Una reacción que tiene un impulso natural de ocurrir por sí misma bajo un conjunto dado de condiciones (una vez que ha sido imitada si es necesario) y pasa de un estado de no equilibrio a un estado de equilibrio se denomina reacción espontánea.
- La reacción del zinc con sulfato de cobre.
- Adición de sodio metálico en agua.
- Derretimiento del hielo
- vaporización de agua
- Desdoblamiento de un átomo radiactivo
- La reacción de hidróxido de bario octahidratado con cloruro de amonio seco
- La reacción de combustión del carbón.
- La reacción del vinagre con bicarbonato de sodio
- formación de óxido
- Conversión de diamante a grafito
- Expansión de gas en la región de baja presión.
- Conducción de calor al objeto más frío.
- Neutralización de un ácido fuerte por una base fuerte
- Difusión de soluto de solución concentrada a solución diluida
- Cloruro de cobalto (II) con cloruro de tionilo
- vinagre con ácido
- Formación de dióxido de carbono
- La reacción de ácido acético y etanol.
La reacción del zinc con sulfato de cobre.
El zinc, que es más reactivo que el cobre, sufre una reacción espontánea Reacción exotérmica en el que el cobre es reemplazado por zinc y forma sulfato de zinc.
Zn + CuSO4 –> ZnSO4 + cu
De acuerdo con la reactividad, la serie Zinc es más reactiva que el cobre, por lo que cuando se agrega zinc a la solución de sulfato de cobre, el cobre se reemplaza por zinc y forma ZnSo.4. La solución de color azul se vuelve incolora.
La energía y la espontaneidad de Gibbs.
If ∆G (un potencial termodinámico utilizado para calcular el trabajo máximo realizado por un sistema cerrado) es negativo, entonces la reacción será espontánea
Se debe a que la reacción procede en la dirección en la que el sistema realiza trabajo útil, lo que provoca una disminución de la energía de Gibbs..
El cambio de energía de Gibbs para un proceso viene dado por la ecuación
∆G = ∆H – T ∆S
Es obvio que la espontaneidad de un proceso depende de ∆H, ∆S y T de este proceso
Algunos puntos para anotar;
1) Si ∆H es negativo y ∆S es positivo, entonces ∆G será negativo y la reacción será definitivamente espontánea.
2) Si tanto ∆H como ∆S son negativos, entonces ∆G sería negativo y el proceso sería espontáneo solo a temperaturas lo suficientemente bajas como para que ∆H > T ∆S numéricamente
3) Si tanto ∆H como ∆S son positivos, la cosa sería negativa y el proceso sería espontáneo solo a temperaturas lo suficientemente altas como para que ∆H < T ∆S numéricamente
4) Si ∆H es positivo y ∆S es negativo, entonces ∆G será positivo y la reacción definitivamente no será espontánea a todas las temperaturas.
El valor de ∆G para la reacción anterior es de aproximadamente -212 a 298 K, que es negativo y, por lo tanto, es una reacción espontánea.
Adición de sodio metálico en agua.
El sodio metálico cuando se agrega al agua reacciona espontáneamente con el agua experimentando una reacción exotérmica y produce una gran cantidad de calor.
El sodio pertenece a los elementos del grupo 1 en la tabla periódica y tiene 1 electrones de valencia, por lo que están listos para perder este electrón para obtener una configuración electrónica de gas noble que es altamente estable.
Entonces, cuando se agrega sodio al agua, reaccionan fácilmente y dan NaOH y H2 gas con gran cantidad de calor.
2Na(s) + 2H2O –> 2NaOH (Aq) + H2 (gas)
Derretimiento del hielo
La fusión del hielo en agua es un proceso espontáneo en el que el hielo absorbe calor del entorno y se derrite experimentando una reacción espontánea endotérmica.
De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, el aumento de la entropía de una reacción permanece constante para las reacciones reversibles, mientras que aumenta para una reacción irreversible (reacción espontánea).
El derretimiento del hielo también es espontáneo. ejemplo de reacción.
