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Primera parte Sesión 4 Unidad 3 (diferido) - Contenido educativo

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Subido el 6 de febrero de 2025 por M. Jesús V.

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Habéis oído hablar de la entropía. 00:00:00
La entropía es el grado de desorden que tienen las partículas en un sistema. 00:00:03
Por ejemplo, si tenemos agua sólida, sabéis que las partículas están más ordenadas, colocadas en puntos fijos. 00:00:08
Entonces, si pasamos de agua sólida a agua líquida, ¿dónde están más ordenadas? 00:00:18
Están más ordenadas en el agua sólida, el hielo, que en el líquido ya se pueden mover más libremente, etc. 00:00:23
Entonces, veis aquí que la entropía al pasar a agua líquida es mayor, el desorden es mayor en el agua líquida que en el agua sólida. 00:00:32
Con lo cual, la variación de entropía, incremento de S, es mayor que cero. 00:00:42
¿Por qué? Para hablar de entropía lo llamamos con la letra S. 00:00:47
Entonces, al pasar de agua sólida a agua líquida, decimos que la entropía final, en el agua líquida hay más desorden, luego la entropía final es mayor que la inicial, luego la variación de entropía es mayor que cero. 00:00:52
Ha pasado de algo más ordenado a menos ordenado. 00:01:07
Entonces, esto lo tenéis aquí, lo que he dicho. 00:01:14
El agua líquida tiene mayor desorden que el agua sólida, 00:01:17
ya que en el agua líquida las moléculas se pueden mover más libremente. 00:01:20
Y si pasamos de agua líquida a agua gaseosa, 00:01:24
fijaos que en los gases las fuerzas de atracción entre las partículas son mucho menores que en los líquidos. 00:01:26
Todavía hay más desorden. Cuanto más puedan moverse, más distanciadas estén, más desorden. 00:01:33
Al pasar de agua líquida a agua gaseosa, el vapor de agua, la entropía final en agua gaseosa es mayor desorden que la inicial, que es cuando estábamos con el agua líquida. 00:01:39
Luego esa variación de entropía también es mayor que cero. 00:01:57
Otro ejemplo 00:01:59
¿Lo entendéis esto? 00:02:01
Lo vais viendo, ¿no? 00:02:04
Un poco así, en plan fácil 00:02:05
¿Sí? 00:02:06
Ya no sé si os he perdido 00:02:10
Sí, sí 00:02:11
Vale, vale 00:02:12
Si queréis más volumen o menos, me lo decís 00:02:14
Luego yo, si no queréis salir 00:02:16
Cuando veo el vídeo 00:02:18
Corto el trocito donde habláis 00:02:20
Y ya está 00:02:23
Vamos a ver, si por ejemplo tenemos 00:02:24
¿Sabéis que el cloruro de sodio 00:02:27
Es un sólido cristalino, entonces los iones, porque es un sólido iónico, los iones Cl- y Na positivo están colocados en los medios de una red muy bien colocados. 00:02:29
Al pasar de todo el sólido, de estar en estado sólido al estado de disolución, cuando hacemos una disolución, en estado acoso, 00:02:41
pues claro, estaban las partículas 00:02:49
más ordenadas que cuando están 00:02:52
en disolución pues están 00:02:54
¿sabéis que? 00:02:56
que ya el estado cambia 00:02:58
¿no? 00:03:01
eso, el sol ya 00:03:01
pasa de no ser 00:03:04
conductor a ser conductor 00:03:06
ya tenemos iones 00:03:08
está disociado 00:03:10
entonces la entropía final 00:03:12
también es mayor que la entropía 00:03:14
¿no? 00:03:17
Entonces, para una misma sustancia, tenemos aquí una tabla, la anatropía aumenta al aumentar la temperatura. 00:03:17
Normal, fijaos, no tenéis que aprender de memoria estatal. Si vemos el hielo a cero grados, pues la que está en estado sólido, más orden. 00:03:39
El agua líquida ya tiene más entropía, hay más desorden en el agua líquida, las partículas 00:03:49
