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Efecto de la temperatura sobre $ riangle G$

Aumentar la temperatura puede hacer que $ riangle G$ sea negativo en reacciones no espontáneas a T baja.

Energía libre y espontaneidad repaso

Repaso sobre la energía libre y la espontaneidad en reacciones químicas, incluyendo conceptos clave, fórmulas y diferencias importantes para el examen de 2º de Bachillerato y la EBAU.

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Energía Libre de Gibbs

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Símbolo: G. Define la máxima energía útil de un sistema a temperatura y presión constantes.

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Quiz(40 spørsmål)

Spørsmål 1 av 40

1. ¿Qué mide la entropía en un sistema termodinámico?

Begreper i dette studiesettet(40)

Energía Libre de Gibbs(16)

Energía Libre de Gibbs

Símbolo: G. Define la máxima energía útil de un sistema a temperatura y presión constantes.

Fórmula de la Energía Libre de Gibbs

G = H - TS, donde H es la entalpía, T la temperatura y S la entropía.

Condición para espontaneidad

Una reacción es espontánea si ΔG < 0.

ΔG = 0

Equilibrio: la reacción no avanza, sistema en equilibrio termodinámico.

True or False: ΔG > 0 implica que la reacción es espontánea.

Falso. ΔG > 0 indica que la reacción no es espontánea.

Unidades de G

Joules (J) o kilojoules (kJ) por mol.

Relación entre ΔG y ΔH

ΔG depende de ΔH y ΔS. ΔG = ΔH - TΔS.

Efecto de la temperatura en ΔG

Aumentar T puede hacer que ΔG sea negativo si ΔS es positivo.

Ejemplo de cálculo: ΔG

Si ΔH = -100 kJ y ΔS = 200 J/K a 298 K: ΔG = -100 kJ - (298 K)(0.2 kJ/K) = -100 - 59.6 = -159.6 kJ.

Relación de Gibbs con entropía

Gibbs combina entalpía y entropía para predecir espontaneidad.

Condiciones ideales para ΔG

Temperatura: constante. Presión: constante. Sistemas cerrados.

Diferencia entre ΔG y ΔG°

ΔG: condiciones no estándar. ΔG°: condiciones estándar (1 atm, 25°C).

Relación ΔG y K

ΔG = -RTlnK. K es la constante de equilibrio, R es la constante universal de los gases.

True or False: ΔG° negativo significa K > 1.

Verdadero. Indica que los productos son favorecidos en equilibrio.

Spontaneidad y energía libre

La energía libre de Gibbs predice si una reacción puede ocurrir espontáneamente.

Impacto de entalpía en ΔG

Reacciones exotérmicas (ΔH < 0) tienden a ser espontáneas.

Espontaneidad de Reacciones(12)

Condición para la espontaneidad de reacciones

Una reacción es espontánea si la variación de energía libre de Gibbs ( $\displaystyle riangle G$ ) es negativa.

¿Qué determina la espontaneidad?

La espontaneidad depende de: - $\displaystyle riangle H$ (entalpía) - $\displaystyle riangle S$ (entropía) - Temperatura (T)

¿Qué es la entalpía?

Es la cantidad de energía intercambiada en forma de calor a presión constante.

Ejemplo de reacción espontánea

La disolución de sal en agua: - $\displaystyle riangle G < 0$ - Aumenta la entropía.

Falso o verdadero: Todas las reacciones son espontáneas.

Falso. Algunas reacciones requieren energía externa para ocurrir.

Efecto de la temperatura sobre $\displaystyle riangle G$

Aumentar la temperatura puede hacer que $\displaystyle riangle G$ sea negativo en reacciones no espontáneas a T baja.

Comparación: Reacción espontánea vs. no espontánea

Espontánea: $\displaystyle riangle G < 0$ No espontánea: $\displaystyle riangle G > 0$

Límite de temperatura

La temperatura a la que $\displaystyle riangle G = 0$ se llama temperatura crítica de la reacción.

