¿Cómo puede la reacción endotérmica ser espontánea?

Tomemos un ejemplo aquí.

Si observa la entalpía de disolución de NaCl, verá que es un proceso endotérmico. Pero todos sabemos que la sal se disuelve en agua. La reacción es espontánea. Esto se debe a que la sal se disocia en partes iónicas respectivas aumentando la entropía del sistema, lo que se favorece y, por lo tanto, se libera energía libre y el sistema alcanza un estado termodinámicamente favorable. Tal reacción es exergónica, ya que libera energía libre.

Ahora, para decidir si un proceso dado es espontáneo o no, la forma más fácil es usar la función Gibbs:

ΔG = ΔH – TΔS

Aquí, ΔS es el cambio en la entropía, ΔH es el cambio de entalpía y T es la temperatura a la que ocurre el proceso.

El lado izquierdo de la ecuación es el cambio en la energía libre. Una energía libre negativa o energía libre liberada implica que un proceso puede proceder espontáneamente. Del mismo modo, un cambio positivo de energía libre implica que un proceso no es espontáneo.

¿Qué es este negocio de energía libre? En términos simples, la energía libre de Gibbs nos dice cuánto trabajo reversible puede realizar un sistema termodinámico cerrado.

Considere otro ejemplo. La conversión de glucosa a piruvato tiene un cambio negativo de energía libre de Gibbs y debe proceder espontáneamente. Pero mantienes la glucosa afuera y seguirá siendo glucosa durante millones de años. Esto se debe a que la conversión de glucosa en piruvato requiere el paso de una barrera energética llamada energía de activación.

Vemos en el diagrama que el cambio de energía libre sigue siendo el mismo. Sin embargo, la glucosa requiere una energía extra para saltar al “estado de transición” y finalmente convertirse en un producto, aquí, piruvato.

El ejemplo anterior se da solo para resaltar que la espontaneidad no significa que se produzca una reacción al instante.

La reacción espontánea es aquella en la que el cambio de entropía en el universo aumenta significa mayor que cero.

• No significa que el sistema individualmente y la entropía circundante aumenten …… pueden aumentar o disminuir …
• Es cierto que el proceso espontáneo tiene lugar por sí solo, pero no significa que no haya interacciones de calor. Hay interacción de calor durante el proceso seguro ……
• Ejemplo: si colocamos un cubo de hielo en la atmósfera, se convierte en agua, lo que significa que gana energía significa interacción de calor … Este proceso es espontáneo porque tiende a aumentar la entropía universal.
• Entonces, si el proceso es espontáneo o no , no depende de su interacción de calor sino de sus cambios de entropía universal …

Si los productos de reacción pueden “escapar”.

Las reacciones son espontáneas si el cambio de energía libre es negativo. Eso significa que deben liberar energía, o si cuestan energía, esto se equilibra con una ganancia de “desorden” o entropía. Esto puede ser difícil de entender hasta que se dé cuenta de que significa que los productos de reacción pueden escapar, están mucho más separados que los reactivos, por lo que la reacción inversa sería mucho más difícil de lograr. Los ejemplos son reacciones en las que uno de los productos es un gas (potencialmente incluso escapando en el aire), o se disuelve en un (gran) volumen de disolvente.

Las reacciones endotérmicas no son exclusivas de los experimentos de laboratorio contemporáneos. Están sucediendo en este momento mientras usted y yo estamos hablando. El proceso de fotosíntesis que tiene lugar en su jardín o patio trasero, el hielo derritiéndose en la articulación, etc. son todos espontáneos Toman la energía del sol.

Sin embargo, las reacciones exotérmicas son mucho más comunes que las endotérmicas.

Para endotérmico, ΔH = + ve (> 0).

Del mismo modo, ΔS también es positivo.

ΔG = ΔH – TΔS

G resulta ser negativo, como es el caso de la espontaneidad. (G <0)