to the free energy change for a process that never really happens: the complete transformation of pure N 2 O 4 into pure NO 2 at a constant pressure of 1 atm. Corresponde a la variación de energía libre de un proceso que en realidad nunca ocurre: la transformación completa de la pura N 2 O 4 en NO 2 puro a una presión constante de 1 atm.

The other quantity Δ G , defined by Eq. La otra cantidad Δ G, se define por la ecuación. 5-5, represents the total free energies of all substances in the reaction mixture at any particular system composition. 5-5, representa la energía libre total de todas las sustancias de la mezcla de reacción a cualquier composición de sistema en particular.

In contrast to Δ G ° which is a constant for a given reaction, Δ G varies continuously as the composition changes, finally reaching zero at equilibrium. Δ G is the “distance” (in free energy) from the equilibrium state of a given reaction. En contraste con Δ G °, que

es una constante para una determinada reacción, Δ G varía continuamente a medida que cambia la composición, llegando finalmente a cero en el equilibrio. Δ G es la "distancia" (en la energía libre) del estado de equilibrio de una reacción dada .

Thus for the limiting cases of pure N 2 O 4 or NO 2 (as far from the equilibrium state as the system can be!), Así, para los casos límite de la pura N 2 O 4 y NO 2 (en la medida del estado de equilibrio ya que el sistema puede ser!) Q = [NO 2 ] 2 /[N 2 O 4 ] = ±∞, making the logarithm in Eq 5-5, and thus the value of Δ G , approach the same asymptotic limits (1) or (2) . Q = [NO 2] 2 / [N 2 O 4] = ± ∞, por lo que el logaritmo de la ecuación 5-5, y por lo tanto el valor de Δ G, el enfoque de los límites asintóticos mismo (1) o (2). As the reaction proceeds in the appropriate direction Δ G approaches zero; once there (3) , the system is at its equilibrium composition and no further net change will occur. A medida que avanza la reacción en la dirección apropiada Δ G se aproxima a cero, una vez allí (3), el sistema está en su composición de equilibrio y sin red de profundizar el cambio se producirá.

Example 2: Isomerization of butane Ejemplo 2: isomerización de butano

The standard molar free energy change for this very simple reaction is –2.26 kJ, but mixing of the unreacted butane with the product brings the free energy of the equilibrium mixture down to about –3.1 kJ mol –1 at the equilibrium composition corresponding to 77 percent conversion. El cambio de energía libre estándar molar para este simple reacción es muy -2,26 kJ, pero la mezcla de butano que no ha reaccionado con el producto trae la energía libre de la mezcla de equilibrio a alrededor de -3,1 kJ mol -1 a la composición de equilibrio correspondiente al 77 por ciento conversión. Notice particularly that Observe en particular que

The sum of the free energies of the two gases ( n -butane and iso -butane) separately varies linearly with the composition of the mixture (red line La suma

de las energías libres de los dos gases (n-butano e iso-butano) por separado varía

linealmente con la composición de la mezcla (línea roja ). ).

The green curve La curva verde adds the free energy of mixing to the above sum; its minimum defines the equilibrium composition. añade la energía libre de la mezcla a la suma anterior, su mínimo define la composición de equilibrio.

As the composition approaches the equilibrium value En la composición se

acerca al valor de equilibrio , Δ G (which denotes how much farther the free energy of the system can fall) appraches zero. , Δ G (que indica cuánto más la energía libre del sistema puede caer) appraches cero.

The detailed calculations that lead to the values shown above can be found here . Los cálculos detallados que conducen a los valores indicados anteriormente se pueden encontrar aquí .

