6. Energía libre de Gibbs
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Como has visto, los sistemas tienden a pasar espontáneamente a estados de mínima energía y de máxima entropía.
Para tener en cuenta la influencia de ambas magnitudes, H y S, se define una nueva función termodinámica, la energía libre de Gibbs (o entalpía libre), G, definida como G = H - TS.
La variación de energía libre de un sistema, a presión y temperatura constantes, viene dada por:
Energías libres de Gibbs de formación
La aditividad de las energías libres de Gibbs se cumple igual que para las entalpías (ambas son funciones de estado) y permite realizar cálculos de ΔG análogos a los que has visto para ΔH. Es decir, para cada sustancia se define la energía libre de Gibbs normal de formación ΔGºf (análoga a ΔHºf).
El valor de ΔGºf es una medida de la estabilidad de un compuesto con respecto a sus elementos. Cuando ΔGºf es negativo, el compuesto es estable, tanto más cuanto más negativo sea el valor de ΔGºf.
Por tanto, en una reacción química también se cumple que:
Pre-conocimiento
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El significado de la entalpía libre
La energía del universo no varía: si la del sistema disminuye, la del entorno aumenta en la misma medida. Sin embargo, la parte de energía que se puede extraer de un sistema y que, en consecuencia, se puede utilizar, va siendo cada vez menor. Precisamente la entalpía libre es una medida de la energía útil que contiene un sistema.
Fíjate en el símil siguiente: el agua se puede sacar de un pozo mediante un cubo atado a una cuerda. Pero la cantidad de agua que puedes extraer depende de la longitud de la cuerda, porque si no llega hasta el fondo es imposible extraer toda el agua. Es decir, hay agua en el pozo que no se puede extraer, que no es útil. Algo parecido sucede con la energía.