Enfoque HL apoyado. Primera evaluación 2025; breve actual adquirido; guía completa de Química no adquirida. La guía restante, los requisitos de evaluación y prácticos conservan sus retenciones registradas.
Requisitos previos: lea las cantidades y unidades indicadas, utilice aritmética y las condiciones del modelo a continuación. Cada lección desarrolla su propio método antes de la transferencia independiente.
Estos son ejemplos didácticos originales o explícitamente ficticios, no mediciones reales ni investigaciones evaluadas completas de estudiantes.
15.2
Entropía, energía de Gibbs y viabilidad
¿Qué explicaría esta observación?
Una reacción puede ser endotérmica y aún así ser termodinámicamente favorable. La entalpía sola no determina la dirección favorecida a una temperatura dada.
Comience con una predicción. Enuncie las cantidades o características que compararía, luego decida qué evidencia podría distinguir entre dos explicaciones.
Construya el modelo
Entropía está asociada a la dispersión de energía y al número de arreglos microscópicos accesibles. La energía de Gibbs combina entalpía, entropía y temperatura absoluta para un proceso a temperatura y presión constantes.
entropía: Propiedad de estado relacionada con la dispersión de energía y configuraciones accesibles; energía de Gibbs: Cantidad termodinámica que combina contribuciones de entalpía y entropía.
Elija evidencias que puedan probarlo
Use ΔG = ΔH - TΔS con unidades de energía consistentes. Un cambio negativo en la energía de Gibbs indica favorabilidad termodinámica para las condiciones establecidas, no una velocidad rápida. Una barrera de activación puede hacer que un proceso favorable sea lento.
Indique si los valores son cantidades de estado estándar y registre la temperatura en kelvin. Convierta la entropía de julios por kelvin por mol a kilojulios por kelvin por mol cuando la entalpía esté en kilojulios por mol.
Trabaje desde cantidades conocidas
Indique los valores conocidos y sus unidades. Elija la relación porque sus supuestos se ajustan a este caso, luego reordénela antes de la sustitución.
Datos conocidos: ΔH = +20 kJ por mol, ΔS = +100 J por kelvin por mol y T = 300 K. Convierta ΔS = 0.100 kJ por kelvin por mol. ΔG = ΔH - TΔS = 20 - 300×0.100 = -10 kJ por mol. El proceso es favorable bajo la aproximación establecida.
Ejemplo:
ΔH=30 kJ por mol, ΔS=0.10 kJ por kelvin por mol y T=400 K. Calcule ΔG. Utilice la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación.
Verifique la conclusión y sus límites
La favorabilidad termodinámica no establece la velocidad de reacción. Los grados Celsius no pueden reemplazar a los kelvin en TΔS, y un error de conversión de unidades puede cambiar el resultado por un factor de 1,000.
Vuelva a la observación original. Explique qué respalda el resultado, qué condiciones asume y una forma de probar una explicación alternativa.
Advertencia:
Una reacción termodinámicamente favorable debe ser rápida. Esta afirmación es falsa: La favorabilidad termodinámica no establece la velocidad de reacción. Los grados Celsius no pueden reemplazar a los kelvin en TΔS, y un error de conversión de unidades puede cambiar el resultado por un factor de 1,000.
Clave:
Entropía, energía de Gibbs y viabilidad: Use ΔG = ΔH - TΔS con unidades de energía consistentes. Un cambio negativo en la energía de Gibbs indica favorabilidad termodinámica para las condiciones establecidas, no una velocidad rápida. Una barrera de activación puede hacer que un proceso favorable sea lento.