Why reactions lead to mixtures of reactants and products ¿Por qué reacciones conducen a las mezclas de reactivos y productos

We are now in a position to answer the question posed earlier: if Δ G ° for a reaction is negative, meaning that the free energies of the products are more negative than those of the reactants, why will some of the latter remain after equilibrium is reached? Ahora estamos en condiciones de responder a la pregunta planteada anteriormente: si Δ G ° para una reacción es negativa, lo que significa que las energías libres de los productos son más negativas que las de los reactivos, ¿por qué algunos de estos últimos permanecen después de equilibrio es alcanzado? The answer is that no matter how low the free energy of the products, the free energy of the system can be reduced even more by allowing some of the products to be "contaminated" (ie, diluted) by some reactants. La respuesta es que no importa lo bajo que la energía libre de los productos, la energía libre del sistema se puede reducir aún más permitiendo que algunos de los productos a ser "contaminados" (es decir, diluidos) por parte de algunos reactivos. Owing to the entropy associated with mixing of reactants and products, no homogeneous reaction will be 100% complete. An interesting corollary of this is that any reaction for which a balanced chemical equation can be written can in principle take place to some extent, however minute that might be. Debido a la entropía asociada con la mezcla de reactivos y productos, no homogénea de la reacción se completa al 100%. Un corolario interesante de esto es que cualquier reacción química que puede ser una ecuación equilibrada por escrito, en principio, llevará a cabo en cierta medida, sin embargo minutos que podría ser.

Free energies of mixing of products with reactants tend to be rather small, so for reactions having Δ G ° values that are highly negative or positive (±20 kJ mol –1 , say), the equilibrium mixture will, for all practical purposes, be either [almost] "pure" reactants or products. energías libres de mezcla de productos con los reactivos tienden a ser más bien pequeño, así que para las reacciones que tienen los valores Δ G ° que son muy negativos o positivos (± 20 kJ mol -1, por ejemplo), la mezcla de equilibrio será, a todos los efectos prácticos, se o bien [casi] "puro" reactivos o productos. 2 The equilibrium constant 2 La constante de equilibrio

Now let us return to Eq. Ahora volvamos a la ecuación. 5-5 which we reproduce here: 5.5 que reproducimos aquí:

Δ G = Δ G ° + RT ln Q p Δ G = Δ ° + RT ln G p Q      (5-5) (5-5)

As the reaction approaches equilibrium, Δ G becomes less negative and finally reaches zero. Mientras se acerca el equilibrio de la reacción, Δ G se vuelve menos negativo y finalmente llega a cero. At equilibrium Δ G = 0 and Q = K , so we can write En el equilibrio Δ G = 0 y Q = K, por lo que podemos escribir

Δ G ° = –RT ln K p (5-6) Must know this! Δ G ° =-RT ln K p (5-6) Debe saber esto!

in which K p , the equilibrium constant expressed in pressure units, is the special value of Q that corresponds to the equlibrium composition. en el que p K, la constante de equilibrio expresado en unidades de presión, es el especial valor de Q que corresponde a la composición equlibrium.

This equation is one of the most important in chemistry because it relates the equilibrium composition of a chemical reaction system to measurable physical properties of the reactants and products. Esta ecuación es una de las más importantes en química debido a que se refiere a la composición de equilibrio de un sistema de reacción química para medir las propiedades físicas de los reactivos y productos. If you know the entropies and the enthalpies of formation of a set of substances, you can predict the equilibrium constant of any reaction involving these substances without the need to know anything about the mechanism of the reaction. Si conoce la entropía y las entalpías de formación de un conjunto de sustancias, se puede predecir la constante de equilibrio de cualquier reacción que implica estas sustancias sin la necesidad de saber nada sobre el mecanismo de la reacción.

Instead of writing Eq. En lugar de escribir la ecuación. 5-6 in terms of K p , we can use any of the other forms of the equilibrium constant such as K c (concentrations), K x (mole fractions), K n (numbers of moles), etc. Remember, however, that for ionic solutions especially, only the K a , in which activities are used, will be strictly valid. 5-6 en términos de p K, podemos utilizar cualquiera de las otras formas de la constante de equilibrio como K c (concentraciones), K x (fracción molar), K n (número de moles), etc Recuerda, sin embargo, que las soluciones iónicas en especial, sólo los K una, en que las actividades se utilizan, serán estrictamente válida.