¿Qué es la entropía?

Es la medida del desorden o la aleatoriedad en un sistema.

Causa → Efecto: Aumento de entropía

Aumentar la entropía favorece la espontaneidad de las reacciones. $\displaystyle riangle S > 0$

Ejemplo de reacción no espontánea

La síntesis de amoníaco ( $\displaystyle N_2 + 3H_2 ightarrow 2NH_3$ ) a baja temperatura, $\displaystyle riangle G > 0$ .

Rango de $\displaystyle riangle G$ para espontaneidad

Una reacción es espontánea si: - $\displaystyle riangle G < 0$ - $\displaystyle riangle H$ y $\displaystyle riangle S$ influyen en el signo.

Entropía y Energía(12)

¿Qué define la entropía?

La entropía mide el desorden de un sistema. Cuanto mayor es la entropía, mayor es el desorden.

Relación entre entropía y energía libre.

La energía libre de Gibbs ( $\displaystyle G$ ) se relaciona con la entropía ( $\displaystyle S$ ) así: $\displaystyle G = H - TS$ , donde $\displaystyle H$ es la entalpía.

Verdadero o falso: A mayor entropía, menor espontaneidad.

Falso. A mayor entropía, la espontaneidad de un proceso suele aumentar.

¿Qué indica un cambio de entropía positivo?

Un cambio de entropía positivo indica que el proceso tiende a aumentar el desorden en el sistema.

Comparación: Energía libre vs. Entropía.

Energía libre ( $\displaystyle G$ ) determina la espontaneidad; entropía ( $\displaystyle S$ ) mide el desorden.

Rellena el espacio: Un proceso espontáneo tiene $\displaystyle ΔG$ _____ 0.

$\displaystyle ΔG < 0$ indica que el proceso es espontáneo.

Causa → Efecto: Entropía alta.

Causa: Desorden alto. Efecto: Proceso más probable y espontáneo.

Ejemplo práctico de entropía.

Mezclar dos gases diferentes aumenta la entropía y favorece la espontaneidad del proceso.

¿Qué representa el símbolo $\displaystyle ΔS$ ?

El símbolo $\displaystyle ΔS$ representa el cambio de entropía en un proceso.

Condiciones que favorecen aumento de entropía.

- Aumento de temperatura - Aumento de volumen - Cambio de estado

Entropía y temperatura: relación.

A mayor temperatura, mayor posibilidad de distribución de energía, aumentando así la entropía.

¿Qué sucede si $\displaystyle ΔG > 0$ ?

El proceso no es espontáneo y requiere energía externa para llevarse a cabo.

Spørsmål i dette studiesettet(40)

1. ¿Qué mide la entropía en un sistema termodinámico?

A.El desorden del sistema

B.La energía total

C.La temperatura promedio

D.La presión del sistema

2. ¿Cuál es el símbolo que representa la Energía Libre de Gibbs?

A.G

B.H

C.S

D.T

3. ¿Cuál es la condición necesaria para que una reacción química sea espontánea?

A.La variación de energía libre de Gibbs (

\displaystyle \triangle G

) es negativa.

B.La entalpía (

\displaystyle \triangle H

) es positiva.

C.La entropía (

\displaystyle \triangle S

) es negativa.

D.La temperatura (T) es cero.

4. Si un sistema tiene una entropía en aumento, ¿qué se puede inferir sobre su espontaneidad?

A.Es menos espontáneo

B.Es espontáneo

C.No hay relación

D.Es totalmente reversible

5. ¿Cuál es la fórmula correcta para calcular la Energía Libre de Gibbs?

A.G = H - TS

B.G = H + TS

C.G = TS - H

D.G = H / TS

6. ¿Qué factores influyen en la espontaneidad de una reacción?

A.La presión y el volumen.

B.La entalpía (

\displaystyle \triangle H

) y la entropía (

\displaystyle \triangle S

C.La concentración de reactivos únicamente.

