1) La energía libre de Gibbs (G) de una reacción química depende del grado de avance de reacción (α). Para que una reacción sea espontánea, dG/dα debe ser negativo. 2) Para una reacción general entre gases ideales, la ecuación de Gibbs es (dG)T,P = [(Σνiμi)productos - (Σνiμi)reactivos]dα, donde ν son los coeficientes estequiométricos y μ son los potenciales químicos. 3)

1. AVANCE DE REACCIÓN
I. Energía libre y grado de avance de reacción ( >).
A. dG = :A dnA + :B dnB + :C dnC + :D dnD (1)
donde de dni se determina por relaciones estequiométricas.
B. A º B (2)
(nA = nA ° - >) (nB = nB ° + >) (3)
dnA = - d> dnB = + d> (4)
1. dG = :A dnA + :B dnB (5)
Sustituyendo (4) en (5)
2. dG = - :A d> + :B d> = (:B - :A) d> (6)
3. (6a)
C. espontáneo (7)
D. no-espontáneo (8)
E. equilibrio (9)
II. Reacción General:
A. <A A + <B B + ... º <Q Q + <R R + ... (10)
B. <A A + <B B º <Q Q + <R R (11)
C.
nQ = nQ ° + < Q > n A = n A° - < A>
nR = nR ° + < R > nB = nB ° - < B >
D. Cambio infinitesimal:
dnQ = <Q d> dnA = - <A d> (12)
dnR = <R d> dnB = - <B d> (13)
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2. AVANCE DE REACCIÓN
E. Reacción química en la mezcla:
1. dG = :A dnA + :B dnB + :Q dnQ + :R dnR (14)
F. Sustituyendo las ecuaciones (12) y (13) en (14):
1. dG = - <A :A d> - <B :B d> + <Q :Q d> + <R :R d> (15)
2. (dG)T,P = [(<Q :Q + <R :R ) - (<A :A + <B :B )] d> (16)
G. Si dn solo depende de la reacción química entonces G = f(>)
H. El G ó el : tienden a un mínimo en equilibrio.
(17)
(18)
(19)
I. Gases Ideales:
A. (20)
B. Sustituyendo (20) en (17):
(21)
C. Rearreglando (21)
(22)
D. Definiendo:
(23)
E. Entonces la ecuación (21) se puede reescribir:
(24)
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3. AVANCE DE REACCIÓN
1. Relación general para gases ideales. El signo de )G depende del ln
QP. Si QP < 1, ln Q P < 0, y Pproductos < Preactivos , po r lo tanto )G < 0 y
la reacción es espontánea en esa dirección.
F. Equilibrio:
(25)
1. Definiendo:
(26)
2. Sustituyendo (26) en (25) y re arreglando (25)
(27)
(28)
KP(T) es función de los coeficientes estequiométricos, por lo tanto la
reacción debe estar balanceada.
3. Ejemplo:
N2 + 3 H2 º 2 NH3 )Gm° (29)
(30)
(1/2) N2 + (3/2) H2 º NH3 ()Gm°/2) (31)
(32)
2 NH3 º N2 + 3 H2 - )Gm° (33)
(34)
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4. AVANCE DE REACCIÓN
(35)
4. Fracciones molares:
a. (36)
b. Ley de Dalton:
(37)y(38)
(39)
(40)
c. KP(T) y Kx(P) si )< … 0 (41)
5. Gases Reales:
a. (42)
b. (43)
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