It is often useful to solve Eq. A menudo es útil para resolver la ecuación. 5-6 for the equilibrium constant, yielding 5-6 para la constante de equilibrio, con un rendimiento

(5-7) (5-7)

This relation is most conveniently plotted against the logarithm of K as shown at the right, where it can be represented as a straight line that passes through the point (0,0). Esta relación es más conveniente registrarse en el logaritmo de K, como se muestra a la derecha, donde se puede representar como una línea recta que pasa por el punto (0,0).Problem Example 1 Problema Ejemplo 1

Calculate the equilibrium constant for the reaction H + (aq) + OH – (aq) → H 2 O (l) from the following data: Calcular la constante de equilibrio para la reacción H + (aq) + OH - (ac) → H 2 O (l) a partir de los datos siguientes:

H + (aq) H + (aq)

OH –

(aq) OH -

(aq)

H 2 O H 2 O (l)

(L)

Δ H f °, kJ mol –1 Δ f H °, kJ mol -1

0 0–230.0 -230.0

–285.8 -285.8

S °, JK –1 0* 0 * –10.9 - 70.0

mol –1 ° S, JK -1 mol -1 10.9 70.0

* Note that the standard entropy of the hydrogen ion is zero by definition. * Tenga en cuenta que la entropía estándar de ion de hidrógeno es cero por definición. This reflects the fact that it is impossible to carry out thermodynamic studies on a single charged species. Esto refleja el hecho de que es imposible llevar a cabo los estudios termodinámicos en una sola especie cargos. All ionic entropies are relative to that of H +

(aq) , which explains why some values (as for aqueous hydroxide ion) are negative. Todas las entropías iónicos son relativas a la de H + (aq), lo que explica por qué algunos valores (como en el ion hidróxido acuoso) son negativos.

Solution: From the above data, we can evaluate the following quantities: Solución: De los datos anteriores, podemos evaluar las cantidades siguientes:

Δ H ° = (∑ Δ H f °, products ) – (∑ Δ H f °, reactants ) = (–285.8) – (–230) = –55.8 kJ mol –1 Δ H ° = (Σ Δ f H °, productos) - (Σ Δ f H °, reactivos) = (-285,8) - (-230) = -55.8 kJ mol -1

Δ S ° = (∑ Δ S °, products ) – (∑ Δ S °, reactants ) = (70.0) – (–10.9) = +80.8 J K –1 mol –1 Δ S ° = (Σ Δ ° S, los productos) - (Σ Δ ° S, reactivos) = (70,0) - (10.9) = 80.8 JK -1 mol -1

The value of Δ G ° at 298K is Δ H ° – TΔ S ° = (–55800) – (298)(80.8) = –79900 J mol –1 El valor de Δ G ° a 298K es Δ H ° - TΔ ° S = (-55.800) - (298) (80,8) = -79 900 J mol -1

From Eq 5-7 we have K = exp(–79900/(8.314 × 298) = e 32.2 = 1.01 × 10 –14 De la ecuación 7.5 tenemos K = exp (-79,900 / (8.314 × 298) = 32,2 e = 1,01 × 10 -14

3 Equilibrium and temperature 3 El equilibrio y la temperatura

We have already discussed how changing the temperature will increase or decrease the tendency for a process to take place, depending on the sign of Δ S °. Ya hemos hablado de cómo el cambio de la temperatura puede aumentar o disminuir la tendencia de un proceso que llevará a cabo, dependiendo del signo de Δ ° S. This relation can be developed formally by differentiating the relation Esta relación se puede desarrollar formalmente por la diferenciación de la relación

Δ G ° = Δ H ° – T Δ S ° (5-8) Δ G ° = Δ H ° - Δ ° S T (5-8)

with respect to the temperature: con respecto a la temperatura:

(5-9) (5-9)

... ... so the sign of the entropy change determines whether the reaction becomes more or less allowed as the temperature increases. por lo que el signo de la variación de entropía

se determina si la reacción se hace más o menos permitió a medida que aumenta la temperatura.