ya se pueden oler, o sea, están menos ordenadas. 00:04:03
Eso a cero grados, si calentamos aquí, más desorden todavía. 00:04:07
Hemos dicho hielo, está en sólido, luego agua a 0 grados, una vez que ha fundido el hielo, 00:04:13
tenemos agua líquida, luego agua a 100 grados, también líquida, más alta de entropía, 00:04:25
agua, perdón, sí, vapor de agua, agua en estado ya casi eso, 00:04:31
vemos que la entropía aumenta mucho, y ya si aumentamos la distancia, 00:04:36
En la energía o en el estado hay una variación importante de entropía. 00:04:45
El proceso espontáneo es aquel que tiene lugar en el proceso. 00:04:51
¿Qué suele ocurrir, por ejemplo, en la reacción de combustión? 00:05:01
¿Qué suele ocurrir en los procesos espontáneos? 00:05:05
En general, los procesos espontáneos tienden a un mínimo de energía y a un máximo de gasoil. 00:05:08
Estos procesos que ocurren por sí solos tienden a estar más desordenados y a tener menos energía. 00:05:17
Estas dos tendencias, el mínimo de energía y la máxima de desorden, las vamos a concretar, introducir en una nueva magnitud. 00:05:26
Habíamos hablado de una nueva magnitud, pero talpía era un proceso que ocurría a presión constante. 00:05:39
Ahora vamos a hablar de energía libre o energía libre de Gibbs. 00:05:57
¿Cómo podemos hablar de esa variación en un proceso, la variación que ocurre de la energía libre de Gibbs? 00:06:04
Pues como incremento de g, el incremento de g en un proceso será igual a la energía libre de y final menos la inicial, ¿no? 00:06:36
Ese incremento de g, ¿vale? 00:06:46
Esta es la g y la energía libre de y inicial, si pasamos a nuestra variación, lo que cambia es la diferencia entre la final y la final, ¿vale? 00:06:48
es muy difícil calcular 00:07:02
las entidades libres de las sustancias 00:07:05
pero sí su variación 00:07:07
entonces lo que haría 00:07:09
en un proceso la energía libre 00:07:10
en un momento de G 00:07:13
si teníamos aquí 00:07:14
S igual a H 00:07:16
S es la variación 00:07:18
de la energía libre de G 00:07:21
esto de aquí viene muy resumido 00:07:22
como tal lo vamos a ver más 00:07:24
la energía libre de G 00:07:26
por incremento de S, que es la variación D. 00:07:28
Este incremento de G va a ser muy importante ahora para saber 00:07:42
cuándo, entonces, este incremento de G, esta función es válida para procesos 00:07:45
La temperatura constante, que es otra G, es la variación de entalpía libre o variación de entalpía libre de X. 00:07:57
El elemento de H, lo que he dicho hace un rato, que es la variación de entalpía, es el cambio medido a presión, el calor medido a presión constante. 00:08:17
La temperatura es la variación de la temperatura espontánea, 00:08:26
es la variación de la temperatura espontánea y en general en ellos tienen estos tipos de espontáneos, 00:08:40
tienen a un nivel de energía que no más tiene que ver con la temperatura espontánea. 00:08:47
Y esto, con esto ya terminamos la unidad y luego repasaremos. 00:08:54
Cuando cae, pierde energía potencial, pierde ácido. 00:09:35
Una reacción, por ejemplo, el clínico no es el de clorhídrico, 00:09:44
el clínico se desprende calor. 00:09:48
Una disolución de la sustancia, 00:09:51
el clínico se desprende calor. 00:09:52
La expresión de un gas está más desordenada, 00:09:55
o sea, el clínico ha ocurrido en el clínico. 00:09:58
A partir del signo de la variación de entantía libre, el signo de la ley de luchas, 00:10:01
a través de un proceso asesorio. 00:10:08
En este caso, si es exotérmico, el Sodeache, la variación de entantía era menor que 0, 00:10:12