D.La temperatura (T) y la presión.

7. ¿Qué ecuación relaciona la energía libre de Gibbs con la entropía?

A.G = H + TS

B.G = H - TS

C.G = TS - H

D.G = H × T

8. ¿Qué indica un valor de ΔG negativo?

A.La reacción es espontánea

B.La reacción está en equilibrio

C.La reacción no es espontánea

D.La reacción es endotérmica

9. ¿Qué describe la entalpía en una reacción química?

A.La cantidad de energía intercambiada en forma de calor a presión constante.

B.El cambio en la concentración de los reactivos.

C.El volumen ocupado por los productos.

D.La velocidad de la reacción.

10. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta respecto a un proceso espontáneo?

A.ΔG < 0

B.ΔG > 0

C.ΔG = 0

D.ΔG no es relevante

11. ¿Cuál es la condición para que una reacción alcance el equilibrio?

A.ΔG > 0

B.ΔG = 0

C.ΔG < 0

D.ΔH = 0

12. Elige el ejemplo de una reacción espontánea.

A.La disolución de sal en agua.

B.La síntesis de amoníaco a baja temperatura.

C.La descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno.

D.La formación de hielo a 100 °C.

13. ¿Qué ocurre con la entropía al mezclar dos sustancias diferentes?

A.Disminuye

B.Aumenta

C.Permanece constante

D.Es irrelevante

14. ¿Verdadero o falso: Un ΔG > 0 significa que la reacción es espontánea?

A.Verdadero

B.Falso

C.Depende de la temperatura

D.Depende de la presión

15. ¿Es cierto que todas las reacciones químicas son espontáneas?

A.Sí, sin excepción.

B.No, algunas requieren energía externa.

C.Sí, pero solo a altas temperaturas.

D.No, todas son no espontáneas.

16. ¿Qué indica un cambio de entropía negativo (ΔS < 0)?

A.El proceso es más espontáneo

B.El proceso requiere energía

C.El desorden aumenta

D.No hay cambio en la energía

17. ¿Cuáles son las unidades de la Energía Libre de Gibbs?

A.Joules (J)

B.Kilojoules (kJ)

C.Ambas anteriores

D.Calorías

18. ¿Qué sucede con $\displaystyle \triangle G$ al aumentar la temperatura en una reacción no espontánea?

A.Puede volverse negativo.

B.Siempre se vuelve positivo.

C.No cambia.

D.Se vuelve cero.

19. ¿Cuál de las siguientes opciones NO favorece el aumento de entropía?

A.Aumento de temperatura

B.Aumento de volumen

C.Cambio de estado

D.Enfriamiento del sistema

20. ¿Cómo afecta una temperatura alta a ΔG cuando ΔS es positivo?

A.Puede hacer ΔG negativo

B.Siempre lo hace positivo

C.No tiene efecto

D.Lo hace cero

21. ¿Cuál es la diferencia clave entre una reacción espontánea y una no espontánea?

\displaystyle \triangle G < 0

para la espontánea y

\displaystyle \triangle G > 0

para la no espontánea.

B.Ambas tienen

\displaystyle \triangle G = 0

\displaystyle \triangle H

es siempre negativo en reacciones no espontáneas.

D.La velocidad de reacción es mayor en reacciones no espontáneas.

22. En términos de entropía, ¿qué significa que un sistema esté en equilibrio?

A.La entropía es máxima

B.La entropía es mínima

C.El sistema está en reposo

D.No hay cambios visibles

23. Si ΔH = -50 kJ y ΔS = 100 J/K a 298 K, ¿cuál es ΔG?

A.-50 kJ - 29.9 kJ = -79.9 kJ

B.-50 kJ + 29.9 kJ = -20.1 kJ

C.-50 kJ - 0.3 kJ = -50.3 kJ

D.-50 kJ + 0.3 kJ = -49.7 kJ

24. ¿Cómo se llama la temperatura a la que $\displaystyle \triangle G = 0$ ?