We often want to know how a change in the temperature will affect the value of an equilibrium constant whose value is known at some fixed temperature. A menudo quieren saber cómo un cambio en la temperatura afectan el valor de una constante de equilibrio cuyo valor se conoce a una determinada temperatura fija. Suppose that the equilibrium constant has the value K 1 at temperature T 1 and we wish to estimate K 2 at temperature T 2 . Suponga que la constante de equilibrio tiene el valor de K 1 a la temperatura T 1 y deseamos para estimar K 2 a la temperatura T 2. Expanding Eq. Ampliación de la ecuación. 5-7 in terms of ΔH° and ΔS°, we obtain 7.5 en términos de ° DELTA.H y ° DELTA.S, obtenemos

– RT 1 ln K 1 = Δ H ° – T 1 ΔS° and – RT 2 ln K 2 = Δ H ° – T 2 Δ S ° - RT 1 K En un Δ H ° = - T 1 ° y DELTA.S - RT ln 2 K 2 = Δ H ° - T 2 Δ ° S

Dividing both sides by RT and subtracting, we obtain Dividiendo ambos lados por RT y restando, se obtiene

(5-10) (5-10)

Which is most conveniently expressed as the ratio ¿Qué es más conveniente expresado como el cociente

(5-11) (5-11)

Do you remember the Le Châtelier Principle? Here is its theoretical foundation with respect to the effect of the temperature on equilibrium: if the reaction is exothermic (Δ H ° < 0), then increasing temperature will make the second exponential term smaller and K will decrease— that is, the equilibrium will “shift to the left”. ¿Te acuerdas de Le Châtelier Principio: aquí está su fundamento teórico en relación con el efecto de la temperatura en el equilibrio si la reacción es exotérmica (Δ H ° <0), aumento de la temperatura hará que la exponencial segundo mandato más pequeños y K disminución, es decir, el equilibrio "giro a la izquierda". If Δ H ° > 0 then increasing T will make the exponent less negative and K will increase. Si Δ H °> 0 creciente T hará entonces el exponente menos negativa y K aumentará.

This is an extremely important relationship, but not just because of its use in calculating the temperature dependence of an equilibrium constant. Esta es una relación muy importante, pero no sólo por su uso en el cálculo de la dependencia de la temperatura de una constante de equilibrio. Even more important is its application in the “reverse” direction to experimentally determine Δ H ° from two values of the equilibrium constant measured at different temperatures. Aún más importante es su aplicación en el "reverso" de dirección para determinar experimentalmente Δ H ° a partir de dos valores de la

constante de equilibrio medidos a diferentes temperaturas. Direct calorimetric determinations of heats of reaction are not easy to make; relatively few chemists have the equipment and experience required for this rather exacting task. Directo determinaciones calorimétricas de los calores de reacción no son fáciles de hacer, relativamente pocos químicos tiene el equipo y la experiencia necesaria para esta tarea y no exigentes. Measurement of an equilibrium constant is generally much easier, and often well within the capabilities of anyone who has had an introductory Chemistry course. La medición de una constante de equilibrio es generalmente mucho más fácil, y así a menudo dentro de las capacidades de cualquier persona que ha tenido un curso introductorio de Química. Once the value of ΔH° is determined it can be combined with the Gibbs free energy change (from a single observation of K , through Eq. 5-7) to allow Δ S ° to be calculated through Eq. Una vez que el valor de ° DELTA.H se determina que se puede combinar con la energía de cambio libre de Gibbs (a partir de una única observación de K, a través de la ecuación. 5-7) para permitir Δ ° S se calcula a través de la ecuación. 5-9. 5-9.

