Pregunta 5 - Termodinàmica i espontaneïtat · Fonaments de Química I i II UAB 2013

Justificació raonada de l'afirmació a: En qualsevol canvi d'estat o transició de fase que té lloc a pressió constant, la temperatura del sistema també roman constant.

Solución: D'acord amb la regla de les fases de Gibbs ($F = C - P + 2$), per a una substància pura ($C = 1$) on coexisteixen dues fases en equilibri ($P = 2$), els graus de llibertat són $F = 1 - 2 + 2 = 1$. Si s'imposa la condició de treball a pressió fixa, els graus de llibertat efectius es redueixen a zero ($F' = 0$). Per tant, mentre dura la coexistència de fases, la temperatura queda fixada unívocament i l'energia absorbida o cedida s'empra exclusivament com a calor latent.

Justificació raonada de l'afirmació c: Sempre que per a un procés químic es compleixi que la variació d'energia lliure estàndard és negativa (ΔrG° < 0), el procés serà obligatòriament espontani.

Solución: $\Delta_r G^\circ$ fa referència al canvi d'energia lliure de Gibbs en condicions estàndard (activitats o pressions unitàries per a tots els components). El criteri real d'espontaneïtat d'una reacció a pressió i temperatura constants és el signe de la variació d'energia lliure real, $\Delta_r G = \Delta_r G^\circ + RT \ln Q$. Si les concentracions o pressions dels productes són prou elevades en comparació amb les dels reactius de tal manera que $Q > K$, aleshores $\Delta_r G > 0$ i la reacció directa serà no espontània malgrat que $\Delta_r G^\circ < 0$.

a. En qualsevol canvi d'estat o transició de fase que té lloc a pressió constant, la temperatura del sistema també roman constant.

Solución: Certa

c. Sempre que per a un procés químic es compleixi que la variació d'energia lliure estàndard és negativa (ΔrG° < 0), el procés serà obligatòriament espontani.

Solución: Falsa