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Module 1: Termodinâmica

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Energia Livre de Gibbs

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Δ G = Δ H-T Δ SA energia livre de Gibbs que não é nada além da mudança na energia livre do sistema e é usada como indicador para dizer se uma reação é espontânea ou não; e se uma reação é termodinamicamente favorável.Nessa equação: Δ G representa mudança na energia livre de Gibbs; Δ H representa mudança na enthalpy, T representa a temperatura em Kelvin, Δ S representa a mudança na entropia. Uma reação é espontânea se Δ G < 0 ou negativa.A reação é não – espontânea se Δ G > 0 ou positiva.Agora considere o seguinte.Para a reação, a alteração na enthalpia Δ H =-437 kJ e mudança na entropia Δ S = + 272 kJ/ K. Para este problema, deixe ’ S supor que o valor de Δ H e Δ S permanece constante em todas as temperaturas.Considerar a seguinte reação.Usando esta equação Δ G =-437 – 272 *T, o valor de Δ G é sempre negativo em todas as temperaturas.Por exemplo, se substituirmos T = 100 ° C (que é = 373,15 K), a equação Δ G torna-se – ve como mostrado aqui.similarmente em T = -50 ° C (que é = 223,15 K), a equação Δ G torna-se – ve como mostrado aqui.Daí para esta reação, nos valores dados de Δ H e Δ S, a energia livre de Gibbs é sempre negativa.Esta reação é termodinamicamente favorável e espontânea a todas as temperaturas enquanto os valores de Δ H são negativos e Δ S é positivo.Agora considere outro exemplo que é o processo Haber ’ s em que o gás Nitrogênio reage com gás hidrogênio a produzir amoníaco.Para esta reação o valor de Δ H = + 300 kJ e Δ S = + 1000 J/K.As unidades de Δ S está em joules e esta é convertida em kilojoules.Então, Δ S = 1000 J/K = 1 kJ/K.O valor para Δ H e Δ S é substituído na equação Δ G = Δ H-T Δ S. Nós obtemos uma equação Δ G = + 300 – 1 * T. O sinal geral de Δ G é dependente da temperatura. Por exemplo em T = 25 ° C que é 298 K, o valor de Δ G = + 2 kJ. Desde Δ G > 0 (sinal positivo), a reação não é termodinamicamente favorável.Considerar outro exemplo em que a temperatura T = 100 ° C (que é 373,15 K), o valor de Δ G =-73,15 kJ.O valor Δ G é negativo que é inferior a 0. Então, a reação é termodinamicamente favorável. Daí, para o valor dado de enthalpy e entropia, Δ G < 0 apenas a altas temperaturas.A tabela aqui representa as condições em que uma reação se torna termodinamicamente favorável.Este é um método de atalho usado para determinar a favorabilidade termodinâmica dependendo do signo associado ao Δ H e Δ S.