Problem Example 2 Problema Ejemplo 2

The vapor pressure of solid ammonium perchlorate was found to be 0.026 torr at 520 and 2.32 torr at 620 K. Addition of NH 3 gas was observed to repress the vaporization, suggesting that the equilibrium under study is La presión de vapor de perclorato de amonio sólido se encontró que 0.026 torr a 520 y 2.32 torr a 620 K. La adición de NH 3 de gas se observó para reprimir a la evaporación, lo que sugiere que el equilibrio está en estudio

NH 4 ClO 4 (s) → NH 3 (g) + HClO 4 (g) NH 4 ClO 4 (s) → NH 3 (g) + HClO 4 (g)

Use this information to calculate Δ H ° and Δ S ° for this process. Utilice esta información para calcular Δ H ° y S ° Δ para este proceso.

Solution. In problems of this kind the first step is usually to express the equilibrium constant in terms of the observed pressures. Solución. En los problemas de este tipo el primer paso es generalmente para expresar la constante de equilibrio en términos de las presiones observadas. From the stoichiometry of this reaction it is apparent that De la estequiometría de esta reacción es evidente que

K p = P (NH 3 ) × P (HClO 4 ) K p = P (NH3) × P (HClO 4)

and that each of these partial pressures is just half the vapor pressure of the solid P, so that K p = (.026)/(760 × 2). y que cada una de estas presiones parciales es sólo la mitad de la presión de vapor del sólido P, por lo que p K = (0.026) / (760 × 2). This gives K 1 = 2.92 × 10 –10 and K 2 = 2.33 × 10 –6 . Esto le da un K = 2,92 × 10 -10 y K 2 = 2,33 × 10 -6. Substituting these into Eq. Sustituyendo estos en la ecuación. 5-11 and solving for the enthalpy change gives Δ H ° = 241 kJ mol –1 . 5.11 y resolviendo para el cambio de entalpia da Δ H ° = 241 kJ mol -1. Next, we use the two equilibrium constants with Eq. A continuación, usamos las dos constantes de equilibrio con la ecuación. 5-7 and obtain Δ G 1 ° = 94.9 kJ mol –1 and Δ G 2 ° = 56.1 kJ mol –1 . 5-7 y obtener Δ G 1 ° = 94,9 kJ mol -1 y 2 ° Δ G = 56,1 kJ mol -1. The entropy change is estimated from Eq. La variación de entropía se calcula de la ecuación. 5-9, using the non-calculus form Δ(Δ G °)/Δ T since the functional relation between Δ S ° and the temperature is not known. 09/05,

mediante el cálculo de forma no-Δ (Δ G °) / Δ T ya que la relación funcional entre Δ ° S y la temperatura no es conocida. This gives Δ S ° = +338 J mol –1 K –1 . Esto da Δ S ° = 338 J mol -1 K -1. Notice that the sign of this entropy change could have been anticipated by inspection of the reaction equation, since the volume increase due to the gaseous products will dominate other entropy differences. Observe que el signo de este cambio de entropía podría haber sido anticipado por la inspección de la ecuación de la reacción, ya que el aumento de volumen debido a los productos gaseosos que dominan otras diferencias de entropía.

4 Equilibrium without mixing: it's all or nothing 4 Equilibrio sin mezclar: es todo o nada

You should now understand that for homogeneous reactions (those that take place entirely in the gas phase or in solution) the equilibrium composition will never be 100% products, no matter how much lower their free energy relative to the reactants. Ahora deben comprender que las reacciones homogéneas (las que llevan a cabo enteramente en la fase gaseosa o en solución) la composición de equilibrio que nunca será del 100% los productos, no importa cuánto reducir su energía libre en relación con los reactivos. As was summarized in the N 2 O 4 -dissociation example shown above , this is due to "dilution" of the products by the reactants. Como se resume en el 2 O 4 N disociación ejemplo mostrado anteriormente , esto se debe a la "dilución" de los productos por los reactivos. In heterogeneous reactions (those which involve more than one phase) this dilution, and the effects that flow from it, may not be possible. En las reacciones heterogéneas (los que implican más de una fase) esta dilución, y los efectos que se derivan de ella, no puede ser posible.

