T3: Termoquímica
Espontaneidad y entropía
Teoría
B5
Indique, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) Toda reacción exotérmica es espontánea.b) En toda reacción química espontánea la variación de entropía es positiva.c) En el cambio de estado se produce un aumento de entropía.a) Falso. La espontaneidad de un proceso químico viene determinada por el signo de la variación de la energía libre de Gibbs, según la ecuación . En una reacción exotérmica, el factor entálpico es favorable (); sin embargo, si el factor entrópico es desfavorable (), la espontaneidad dependerá de la temperatura. A temperaturas suficientemente altas, el término se vuelve positivo y mayor en valor absoluto que , resultando en un , lo que hace que la reacción no sea espontánea.b) Falso. Una reacción es espontánea siempre que la variación de energía libre de Gibbs sea negativa (). Esto puede ocurrir incluso si la variación de entropía es negativa (factor entrópico desfavorable, ), siempre que la reacción sea exotérmica (factor entálpico favorable, ) y se lleve a cabo a una temperatura lo suficientemente baja para que el valor absoluto de sea superior al del término .c) Verdadero. El proceso de vaporización se representa mediante la ecuación . La entropía es una función de estado que mide el desorden de un sistema. En el estado gaseoso, las moléculas tienen una libertad de movimiento mucho mayor y ocupan un volumen superior al del estado líquido, lo que implica un mayor número de microestados posibles y, en consecuencia, un aumento del desorden molecular. Por tanto, en este cambio de estado .