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Cambio estándar en la energía libre y la constante de equilibrio

Transcripción del video

en el video anterior vimos la relación entre el cambio de energía libre del traje y el cociente de reacción q lo que hicimos fue sustituir diferentes valores de cv y observamos cómo hizo afectaba al valor de delta g también vimos que el signo de delta g nos dice si una reacción es espontánea o no y también dijimos que al equilibrio q el cociente de reacción es igual a la constante de equilibrio acá así que sustituimos cae en la ecuación y obtuvimos el valor de delta g del traje fue igual a cero entonces sabemos que al equilibrio el cambio de energía libre es igual a cero es decir no hay una diferencia entre la energía libre de los reactivos y la de los productos entonces supongamos nuevamente que delta g es igual a cero y vamos a sustituir lo aquí entonces cero es igual a delta g0 el cambio de energía libre estándar más rr porte y cómo nos encontramos el equilibrio porque del traje es igual a cero tenemos logaritmo natural de la constante de equilibrio ok ahora despejemos delta g0 del tg01 igual a menos rt por el logaritmo natural de acá esta es otra ecuación muy importante que podemos tomar en cuenta del tg01 es el cambio de energía libre estándar o el cambio de energía libre pero en condiciones estándar r es la constante de los gases de es la temperatura en que el bing y bueno acá es nuestra constante de equilibrio entonces si usamos esta ecuación eso significa que nos encontramos al equilibrio es decir que delta g es igual a cero y sabemos que al equilibrio la constante de equilibrio nos puede dar información sobre la mezcla reacción ante es decir si tenemos más productos omm los reactivos en el equilibrio entonces esta ecuación relación a la constante de equilibrio acá con delta g0 el cambio de energía libre están por otro lado si tratamos de saber si una reacción espontánea tenemos que usar esta ecuación de arriba y calcular el valor de delta g entonces si queremos saber si una reacción es espontánea o no podemos usar esta ecuación pero si queremos saber la relación de productos y de reactivos al equilibrio entonces podemos usar esta ecuación pues esa relación tiene que ver con el cambio de energía libre delta gesher ahora calculemos algunas constantes de equilibrio recuerden para cada temperatura específica tenemos una constante de equilibrio entonces vamos a calcular la constante de equilibrio para esta reacción a 298 kelvin esta es una reacción para sintetizar amoniaco y a 298 kelvin o 25 grados celsius el cambio de energía libre estándar delta g0 es igual a menos 33 kilos jules entonces escribamos la reacción que relaciona a delta g 0 y acá delta g0 es igual a menos rt por el logaritmo natural de acá ahora delta g0 es igual a menos 33 kilos jules vamos a escribir menos 33.000 convertir los achuares multiplicamos por 10 a la 3a y está en news y esto es igual a menos la constante de los gases que es 8.300.000 en just por moll ok para esta reacción del tg01 es igual a menos 33.0 kilo jules y podemos decir kilo jolles 8 bulls por moll de reacción así las unidades son consistentes ahora la temperatura es de 298 kelvin así los que elvin se cancelan y finalmente por el logaritmo natural de cap la constante de equilibrio que es lo que queremos calcular usémosla calculador empecemos con el valor de delta g 0 - 33.0 por diez al a3 y esto lo vamos a dividir entre -8 punto 314 y también vamos a dividir entre 298 esto es igual a 13.32 entonces 13.32 y todas las unidades se cancelan esto es igual a logaritmo natural de la constante de equilibrio acá ahora como despeja mosca bueno podemos aplicar un anti logaritmo en ambos lados apliquemos el factor exponencial e del lado izquierdo nos queda é a la 13.30 y todos y del lado derecho nos queda é a logaritmo natural de acá esto se cancela y nos queda que acá es igual a e elevada a 13.32 vamos a calcular es a la 13.32 es igual a esto es 6.1 por 10 a la 1 23 45 entonces 6.1 por 10 a las cinco y cómo estamos trabajando con gases podemos escribir cape en nuestra constante de equilibrio entonces obtuvimos una constante de equilibrio mayor a 1 y obtuvimos este valor a partir de un valor negativo de delta jesé min delta g0 es negativo entonces cuando del ag cero es menor a 0 es decir cuando delta g0 es negativo obtenemos que la constante de equilibrio acá es mayor aún y eso que nos dice sobre la mezcla reacción ante bueno esto nos dice que al equilibrio los productos son más favorecidos que los reactivos así que la mezcla reacción ante al equilibrio contiene más productos que reactivos y todo esto lo sabemos usando el valor de delta gc lo hagamos el mismo problema pero ahora digamos que la reacción se encuentra otra temperatura ahora nuestra reacción está a 464 que él aún estamos intentando amoniaco entonces nuestro objetivo es calcular la constante de equilibrio a esta temperatura y miren a 464 kelvin el cambio de energía libre estándar delta g0 es igual a cero entonces vamos a escribir nuestra reacción del traje cero es igual a menos rt por el logaritmo natural de la constante de equilibrio acá esta vez del traje cero es igual a cero entonces vamos a sustituir lo cero es igual a menos r la constante de los gases por la temperatura que en este caso es de 464 kelme pero como al despejar esto será igual a cero entonces el logaritmo natural de acá es igual a cero tenemos cero es igual a logaritmo natural de acá nuevamente para despejar acá vamos a aplicar el factor exponencial en ambos lados de la ecuación al acero es igual a a logaritmo natural de acá y el logaritmo natural se cancela y nos queda que acá es igual a e a la 0 y al acero es igual a 1 entonces cuando del ag cero es igual a cero voy a escribir cuando el cambio de energía libre estándar delta g0 es igual a cero acá es igual a un y eso significa que al equilibrio los productos y los reactivos son igualmente favorecidos hagamos otro ejemplo nuevamente encontremos la constante de equilibrio pero a otra temperatura ahora tenemos mil que el bi y nuestro cambio de energía libre estándar delta g0 es igual a más 106.5 kilo jules entonces delta g0 es igual a menos rt por el logaritmo natural de acá tenemos más 106.5 kilo jules que para convertirlo en yushu multiplicamos por diez al a3 es igual a menos r la constante de los gases que éste 8.3 cientos de sus parajes sea más fácil por la temperatura que en este caso es de mil que él y esto por el logaritmo natural de la constante de equilibrio k usémosla calculador empecemos con delta g0 106.5 por diez al a3 y esto vamos a dividirlo entre -8 punto 314 después esto vamos a dividirlo entre 1.000 y eso nos da un valor de menos 12.81 entonces tenemos menos 12.81 es igual a logaritmo natural de la constante de equilibrio y claro nuevamente para despejar acá vamos a aplicar el factor exponencia y nos queda que acá es igual a e a la menos 12.81 y esto a que es igual vamos a ver a la menos 12.81 esto es igual a 2.7 por 10 a la -6 entonces la constante de equilibrio acá es igual a 2.7 por 10 a la -6 entonces cuando delta g0 el cambio de energía libre estándar es positivo voy a escribir cuando delta g0 es mayor a 0 la constante de equilibrio acá es menor aún y eso significa que al equilibrio los reactivos son favorecidos así que la mezcla reacción ante al equilibrio contiene más reactivos que productos