A particularly simple but important type of a heterogeneous process is phase change . Un simple pero importante tipo particular de un proceso heterogéneo es el cambio de fase. Consider, for example, an equilibrium mixture of ice and liquid water. Consideremos, por ejemplo, una mezcla en equilibrio de hielo y agua líquida. The concentration of H 2 O in each phase is dependent only on the density of the phase; there is no way that ice can be “diluted” with water, or vice versa. La concentración de H 2 O en cada fase depende sólo de la densidad de la fase, no hay manera de que el hielo se puede "diluir" con agua, o viceversa. This means that at all temperatures other than the freezing point, the lowest free energy state will be that corresponding to pure ice or pure liquid. Esto significa que a cualquier temperatura que no sea el punto de congelación, el estado más bajo de energía libre será la que corresponda al hielo puro o líquido puro. Only at the freezing point, where the free energies of water and ice are identical, can both phases coexist, and they may do so in any proportion. Sólo en el punto de congelación, donde las energías libres de agua y el hielo son idénticos, ambos pueden coexistir las fases, y pueden hacerlo en cualquier proporción.

Free energy of the ice-water system Energía libre del sistema de agua-hielo

Only at 0°C can ice and liquid water coexist in any

proportion. Sólo a 0 ° C pueden coexistir hielo y agua líquida en cualquier proporción. Note that in contrast to the homogeneous N 2 O 4 example ( above ), there is no free energy minimum at intermediate compositions . Tenga en cuenta que a diferencia de lo homogéneo de N 2 O 4 ejemplo ( arriba ), no existe un mínimo de energía libre de composición intermedia.

5 Coupled reactions 5 reacciones acopladas

Two reactions are said to be coupled when the product of one of them is the reactant in the other: Dos reacciones se dice que están acoplados cuando el producto de uno de ellos es el reactivo en la otra:

A→ B B→ C A, B → B → C

If the standard free energy of the first reaction is positive but that of the second reaction is sufficiently negative, then for the overall process will be negative and we say that the first reaction is “driven” by the second one. This, of course, is just another way of describing an effect that you already know as the Le Châtelier principle : the removal of substance B by the second reaction causes the equilibrium of the first to “shift to the right”. Si la energía libre estándar de la primera reacción es positiva, pero el de la segunda reacción es suficientemente negativo, para el proceso global será negativo y decimos que la primera reacción es "conducido" por el segundo. Esto, por supuesto, de es sólo otra manera de describir el efecto que usted ya conoce como el principio de Le Châtelier: la eliminación de la sustancia B por la segunda reacción hace que el equilibrio de los primeros en "giro a la derecha". Similarly, the equilibrium constant of the overall reaction is the product of the equilibrium constants of the two steps. Del mismo modo, la constante de equilibrio de la reacción global es el producto de las constantes de equilibrio de los dos pasos.

1 Cu 2 S(s) → 2 Cu(s) + S(s) 1 Cu 2 S (s) → 2 Cu (s) + S (s)

Δ G ° = + 86.2 kJ Δ G ° = + 86,2 kJ

Δ H ° = + 76.3 kJ Δ H ° = + 76,3 kJ

2 S(s) + O 2 (g)→ SO 2 (g) 2 S (s) + O 2 (g) → SO 2 (g)

Δ G ° = –300.1 kJ Δ G ° = -300,1 kJ

Δ H ° = + 296.8 kJ Δ H ° = + 296,8 kJ

3 Cu 2 S(s)→ 2 Cu(s) + SO 2 (g) 3 Cu 2 S (s) → 2 Cu (s) + SO 2 (g)

Δ G ° = –213.9 kJ Δ G ° = -213,9 kJ

Δ H ° = – 217.3 kJ H ° Δ = - 217,3 kJ

In the above example, reaction 1 is the first step in obtaining metallic copper from one of its principal ores. En el ejemplo anterior, la reacción 1 es el primer paso en la obtención de cobre metálico de uno de sus principales minerales. This reaction is endothermic and it has a positive free energy change, so it will not proceed spontaneously at any temperature. Esta reacción es endotérmica y tiene un libre cambio de energía positiva, por lo que no se procederá de