H2O (hielo) –> H2O (líquido)
La tendencia del hielo a derretirse al estado líquido se debe a que el desorden en un líquido es mayor que en un sólido y, por lo tanto, la entropía del líquido será mayor en comparación con el hielo, por lo que sufre una reacción espontánea.
vaporización de agua
La vaporización de agua a gas aumenta la aleatoriedad porque, por lo tanto, aumenta la entropía y hace que la reacción sea espontánea..
H2O (líquido) –> H2O (gas)
La vaporización de agua a hielo es una reacción espontánea endotérmica en la que el agua absorbe calor del ambiente y debido a este aumento de temperatura vaporizará el agua a gas aumentando el desorden en las moléculas de un gas y también la entropía.
Desdoblamiento de un átomo radiactivo
La fisión espontánea es un ejemplo de reacción espontánea en el que un núcleo inestable se divide en fragmentos con una liberación de gran cantidad de energía.
La fisión espontánea es un tipo de desintegración radiactiva en la que un isótopo con núcleos inestables divididos y convertidos en más estables núcleos emitiendo radiación. La tasa de desintegración de los núcleos varía según los diferentes isótopos. Es un buen ejemplo de reacción espontánea.
cf252 –> Xe140 +ru108 + 4n + energía
Reacción de hidróxido de bario octahidratado con cloruro de amonio seco
La reacción de hidróxido de bario octahidratado con cloruro de amonio seco es una reacción espontánea con un valor de ∆G negativo.
Ba (OH)2 .8H2O(S) + 2NH4Cl(S) –> 2BaCl2.2H2O (ac) + 8H2O(l) + 2NH3(G)
∆H = 63.5 KJ/ mol
T=298K
∆S =0.368J/K mol
∆G =∆H -T ∆S
= 63.5 -298 (368) = -46.1 KJ
La energía de Gibbs es negativa, lo que hace que la reacción sea espontánea.
El reacción de combustión del carbón
La reacción de combustión del carbón es un ejemplo de reacción espontánea y es y es la razón de los incendios de carbón en ambientes no controlados..
Carbón + O2 –> CO + CO2 +H2O + Calor
El carbón tiene tendencia a autocalentarse debido a la autooxidación de sus compuestos, lo que hace que la combustión espontánea sea la causa más común de combustión incontrolada. Hay muchos incendios de carbón en todo el mundo que han estado ardiendo durante miles de años.
El Reacción del vinagre con bicarbonato de sodio
Reacción del bicarbonato de sodio (NaHCO3) con vinagre (CH3COOH) es una reacción espontánea exotérmica con una entalpía de formación del producto menor que la de la entalpía del reactivo
NaHCO3 +CH3COOH –> CO2 + H2O + CH3COONa
formación de óxido
La formación de óxido es una reacción exotérmica espontánea en la que la oxidación del hierro a oxígeno tiene lugar en presencia de humedad.
Cuando un hierro o su aleación se exponen al oxígeno en presencia de humedad, se produce una reacción redox entre el oxígeno y el hierro.
P.ej; Corrosión del hierro. En esta reacción se forma una capa roja de óxido de hierro.
Reacción
Fe(s) + 2H+ +1/2O2 –> Fe2+ + H2O
Se encuentra que el valor de ∆G para la reacción anterior es negativo y, por lo tanto, es una reacción espontánea
Conversión de diamante a grafito
La conversión de diamante a grafito es un proceso espontáneo ya que el grafito es más estable alótropo de carbono que el diamante
La reacción espontánea muestra la tendencia a adquirir un estado de mínima energía.
ejemplo de reaccion espontanea
El diamante es un alótropo estable a muy alta presión y, en condiciones normales, la energía cinética de las partículas de diamante tarda en ser prácticamente inexistente.
Pero son termodinámicamente inestables, por lo que se convierten en grafito más estable que tiene baja energía en comparación con el diamante, pero debido a la baja energía cinética, la reacción es muy lenta.
El proceso no requiere una reacción química con un factor externo aplicado.
Expansión de gas en la región de baja presión.
Un gas se expande espontáneamente en una región de baja presión. El proceso inverso nunca ocurre por sí solo.
