¿Qué dice la ley de Gibbs?

A temperatura y presión constantes, el cambio en la energía libre de Gibbs se define como Δ G = Δ H − T Δ S ‍ . Cuando ‍ es negativo, el proceso ocurrirá espontáneamente y se le llama proceso exergónico. Dependiendo de los signos de ‍ y ‍ , la espontaneidad de un proceso puede cambiar a diferentes temperaturas.

Esa condición equivale a que el potencial químico de cada componentes sea el mismo en todas las fases, eso impone r = C(P-1) restricciones o ecuaciones más para un sistema en equilibrio. La regla de Gibbs para el equilibrio afirma precisamente que F = m - r = C - P + 2.

Este recurso nos permite variar la entalpía y la entropía, así como la temperatura, para comprobar si la reacción será o no espontánea.

Si ∆S es positivo, el sistema se vuelve más desordenado durante la reacción (por ejemplo, cuando una molécula grande se divide en varias más pequeñas). Si ∆S es negativo, significa que el sistema se vuelve más ordenado.

Criterios de espontaneidad

El signo de ΔG depende de los signos de los cambios en entalpía (ΔH) y entropía (ΔS), así como de la temperatura absoluta (T, en Kelvin). ΔG cambia de positivo a negativo (o viceversa) en el valor donde T = ΔH/ΔS.

En las ciencias físicas, una fase es una región del espacio (un sistema termodinámico), a lo largo de la cual todas las propiedades físicas de un material son esencialmente uniformes. ​​​ Los ejemplos de propiedades físicas incluyen densidad, índice de refracción, magnetización y composición química.

Los SISTEMAS HOMOGÉNEOS siempre presentan sólo UNA FASE. Los SISTEMAS HETEROGÉNEOS siempre tienen MÁS de UNA FASE.

La energía libre de Gibbs se usa para saber si el proceso se llevará de manera espontánea (ΔG < ), o si es necesario realizar algún trabajo sobre el sistema (ΔG > 0).

Cuando un sistema usa su energía libre (o la energía que tiene disponible para hacer trabajo), el cambio en la energía libre de Gibbs ( ) será negativo. Cuando Δ G < 0 , la reacción será espontánea. Cuando Δ G > 0 , la reacción será no espontánea; lo que significa que se debe realizar un trabajo para que ocurra.

Se puede demostrar que una reacción será espontánea si la variación de energía de Gibbs correspondiente al proceso es negativa. La reacción no será espontánea si la variación de energía de Gibbs correspondiente es positiva.

4.2 Procesos espontáneos

Una reacción que se produce al mezclar unos reactivos se dice que es espontánea y si no, es no espontánea.

La energía de Gibbs de reacción, se denota, , es el cambio de energía en una reacción a condiciones estándares. En esta reacción los reactivos en su estado estándar se convierten en productos en su estado estándar.

Se usa el subíndice (s) cuando la sustancia aparece en estado sólido, (l) si es líquida y (g) cuando se presenta en forma de gas.

Las reacciones con un ∆G negativo liberan energía, lo que significa que pueden proceder sin adición de energía (son espontáneas).

Resumen. A temperatura y presión constantes, el cambio en la energía libre de Gibbs se define como Δ G = Δ H − T Δ S ‍ .

Por ejemplo, un beso o un abrazo espontáneo es aquel que se da sin pensar, por el simple hecho de haber sentido su necesidad o su impulso, mientras que un regalo espontáneo es aquel que se le otorga a alguien sin que sea su cumpleaños, ni Navidad, ni exista otro motivo que el simple gusto de obsequiar.

Los Sistemas Heterogéneos

Si mezclamos agua con arena y aceite vamos a poder decir donde se encuentra cada uno de ellos, vamos a distinguir fácilmente que hay tres fases. Una fase sólida de arena precipitada, y dos fases líquidas claramente diferenciadas (el aceite flotando sobre el agua).

Tipos de fases

Las distintas fases se pueden describir como diferentes estados de la materia como gas, líquido, sólido, plasma o condensado de Bose-Einstein. Mesofases útiles entre sólido y líquido forman otros estados de la materia. Fases distintas también pueden existir dentro de un estado dado de la materia.

Son ejemplos de sistemas heterogéneos: aceite flotando en agua (dos fases líquidas: aceite y agua), trozos de hierro y trozos de cinc (dos fases sólidas), suspensión de arcilla en agua, emulsión de grasa en agua.

El ciclo menstrual se divide en cuatro fases: 1) menstruación; 2) fase folicular; 3) ovulación, y 4) fase lútea. A continuación te explicamos qué pasa en cada una de ellas y cómo podemos prepararnos mejor para encontrar bienestar.

Sistema homogéneo es aquel que en todos los puntos de su masa posee iguales valores de cada una de sus propiedades intensivas. Son ejemplos de sistemas homogéneos, entre otros: mercurio, aluminio, agua, agua con algo de azúcar disuelto, mezcla de helio y argón, amalgama de oro.

Es decir, que posee 2 fases (agua y cubos de hielo), pero no hay que confundirnos, sólo un COMPONENTE: agua. ➢ En cuanto al sistema formado por el agua con colorante verde, diremos que es un SISTEMA HOMOGÉNEO ya que solo podemos distinguir una sola FASE (una sola “capa”) pero posee 2 COMPONENTES: agua y colorante.

Fue propuesta por el físico-matemático estadounidense J. Willard Gibbs (New Haven, Connecticut, 11/02/1839–íd., 28/04/1903) en la década de 1870.

Si el incremento de entropía es positivo, los productos presentan un mayor desorden molecular (mayor entropía) que los reactivos. En cambio, cuando el incremento es negativo, los productos son más ordenados.

Las unidades de la entropía, en el Sistema Internacional, son el J/K (o Clausius), definido como la variación de entropía que experimenta un sistema cuando absorbe el calor de 1 Julio (unidad) a la temperatura de 1 Kelvin.

El ciclo reflexivo de Gibbs se enfoca en aprender de las experiencias involucrando, sentimientos, pensamientos y recomendaciones para experiencias futuras (Husebø et al., 2015).

Se mide en J mol-1 o kJ mol-1. El cambio de entalpía (∆H) es la cantidad de energía térmica transferida durante una reacción química a presión constante. También se mide en J mol-1 o kJ mol-1.