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Espontaneidad, entropía y equilibrio 0001

Responde, razonando cada caso, a las preguntas referidas a la reacción:

Fe_2O_3(s) + 3C(s)\ \to\ 2Fe(s) + 3CO(g)

a) Si el valor de \Delta G = -742,2\ kJ/mol, ¿hacia dónde ocurre la reacción? ¿Es espontánea o no? b) ¿Hacia dónde ocurre la reacción si se le agrega Fe_2O_3? c) Para que la reacción llegue al equilibrio, ¿cuál sería el valor de \Delta G? d) Basándose en el valor de \Delta S = 87.4\ J/mol\cdot K, ¿Es una reacción espontánea o no?

SOLUCIÓN

a) La reacción ocurre hacia la derecha, es decir, hacia los productos. Si el valor de \Delta G es negativo quiere decir que la reacción es espontánea y que ocurre según está escrita.
b) El óxido de hierro(III) es una sustancia sólida y no aparece en la expresión de la constante de equilibrio, por lo que la variación de la concentración de éste no afecta al equilibrio de la reacción y no se desplaza ni hacia los reactivos ni hacia los productos.
c) La reacción estará en equilibrio cuando \Delta G = 0 . Es la condición de equilibrio.
d) Como el valor de \Delta G es negativo y el valor de \Delta S es positivo, la reacción será siempre espontánea. Esto se debe a que el factor entrópico será negativo en todos los casos. Si observamos la expresión:

\Delta G = \Delta H - T\Delta S


El término -T\Delta S será siempre negativo y contribuirá a que también lo sea \Delta G

 

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