Acerca de este experimento
Explore la diferencia entre la energía de Gibbs estándar de reacción y la fuerza impulsora dependiente de la composición. Fije la temperatura y la composición, localice el mínimo de equilibrio y siga un modelo de relajación definido cuesta abajo en la energía libre.
Objetivos de aprendizaje
- Calcule la energía de Gibbs estándar a partir de la entalpía, la entropía y la temperatura.
- Incluya el cociente de reacción en la fuerza impulsora termodinámica real.
- Relacione la composición de equilibrio con el mínimo de energía de Gibbs y la constante de equilibrio.
Cómo usarlo
- 1Compare el signo de la energía de Gibbs estándar de reacción por encima y por debajo de la temperatura de transición.
- 2Elija una composición inicial en el paisaje de energía libre e inspeccione su fuerza impulsora real.
- 3Relájese hacia el equilibrio y compruebe que la energía de Gibbs de la mezcla disminuye.
- 4Fije directamente la composición de equilibrio y verifique que la energía de Gibbs de reacción sea cero, incluso cuando el valor estándar no lo sea.
El modelo
Supuestos
- A y B se interconvierten en una mezcla binaria ideal y cerrada, a temperatura y presión constantes. La entalpía y la entropía permanecen constantes en todo el intervalo de temperaturas.
- Las coordenadas de composición basadas en el logaritmo natural conservan fracciones minoritarias muy pequeñas. No convierten el equilibrio en una predicción de las velocidades de reacción molecular.
- La ley de relajación es un modelo disipativo elegido, no una constante de velocidad experimental ni un cálculo de la energía de activación.
Pruébalo en clase
- Q1¿Puede ser cero la fuerza impulsora de la reacción cuando la energía de Gibbs estándar no es cero?
- Q2¿Por qué un cambio en la composición puede invertir la dirección termodinámica a temperatura constante?
Preguntas frecuentes
¿Significa una energía de Gibbs negativa que una reacción es rápida?
No. La fuerza impulsora termodinámica y las barreras cinéticas son distintas. Este modelo especifica explícitamente una escala de tiempo de relajación ilustrativa.
¿Por qué hay trazas de la especie desfavorecida en el equilibrio?
La entropía de mezcla ideal favorece una distribución. Con parámetros extremos, la fracción minoritaria puede ser muy pequeña, pero sigue siendo positiva en el cálculo logarítmico.