La expansión del gas en la región de baja presión es un buen ejemplo de reacción espontánea. El flujo de gas de la región de alta a la baja presión es un proceso natural y continúa expandiéndose hasta que se logra un estado de presión uniforme.
Conducción de calor al objeto más frío.
El calor se conduce espontáneamente a lo largo de un objeto desde el extremo más caliente al más frío hasta que la temperatura es uniforme a lo largo del objeto.
Si una barra de metal está caliente en un extremo y fría en el otro, el calor se conduce del extremo más caliente al más frío y no se producirá un flujo de calor en dirección inversa. Por lo tanto, un objeto frío en contacto con un objeto caliente nunca se enfría, se calienta más.
La energía térmica funciona según este principio y convierte el calor o la energía térmica en energía mecánica.
Neutralización de un ácido fuerte por una base fuerte
Cuando un ácido fuerte es neutralizado por una base fuerte, su entalpía de neutralización siempre permanece constante y no depende de qué ácido o base se use.
El valor de la entalpía de neutralización será siempre de -57.32 KJ/mol. La neutralización de un ácido fuerte por una base fuerte es un ejemplo de reacción espontánea.
Considere la neutralización de NaOH (base fuerte) por HCl (ácido fuerte). Están completamente ionizados en estado de solución y, por lo tanto, la entropía de la reacción será alta.
H+Cl– + ON+OH– –> Na+Cl– +H2O
El ∆G El valor de la reacción anterior es negativo y, por lo tanto, es una reacción espontánea.
Difusión de soluto de solución concentrada a solución diluida
La difusión espontánea de un soluto de una solución más concentrada a una solución menos concentrada en contacto con él y continúa hasta que se alcanza un estado de concentración uniforme.
Cuando una solución concentrada de soluto se pone en contacto con una solución diluida de la misma, hay una difusión neta del soluto de la primera a la segunda y no en la otra dirección.
Cloruro de cobalto (II) con cloruro de tionilo
Reacción de cloruro de cobalto (II) con el cloruro de tionilo es un ejemplo de reacción espontánea como la entropía de la reacción es muy alta.
COCl2.6H2SO(S) + 6SOCl2(l) –> COCl2(s) + 12HCl(g) + 6SO2(G)
En el producto se formaron 12 moles de HCl gaseoso y 6 moles de SO2 se forma gas y debido a la entropía, que es una medida del desorden, aumentará y hará que la reacción sea factible, es decir, espontánea.
vinagre con ácido
La reacción del vinagre con el ácido es una reacción espontánea ya que el valor de ∆G es negativo.
NaHCO3(S) + HCl(ac) –> NaCl(ac) + H2O(l) + CO2
los productos formados están en estado líquido y gaseoso, por lo que el desorden será más en comparación con el reactivo y, por lo tanto, la entropía también aumentará, lo que hará que la energía de Gibbs sea negativa.
Formación de dióxido de carbono
La formación de dióxido de carbono a partir de monóxido de carbono y oxígeno es una reacción exotérmica espontánea en condiciones estándar.
CO(g) + 1/2O2(g) –>CO2(G)
El ∆S = ∆S Producto – ∆S reactivo
=213.65- [197.65 + ½ (205.0)]
-86.55 J/K mol
∆G = ∆H – T ∆S
= 282800 J/mol – 298 k (-86.5 J/K mol)
=-257023 J/mol
∆G es negativo
El Reacción de ácido acético con etanol.
La reacción del ácido acético con un etanol es una reacción espontánea pero su entalpía de reacción es cero.
El ácido acético y el etanol se combinan y liberan moléculas de agua que forman acetato de etilo.
Conclusión -
De los ejemplos anteriores podemos concluir que la reacción espontánea es un proceso natural y no puede revertirse por sí solo y una reacción puede ser espontánea solo cuando la entropía es mayor que la entalpía de la reacción y ∆G debe ser negativo.
Hola... Soy Lina Karankal, completé mi Maestría en Química. Siempre me gusta explorar nuevas áreas en el campo de la Química.
Aparte de esto, me gusta leer, viajar y escuchar música.