forma espontánea a cualquier temperatura. If Cu 2 S is heated in the air, however, the sulfur is removed as rapidly as it is formed by oxidation in the highly spontaneous reaction 2 , which supplies the free energy required to drive 1 . Si Cu 2 S se calienta en el aire, sin embargo, el azufre se elimina tan rápidamente como se forma por oxidación de la espontánea reacción altamente 2, que suministra la energía libre necesaria para la unidad 1. The combined process, known as roasting , is of considerable industrial importance and is one of a large class of processes employed for winning metals from their ores which are described in more detail in Part 6 of this lesson. El proceso combinado, conocido como tostado, es de mayor importancia industrial considerable y forma parte de una gran clase de los procesos empleados para ganar los metales de sus minerales que se describen con más detalle en la Parte 6 de esta lección.

Some very important practical applications of coupled reactions are discussed in Parts 2 and 3 of the next lesson . Algunas aplicaciones prácticas muy importantes de reacciones acopladas se discuten en las partes 2 y 3 de la siguiente lección .

Summary: the key concepts developed on this page Resumen: los conceptos clave desarrollados en esta página

(You are expected to be able to define and explain the significance of terms identified in green type .) (Se espera para ser capaz de definir y explicar el significado de los términos identificados en el tipo de color verde.)

1. As a homogeneous chemical reaction proceeds, the free energies of the reactants become more negative and those of the products more positive as the composition of the system changes. Como una reacción química producto homogéneo, las energías libres de los reactivos a ser más negativos y las de los productos más positiva como la composición de los cambios en el sistema.

2. The total free energy of the system (reactants + products) always becomes more negative as the reaction proceeds. La energía libre total del sistema (reactivo + productos) siempre se hace más negativo a medida que avanza la reacción. Eventually it reaches a minimum value at a system composition that defines the equilibrium composition of the system, after which time no further net change will occur ( Fig. 13 .) Finalmente se llega a un valor mínimo en un sistema de composición que define la composición de equilibrio del sistema, después de lo cual ningún cambio neto se produzcan nuevos ( Fig. 13. .)

3. The equilibrium constant for the reaction is determined the standard free energy change: La constante de equilibrio para la reacción se determina el cambio de energía libre estándar: ΔG° = RT ln K p DELTA.G ° = ln K p RT

4. The sign of the temperature dependence of the equilibrium constant is governed by the sign of Δ H °. El signo de la dependencia de la temperatura de la constante de equilibrio se rige por el signo de Δ H °. This is the basis of the Le Châtelier Principle . Esta es la base del principio de Le Châtelier.

5. The free energies of solid and liquid components are constants that do not change with composition. Las energías libres de componentes sólidos y líquidos son constantes que no cambian con la composición. Thus in heterogeneous reactions such as phase changes, the total free energy does not pass through a minimum and when the system is not at equilibrium only all-products or all-reactants will be stable. Así, en las reacciones heterogéneas, tales como cambios de fase, la energía libre total no pasa por un mínimo y cuando el sistema no está en equilibrio sólo todos los productos-o todos los reactivos, será estable.

6. Two reactions are coupled when the product of one reaction is consumed in the other. Dos reacciones se juntan cuando el producto de una reacción se consume en el otro. If Δ G ° for the first reaction is positive, the overall process can still be spontaneous if Δ G ° for the second reaction is sufficiently negative— in which case the second reaction is said to "drive" the first reaction. Si Δ G ° para la primera reacción es positiva, el proceso global aún puede ser espontánea si Δ G ° de la segunda reacción es suficientemente negativo, en cuyo caso la segunda reacción se dice que "la unidad" la primera reacción.

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