pero en medio, las variaciones de combustión que exprimen calor, 00:10:29
Ese es el término, por lo que dicen en ellas, esa variación de entalpía, o sea, por respira mentir, en el proceso espontáneo. 00:10:33
Se caracteriza porque es exotérmico, en el momento de H, en el proceso espontáneo, y en él aumenta el desorden de las partículas. 00:10:43
En el proceso espontáneo, la variación de entalpía, en el proceso acordado de entalpía, es la entalpía mayor de entalpía. 00:10:53
Gracias. 00:11:03
Los procesos espontáneos es el motivo de la variación de el energía libre de X. 00:11:33
Como son exotérmicos, que el incremento de H es menor que cero, los procesos espontáneos son exotérmicos. 00:11:38
Entonces, incremento de H es menor que cero. 00:11:44
Si el incremento de H es menor que cero, tenemos aquí algo negativo. 00:11:47
Si le restamos T multiplicado por, aumenta el desorden. 00:11:52
Entonces, si le restamos un incremento de S, que es mayor que 0, multiplicado por T, pero con signo menos, lo restamos, y al que aumenta mucho el desorden, incremento de S a nivel de 0, al multiplicarlo por T, esta cantidad está molestando grande. 00:11:57
Luego al final nos va a dar que este incremento de G, la variación de energía libre de Gis, es menor que 0. 00:12:15
Luego en todos los procesos espontáneos, la variación de energía libre de Gis es menor que 0. 00:12:24
El incremento de H es menor que 0 y aumenta el desorden de las partículas. 00:12:29
Entonces, con el aumento del desorden, ha aumentado esa variación de entropía, que es mayor que cero. 00:12:41
En la ocasión anterior, que pasemos, en la ocasión que se pasa agua líquida, en la entropía final, el desorden es mayor. 00:12:50
En el agua líquida, en el agua sólida, están las partículas propias, que tienen mayor que cero. 00:13:08
Ha aumentado el desorden. 00:13:15
La sensación de entropía es mayor. 00:13:17
Bueno, estábamos hablando, vamos a repasar un poco los procesos espontáneos. 00:13:35
Entonces, ejemplos de procesos espontáneos, decíamos que los procesos espontáneos tienen lugar por sí solos. 00:13:43
Entonces, un ejemplo de proceso espontáneo es la caída de un cuerpo desde una cierta altura. 00:13:50
Entonces, al caer el cuerpo, la energía potencial es la masa por la gravedad por la altura. 00:13:56
Si tiene más altura en la parte de arriba que en la de abajo, pues también tendrá más energía, pieza de energía potencial. 00:14:03
Entonces, ocurre espontáneamente. 00:14:14
Se aprecia con ácido clorhídrico, se desprende calor, es un proceso espontáneo, una disolución y una muestra cuando aumenta el desorden de las partículas, la expansión de un gas, también estará más desordenado el gas cuando se expande, ocupa más volumen. 00:14:18
Entonces, a partir del signo de la variación de la entalpía libre y la variación de la energía libre de Gibbs 00:14:33
Podemos saber si un proceso es espontáneo o no 00:14:41
Por ejemplo, un proceso espontáneo es esotérmico 00:14:43
El incremento de entalpía es menor que cero 00:14:48
Y aumenta el desorden de sus partículas 00:14:51
La variación de entropía mayor que cero 00:14:54
Con lo cual, la variación de la energía libre de Gibbs 00:14:56
será igual a la variación de entalpía que es negativa 00:14:59
menos, si la variación de entropía es positiva 00:15:04
al multiplicarlo por T es algo que estamos 00:15:08
restando, estamos restando y también teníamos algo negativo, estamos sumando 00:15:12
dos términos negativos, con lo cual esa variación 00:15:16
de energía libre de Gis es negativa 00:15:20
entonces un proceso espontáneo es eso térmico 00:15:23
