Energía libre y espontaneidad

Entalpía contra entropía

La energía libre de Gibbs combina dos tendencias: liberar energía (ΔH negativo) y aumentar el desorden (ΔS positivo). ΔG = ΔH − TΔS. Si ΔG < 0 el proceso es espontáneo a esa temperatura; si ΔG > 0 no lo es; si ΔG = 0, el sistema está en equilibrio.

Ejemplo resuelto: la fusión del hielo tiene ΔH = +6.01 kJ/mol y ΔS = +22.0 J/mol·K. A 298 K, ΔG = 6010 − (298)(22.0) = 6010 − 6556 = −546 J/mol: espontánea, el hielo se derrite a temperatura ambiente. A 273 K, ΔG ≈ 6010 − 6006 ≈ 0: equilibrio, el punto de fusión.

Las combinaciones de signos resumen los casos: ΔH < 0 y ΔS > 0 siempre espontánea; ΔH > 0 y ΔS < 0 nunca; los otros dos dependen de la temperatura.

Error típico

Mezclar unidades: ΔH viene en kJ y ΔS en J/K. Hay que convertir una de las dos antes de restar; de lo contrario el término TΔS queda mil veces menor y el resultado cambia de signo.