Energia de Gibbs: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
Línia 94:
on la derivada <math display="inline">(\partial G / \partial n_i)_{T,P,n_{j \neq i}}</math> és l'energia de Gibbs molar parcial <math>\bar{G}_i</math> del component <math>i</math>, habitualment denominada [[potencial químic]] del component <math>i</math>, que se simbolitza per <math>\mu_i</math>.<ref name=":0" />
 
== Equilibri químic i energia de Gibbs ==
== Criteri d'espontaneïtat ==
 
=== Criteri d'espontaneïtat ===
Els canvis en l'energia de Gibbs són útils per determinar la direcció del canvi espontani i avaluar el màxim treball que es pot obtenir a partir de processos termodinàmics que impliquen [[Reacció química|reaccions químiques]] o d'un altre tipus. D'acord amb la [[Segon principi de la termodinàmica|segona llei de la termodinàmica]], en un [[procés espontani]] la variació total de l'[[entropia]], això és la variació d'entropia del sistema més la variació d'entropia de l'entorn és major que zero:
 
Linha 122 ⟶ 124:
El terme d'[[entropia]] <math>T \cdot \Delta S</math> representa l'energia no disponible per a produir un treball, per tant la variació d'energia de Gibbs <math>\Delta G </math> equival a l'energia neta disponible per a produir un treball útil, no d'expansió. Per aquesta raó es qualifica d'«energia lliure», és a dir energia disponible.<ref name=":1">{{Ref-llibre|edició=Ninth edition|títol=Chemistry|url=https://www.worldcat.org/oclc/827795886|data=2014|lloc=Belmont, CA|isbn=978-1-133-61109-7|nom=Steven S.|cognom=Zumdahl}}</ref>
 
=== Energia de GibbsEquilibri i constantpotencials d'equilibriquímics ===
Sigui un sistema tancat a pressió i temperatura constants que té dues fases, α i β, i que un petit nombre de mols de la substància present canvia de la fase α a la β. Tendrem que <math>dG_\alpha = - \mu_{\alpha} dn</math> i <math>dG_\beta = \mu_{\beta} dn</math>. Per la condició d'equilibri serà:
 
<math display="block">dG = dG_{\alpha} + dG_{\beta} = (\mu_{\beta} - \mu_{\alpha}) dn \leq 0</math>
 
Si consideram <math>dn</math>, positiu en passar d'α a β, hi ha un transport de massa d'α a β i, per tant, ha de ser:
 
<math display="block">\mu_{\alpha} > \mu_{\beta}</math>
 
Això significa que la substància tendeix a passar a la fase de menor potencial, en aquest cas la β. A partir d'aquesta consideració pot establir-se que «qualsevol espècie química tendeix a tenir el mínim potencial químic possible». En assolir l'equilibri <math>dG = 0</math> i serà:
 
<math display="block">\mu_{\alpha} = \mu_{\beta}</math>
 
És a dir, la condició d'equilibri químic es compleix quan els potencials químics (l'energia de Gibbs molar parcial) de cada espècie tenen el mateix valor en cada fase, de manera que la substància pugui passar d'una a l'altra lliurement.<ref>{{Ref-llibre|títol=Química física|url=https://www.worldcat.org/oclc/503225138|editorial=Alhambra|data=1972 (impresión de 1989)|lloc=Madrid|isbn=84-205-0569-2|nom=M.|cognom=Díaz Peña|cognom2=Roig Muntaner|nom2=A.|enllaçautor2=Antoni Roig Muntaner}}</ref>
 
=== Energia de Gibbs i constant d'equilibri ===
La variació de l'energia de Gibbs d'una substància amb la temperatura i la pressió i és:
 
Linha 137 ⟶ 154:
 
D'on s'obté la relació:<math display="block">G = G^o + R T \ln (P)</math>