y aumenta el desorden, por ejemplo. 00:15:28
Este ejemplo le habíamos visto también, le habíamos visto ayer, 00:15:32
la siguiente reacción será espontánea, 00:15:36
pues habíamos dicho que la variación de entalpía es negativa, 00:15:40
o sea, se desprende calor, es una reacción de combustión del propano, 00:15:44
y por otra parte, incremento de H es negativo, 00:15:50
tenemos aquí el primer término negativo, 00:15:53
Si además tenemos que comenzamos con una y cinco moléculas y terminamos con tres y cuatro, siete, 00:15:56
entonces está más desordenado. 00:16:04
Al final la entropía es mayor que al principio, con lo cual esa variación de entropía a incremento de S es mayor que cero, 00:16:08
con lo cual estamos teniendo una cantidad negativa que es incremento de H 00:16:17
y le restamos algo multiplicado, algo positivo, que es la variación de entropía, multiplicado por T, 00:16:21
entonces nos queda esa variación de energía diurna de Gibbs menor que cero. 00:16:28
Luego el proceso será espontáneo, lo tenemos aquí, ¿vale? 00:16:32
Es espontáneo porque es exotérmica, incremento de H menor que cero y aumenta el desorden de las partículas. 00:16:36
Incremento de S mayor que cero pasa de 6 a 7 moléculas de producto, ¿vale? 00:16:44
¿Cuándo no será espontánea un proceso? 00:16:50
Pues cuando es endotérmico, que esa variación de entropía es mayor que cero, 00:16:54
y si el desorden disminuye, significa que esa variación de entropía es menor que cero. 00:16:59
Con lo cual, al hacer el cálculo de la variación de energía libre de Gibbs, 00:17:06
esta se da igual a algo positivo 00:17:12
y le estamos restando algo negativo 00:17:16
menos por menos más, estamos restando menos 00:17:20
y luego ese incremento de ese es negativo, menos por menos más 00:17:23
con lo cual nos da esa variación de la ciudad de Redegips mayor que cero 00:17:27
con lo cual no es espontáneo el proceso endotérmico 00:17:31
¿qué pasará 00:17:35
Ahora, si este es otro ejemplo, la fotosíntesis, por ejemplo, en este caso, esta reacción del CO2 con agua nos da el compuesto orgánico más oxígeno y el incremento de H mayor que 0. 00:17:41
En este caso es una reacción endotérmica, absorbe el calor, con lo cual vamos a ver cuántas moléculas tenemos al principio, tenemos 6 y 6, 2 y al final tenemos 1 y 6, 7, con lo cual el desorden disminuye, tenemos más desorden y ahora el desorden disminuye, esa variedad no es espontánea. 00:17:55
Bueno, la respuesta es no porque es endotérmica, el incremento de H es menor que cero y disminuye el desorden de las partículas. 00:18:19
El incremento de S es menor que cero, pasa de 12 moléculas de gases no reactivos a 6 en los productos, luego disminuye el desorden. 00:18:28
La entropía final es menor que la inicial, luego esa variación de entropía es menor que la inicial, ¿vale? 00:18:37
Bueno, pues ¿qué pasará ya en otro caso? 00:18:45
¿Qué pasará si, por ejemplo, tenemos el mismo signo en los dos? 00:18:49
La variación de entalpía menor que cero y la variación de entropía menor que cero. 00:18:54
O bien al revés, esa variación de entalpía mayor que cero y la variación de entropía también mayor que cero. 00:18:59
Entonces, para estos casos hay que calcular esa variación de entalpía libre de Gibbs y todo dependerá del signo. 00:19:06
Sabemos que un proceso es espontáneo cuando la variación de energía libre de Gibbs es menor que cero. 00:19:14
Un proceso no es espontáneo cuando esta variación de energía libre de Gibbs es mayor que cero. 00:19:21
Según nos dé, veremos si va a ser o no va a ser espontáneo el proceso. 00:19:27
