En la termodinámica química de las reacciones y en los procesos no cíclicos, existen cuatro cantidades útiles llamadas "potenciales termodinámicos". Estos son la energía interna, la entalpía, la energía libre de Helmholtz y la energía libre de Gi

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Energía Libre De Gibbs

Unidades

Al ser una magnitud extensiva, es decir, que depende de la cantidad de sistema, normalmente se va a referir en unidades de energía por unidad de cantidad de materia. Las más utilizadas son: • En el Sistema internacional de unidades: kJ/mol • Kcal/mol

Definición

En termodinámica, la energía libre de Gibbs (o entalpía libre) es un potencial termodinámico, es decir, una función de estado extensiva con unidades de energía, que da la condición de equilibrio y de espontaneidad para una reacción química (a presión y temperatura constantes). La segunda ley de la termodinámica postula que una reacción química espontánea hace que la entropía del universo aumente, así mismo, está en función de la entropía de alrededor y del sistema.Por lo general solo importa lo que ocurre en el sistema en estudio y; por otro lado el cálculo de la entropía de alrededores puede ser complicado. Por esta razón fue necesario otra función termodinámica, la energía libre de Gibbs, que sirva para calcular si una reacción ocurre de forma espontánea tomando en cuenta solo las variables del sistema.

Significado de G

• La condición de equilibrio es G=0

• La condición de espontaneidad es G

• La condición de espontaneidad en la dirección opuesta es G>0

(esta última condición nos dice que la reacción no se producirá).

La energía de Gibbs molar parcial, es lo que se conoce con el nombre de potencial químico, que es lo que se maneja en cálculos termodinámicos en equilibrio, ya que el equilibrio químico entre dos sistemas implica la igualdad de potenciales químicos y su uso facilita los cálculos.

https://cv3.sim.ucm.es/wiki/site/curriculo-3313-1/Energ%C3%ADa%20Libre%20De%20Gibbs@1.html

Lección 14 - Energía libre de Gibbs

Los procesos que tienen reacciones químicas asociadas, tienen ciertos parámetros de mucha importancia, puesto que se indaga si una reacción se da sin estímulos externos (reacción espontánea), o por si el contrario si necesita alguna interacción con los alrededores para que suceda (no espontaneo).

Una reacción tiene asociados tanto valores de energía (entalpía) como de entropía al momento de desarrollarse. Joshia Willard Gibbs, un científico norteamericano, pudo encontrar una expresión que predice si una reacción es o no espontanea definiendo para esto un término denominado “energía libre” y simbolizado por la letra “G”

[pic 31]

Esta es la función de estado de la energía libre de Gibbs en donde T es la temperatura absoluta del sistema, H es la entalpía y S es la entropía asociada al estado. Puede calcularse el cambio de energía libre de Gibbs asociado a un proceso isotérmico así.

[pic 32]

Por otro lado, podemos calcular el cambio de entropía total del universo (sistema – entorno) para el caso en que el proceso sea a temperatura y presión constante (isotérmico e isobárico) por medio de la expresión:

[pic 33]

Multiplicando esta expresión por -T nos queda:

[pic 34]

Si comparamos las anteriores ecuaciones podemos notar fácilmente que el cambio de la energía de Gibbs de un proceso que se lleva a cabo a temperatura y presión constante, el cambio de Gibbs es igual a –T Δ Suniv. Sabemos por conocimientos previos que para procesos espontáneos el cambio de la entropía del universo es mayor que 0. Por lo tanto el signo del cambio de la energía libre de Gibbs nos proporciona información valiosísima acerca de los procesos isotérmicos-isobáricos. De esta manera podemos definir tres reglas para el signo que tiene la energía libre de Gibbs:

1) Si ΔG es negativo, la reacción es espontanea en el sentido directo.

2) Si ΔG es cero, la reacción esta en equilibrio.

3) Si ΔG es positivo, la reacción en el sentido directo no es espontanea, es necesario que se le aporte trabajo desde el entorno para que se lleve a cabo.

Cambios de la energía libre estándar.

Como toda función de estado la energía libre también puede ser tabulada a condiciones normales y se conocen como energías libres de formación de las sustancia, del mismo modo que se hace con las entalpias estándar de formación. Es importante recordar que los valores se dan a 1 atm y a 25°C.

Miremos a continuación algunos valores de la energía libre de formación para algunos componentes tanto orgánicos como inorgánicos.

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358005/contLinea/leccin_14__energa_libre_de_gibbs.html