A.Temperatura crítica.

B.Temperatura de equilibrio.

C.Temperatura de reacción.

D.Temperatura de entropía.

25. ¿Cómo afecta la temperatura a la entropía?

A.Disminuye la entropía

B.Aumenta la entropía

C.No tiene efecto

D.La temperatura no está relacionada

26. ¿Cuál es la relación entre ΔG y ΔH?

A.ΔG depende de ΔH y ΔS

B.ΔH es independiente de ΔG

C.ΔG = ΔH + ΔS

D.ΔG = ΔH + TΔS

27. ¿Qué es la entropía en términos de un sistema químico?

A.La medida de la energía total en el sistema.

B.La medida del desorden o aleatoriedad en un sistema.

C.La cantidad de reactivos en un equilibrio.

D.La velocidad de las partículas.

28. ¿Qué valor de ΔG indica que un proceso es no espontáneo?

A.ΔG < 0

B.ΔG = 0

C.ΔG > 0

D.ΔG no es relevante

29. ¿Qué indica un ΔG° negativo?

A.K > 1

B.K < 1

C.Equilibrio

D.Reacción endotérmica

30. Si la entropía ( $\displaystyle \triangle S$ ) de un sistema aumenta, ¿cómo afecta esto a la espontaneidad de una reacción?

A.Favorece la espontaneidad.

B.La hace menos espontánea.

C.No tiene efecto.

D.Siempre la hace no espontánea.

31. ¿Qué es ΔS en el contexto de la termodinámica?

A.Cambio de energía

B.Cambio de entropía

C.Cambio de entalpía

D.Cambio de temperatura

32. ¿Cuál es la relación entre ΔG y la constante de equilibrio (K)?

A.ΔG = -RTlnK

B.ΔG = RTlnK

C.ΔG = KRT

D.ΔG = K/R

33. ¿Cuál de las siguientes reacciones es un ejemplo de no espontánea?

A.La síntesis de amoníaco (

\displaystyle N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3

) a baja temperatura.

B.La combustión de hidrocarburos.

C.La disolución de azúcar en agua.

D.La formación de dióxido de carbono a partir de carbonato.

34. ¿Cuál es la relación entre entropía y la probabilidad de un estado?

A.Mayor entropía, menor probabilidad

B.Menor entropía, mayor probabilidad

C.Mayor entropía, mayor probabilidad

D.No hay relación

35. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta sobre ΔG?

A.ΔG puede ser positivo o negativo

B.ΔG siempre es cero en equilibrio

C.ΔG no se ve afectado por la temperatura

D.ΔG depende de ΔH y ΔS

36. ¿Cuál es el rango de $\displaystyle \triangle G$ para que una reacción sea espontánea?

\displaystyle \triangle G < 0

\displaystyle \triangle G = 0

\displaystyle \triangle G > 0

\displaystyle \triangle G = 1

37. ¿Qué tipo de reacciones tienden a ser espontáneas en relación con ΔH?

A.Exotérmicas (ΔH < 0)

B.Endotérmicas (ΔH > 0)

C.Reacciones en equilibrio

D.Reacciones reversibles

38. ¿Qué condiciones se requieren para que ΔG se considere en condiciones estándares?

A.1 atm y 25°C

B.1 atm y 0°C

C.0.5 atm y 25°C

D.1 atm y 50°C

39. ¿Cómo se define la energía libre de Gibbs en términos de utilidad en un sistema?

A.Máxima energía útil a temperatura y presión constantes

B.Energía total del sistema

C.Energía cinética únicamente

D.Energía potencial solamente

40. Si ΔH = -150 kJ y ΔS = 300 J/K a 298 K, ¿cuál es el valor de ΔG?

A.-150 - 89.4 = -239.4 kJ

B.-150 + 89.4 = -60.6 kJ

C.-150 + 89.4 = -239.4 kJ

D.-150 - 200 = -350 kJ

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