26: Equilibrio Químico
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- 26.1: Resultados de equilibrio cuando se minimiza la energía de Gibbs
- Para una reacción química, el sistema alcanzará el equilibrio cuando la energía de Gibbs sea minimizada en función de la extensión de la reacción.
- 26.2: Una constante de equilibrio es una función de la temperatura solamente
- La constante de equilibrio,\(K\), es una función de la temperatura\(T\), y no de la presión\(P\), o de la composición.
- 26.3: Las energías de formación estándar de Gibbs se pueden utilizar para calcular constantes de equilibrio
- La energía estándar de Gibbs de las formaciones se puede utilizar para calcular la energía Gibbs estándar de cualquier reacción. La energía de reacción estándar de Gibbs se puede usar entonces para calcular la constante de equilibrio a través de la expresión\(K=e^{-\frac{\Delta_rG^\circ}{RT}}\).
- 26.4: La energía de Gibbs de una reacción frente a la extensión de la reacción es un mínimo en equilibrio
- Podemos relacionar cantidades termodinámicas con concentraciones de moléculas y podemos ver que habrá una relación característica de concentración de reactivos y productos que existirá para cualquier reacción llamada constante de equilibrio.
- 26.5: El cociente de reacción y la relación constante de equilibrio determina la dirección de reacción
- El cociente de reacción (\(Q\)) mide las cantidades relativas de productos y reactivos presentes durante una reacción en un punto particular en el tiempo. El cociente de reacción ayuda a determinar en qué dirección es probable que proceda una reacción, dadas las presiones o las concentraciones de los reactivos y los productos. El\(Q\) valor puede compararse con la Constante de Equilibrio\(K\),, para determinar la dirección de la reacción que se está produciendo.
- 26.6: El Signo de ΔG y no ΔG° Determina la Dirección de Espontaneidad de Reacción
- \(\Delta G^\circ\)representa condiciones solo en condiciones de estado estándar, mientras que\(\Delta G\) representa la energía de Gibbs en cualquier condición. Por lo tanto, es\(\Delta G\), y no\(\Delta G^\circ\), lo que determina la dirección de la espontaneidad.
- 26.7: La ecuación de van 't Hoff
- La expresión de constante de equilibrio es una función bastante sensible de la temperatura dada su dependencia exponencial de la diferencia de coeficientes estequiométricos. Se puede construir una relación lineal entre ln K y las entalpías y entropías estándar y se conoce como la ecuación de van't Hoff.
- 26.8: Constantes de equilibrio en términos de funciones de partición
- Podemos utilizar la mecánica estadística para calcular las constantes de equilibrio en términos de parámetros moleculares.
- 26.9: Las funciones de partición molecular y los datos termodinámicos relacionados se tabulan extensamente
- El cálculo de constantes de equilibrio de alta precisión a menudo puede implicar cálculos laboriosos. Para disminuir la necesidad de realizar dichos cálculos, las funciones de partición y los datos termodinámicos relacionados de los experimentos se tabulan extensamente en las tablas del JANAF.
- 26.10: Los gases reales se expresan en términos de fugacidades parciales
- La relación para el potencial químico se derivó asumiendo el comportamiento ideal del gas. Pero para los gases reales que se desvían ampliamente del comportamiento ideal, la expresión solo tiene una aplicabilidad limitada. Para utilizar la expresión simple sobre gases reales, se introduce un factor “fudge” llamado fugacidad. Se utiliza fugacidad en lugar de presión.