entalpia i espontaneïtat

L'entalpia lliure ens permet definir un criteri general per esbrinar si un procés físic o químic pot ocórrer espontàniament o no. Per fer-ho cal analitzar la variació d'entropia i d'entalpia que tenen lloc en un procés químic determinat:

Si únicament definim la variació d'entalpia com a criteri d'espontaneïtat, els processos exotèrmics (DH<0) serien espontanis, mentre que els endotèrmics (DH>0) serien no espontanis. Hi ha però, nombrosos processos endotèrmics que són espontanis a la natura com l'evaporació de l'aigua a temperatura ambient.

Si en canvi prenem la variació d'entropia com a criteri únic, serien espontanis els processos que augmenten l'entropia (DS>0) i no ho serien els que la disminueixen (DS<0). Existeixen molt processos naturals on l'entropia disminueix i que són espontanis com la cristal·lització d'un compost iònic dissolt en aigua.

La variació d'entalpia lliure, DG, ens dóna un criteri de validesa general que ens permet conèixer fàcilment l'espontaneïtat o la no espontaneïtat d'un procés a pressió i temperatura constants. Els criteris són els següents:

Si analitzem totes les possibles combinacions dels diferents processos exotèrmics (DH<0), endotèrmics (DH>0), amb augment (DS>0) o disminució (DS<0) de l'ordre, i la seva espontaneïtat (DG), trobarem quatre casos clarament diferenciats:

Entalpia	Entropia	Temperatura	Entalpia Lliure	Espontaneïtat
DH<0	DS>0	Qualsevol	DG<0	Espontani
DH>0	DS<0	Qualsevol	DG>0	No Espontani
DH<0	DS<0	Baixa	Si |DH| > |TDS|    DG<0	Espontani
		Alta	Si |DH| < |TDS|    DG>0	No Espontani
DH>0	DS>0	Baixa	Si |DH| > |TDS|    DG>0	No Espontani
		Alta	Si |DH| < |TDS|    DG<0	Espontani

Queda aclarit d'aquesta manera que únicament l'anàlisi del pes relatiu dels termes entàlpics i entròpics en qualsevol procés químic pot donar una certesa de l'espontaneïtat i evolució d'una reacció química.

S'ha fet referència abans al cas en què DG=0, el qual correspon a un estat d'equilibri termodinàmic. La importància dels estats d'equilibri químic en l'aplicació a l'anàlisi químic (equilibri de solubilitat, equilibri de transferència de protons o electrons) ens porta a tractar el tema de l'equilibri químic en tota la seva extensió en la pròxima unitat.

http://www.xtec.cat/~ocastell/html/quimica-II/unitat1_vuite.html