Calcular la energía libre de Gibbs y la espontaneidad

Escribe la entalpía de reacción (en kJ), la entropía (en J/K, ojo a las unidades) y la temperatura en kelvin (25 °C son 298,15 K).

Ecuación de Gibbs

ΔG = ΔH − T · ΔS

Una reacción es espontánea (ocurre por sí sola) si ΔG < 0, está en equilibrio si ΔG = 0 y no es espontánea si ΔG > 0. Ojo: ΔH suele darse en kJ y ΔS en J/K; hay que pasar una de las dos.

Los cuatro casos

  • ΔH < 0, ΔS > 0: espontánea siempre.
  • ΔH > 0, ΔS < 0: nunca espontánea.
  • ΔH < 0, ΔS < 0: espontánea a temperaturas bajas.
  • ΔH > 0, ΔS > 0: espontánea a temperaturas altas (como la fusión del hielo).

Ejemplo: síntesis del amoniaco

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ tiene ΔH = −92,2 kJ y ΔS = −198,7 J/K. A 25 °C, ΔG = −92,2 − 298,15 · (−0,1987) = −32,96 kJ: espontánea. Deja de serlo por encima de 464 K.

ΔG y la constante de equilibrio

ΔG° = −R · T · ln K

Preguntas frecuentes

¿Cómo se sabe si una reacción es espontánea?

Calculando ΔG = ΔH − T·ΔS: si sale negativa, la reacción es espontánea a esa temperatura.

¿A qué temperatura una reacción se vuelve espontánea?

A la que hace ΔG = 0: T = ΔH / ΔS (con las mismas unidades de energía). Por encima o por debajo, según los signos de ΔH y ΔS.

¿Espontánea significa rápida?

No. Solo indica que puede ocurrir sin aporte de energía; la velocidad depende de la cinética. La combustión del papel es espontánea, pero necesita una chispa para empezar.

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