Espontaneïtat de les Espontaneïtat de les reaccions químiquesreaccions químiques

INS Antón Busquets i Punset

Sant Hilari Sacalm

Què és un procès Què és un procès espontani?espontani?Es un canvi que tendeix a produir-se sense

que calgui cap efecte extern. Exemple:

– La combustió del butà– La fusió del gel a 20 ºC– La caiguda d’un objecte des d’un balcó

Com podem saber si un Com podem saber si un procès és espontani?procès és espontani?La combustió del propà té una variació

d’entalpia de –2219,2 kJ/molLa dissolució del clorur de sodi té una

variació d’entalpia de +3,9 kJ/mol

Però tots dos procesos són espontanis!

L’entropiaL’entropia

Mesura el grau de desordre (espacial o energètic) d’un sistema químic.

Es representa amb la lletra S. Es mesura en J/K. Un canvi en un sistema provoca també un

canvi d’entropia en l’entorn, de valor:

Sent = -Hsis/T

Variació d’entropia d’una Variació d’entropia d’una reaccióreaccióPodem definir l’entropia molar d’una

substància, com una mesura del seu grau de desordre respecte de l’estat a 0ºC:

Sm > 0

Taules de valors i variació: pàgines 27 i 28.

Variació d’entropia d’una Variació d’entropia d’una reacció (II)reacció (II)En una reacció química es verifica:

Sreac = n·Sprod - n·Sreac

Procesos espontanis i Procesos espontanis i entropiaentropia

En un procès espontani la variació d’entropia total sempre augmenta:

Stot = Ssis + Sent > 0 En un procès espontani

Aquesta magnitud té l’inconvenient que depèn del sistema i de l’entorn.

Energia de Gibbs o entalpia Energia de Gibbs o entalpia lliurelliurePermet definir un criteri d’espontaneïtat que

nomès depèn del sistema.

G = H - T· S (J/mol)

En tot procès espontani:

G < 0

Exemple: és espontània la Exemple: és espontània la reacció a 1000 ºC?reacció a 1000 ºC?

2SO2(g) + O 2(g) ---- 2SO3(g)

Dades: Hr = -199,2 kJ/mol

Sr = -205,4 J/K

Solució: G = H – T·S = 61,8 kJ

no és espontani, la reacció tindrà lloc en sentit contrari.

Exemple: calculeu la Exemple: calculeu la variació d’entropia de variació d’entropia de l’entorn a 298 Kl’entorn a 298 K

S + O2 --- SO2 ; H = -296,5 kJ/mol

Resolució:

Sent = - Hsis/T = 3110 J/K