Entalpía libre de Gibbs 11

 

Determina si el agua líquida a 298 ºK se evapora espontáneamente a 1 atm. ¿A qué temperatura empezará el proceso?

 

 

Solución:

H2O (l) H2O (g)

Entalpía libre estándar de reacción:

ΔG0 = ΔH0 – T ΔS0

Condiciones estándar: 1 atm y 25 ºC.

Cálculo de ΔH0:

ΔH0reacción = ΣΔH0f, productosΣΔH0f, reactivos

Consultando una tabla de valores de entalpías estándar de formación, tenemos los siguientes datos:

ΔH0f[H2O (l)] = –285,8 kJ/mol                 ΔH0f[H2O (g)] = –241,8 kJ/mol

ΔH0r = (ΔH0f[H2O (g)]) – (ΔH0f[H2O (l)])

ΔH0r = [1 mol·(–241,8 kJ·mol–1)] – [1 mol·(–285,8 kJ·mol–1)] = +44 kJ

Como ΔH0 > 0 la reacción es endotérmica.

Cálculo de ΔS0:

ΔS0reacción = Σn·S0productosΣm·S0reactivos

Consultando una tabla de valores de entropías estándar de formación, tenemos los siguientes datos:

ΔS0[H2O(l)] = +67 J·mol–1·K–1        ΔS0[H2O(g)] = +188 J·mol–1·K–1

ΔS0reacción = (S0[H2O(g)]) – (S0[H2O(l)]

ΔS0reacción = [1 mol·(+188 J·mol–1·K–1)] – [1 mol·(+67J·mol–1·K–1 ] = +121 J·K–1

Como ΔS0 > 0 aumenta el desorden.

Cálculo de ΔG0:

ΔG0 = +44 kJ – (25 + 273) K·(+0,121 kJ·K–1) = +7,9 kJ

Como ΔG0 > 0 la reacción no es espontánea.

Temperatura empezará el proceso (ΔG = 0):

0 = +44 – 0,121 T

0,121 T = 44

T = 44/0,121 = 364 K

 

 

 

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