Lo tenemos aquí en un resumen en la presentación. 00:19:34
Entonces, fijaos, hemos estudiado antes que siempre es espontánea en el caso de que la entalpía es menor que cero, 00:19:39
las reacciones exotérmicas y la variación de entropía mayor que cero, o sea, aumenta el exótico. 00:19:47
Entonces, en este caso, nos daba una variación de energía libre de Gis menor que cero, siempre es espontánea. 00:19:54
¿Cuándo no es espontánea nunca? Pues tenemos este caso. 00:20:02
cuando la variación de entalpía es mayor que 0 y la variación de entropía, es decir, absorbe calor la reacción 00:20:05
y disminuye el desorden, incremento de S menor que 0. 00:20:13
En este caso, la variación de energía libre de chips resultaba mayor que 0, positiva, nunca es espontánea. 00:20:17
Pero hay casos en los que los dos tienen el mismo signo, o bien menor que 0 o bien mayor que 0, 00:20:27
Pues en los casos en que los dos tienen signo negativo, resulta que la variación de energía libre de 10 es menor que cero a temperaturas bajas. 00:20:35
Entonces, es espontánea a temperaturas bajas. 00:20:48
En los casos, ahora vemos por qué, en los casos en que las dos tienen el mismo signo pero son mayores que cero, 00:20:51
Pues resulta que esa variación de energía libre de 10 es negativa a temperaturas altas 00:20:58
O sea, esta es espontánea a temperaturas altas 00:21:06
¿Por qué? 00:21:09
Porque vamos a ver esta última, por ejemplo 00:21:11
En el caso en que las dos sean positivas 00:21:13
Si nosotros tenemos la variación de energía libre de 10, incremento de H 00:21:17
Si es positivo, para que todo se convierta en algo negativo 00:21:21
Para que sea espontánea 00:21:25
tenemos menos, hay que restarle T por incremento de S 00:21:27
estamos diciendo que incremento de S también es mayor que cero 00:21:31
las dos son mayores que cero 00:21:33
entonces cuando se hace este término más potente que el otro 00:21:35
si nosotros tenemos temperaturas altas y lo multiplicamos por una variación de entropía positiva 00:21:42
y esta variación de entropía es también positiva 00:21:50
Si le restamos algo muy grande, pues incremento de G puede resultar menor que cero. 00:21:54
Por lo tanto, sería espontáneo. 00:22:00
Luego sería espontánea a temperaturas altas. 00:22:02
Pero, si tenemos las dos con signo negativo, imaginamos que tenemos incremento de H negativo, 00:22:05
pero le restamos algo negativo, tenemos esto negativo y le restamos algo negativo 00:22:14
pero el menos por menos es más, no le estamos sumando algo muy grande 00:22:23
porque estamos hablando de que si la temperatura es baja 00:22:30
al multiplicar T por incremento de S que es negativo 00:22:34
que ya por ser negativo este término se convierte en positivo 00:22:38
pues si el incremento de S es negativo 00:22:42
este signo es negativo 00:22:45
esta resta se va a convertir en positiva 00:22:46
pero 00:22:49
estábamos diciendo que el incremento de H 00:22:50
es negativo 00:22:53
tiene tendencia, puede 00:22:54
que el resultado nos dé negativo 00:22:56
si este término 00:22:59
que luego le vamos a sumar 00:23:01
porque menos 00:23:03
hemos dicho que el incremento de S es negativo 00:23:05
le vamos a sumar 00:23:07
con signo más 00:23:09
vale, entonces ¿quién puede más? 00:23:10
bueno, pues si la temperatura es baja 00:23:13
este término que luego va a resultar 00:23:15
con signo más 00:23:17
va a ser más pequeño 00:23:18
con lo cual el incremento de H 00:23:19
que es negativo 00:23:22
va a seguir siendo negativo 00:23:23
con lo cual la variación será puntual 00:23:25
¿vale? 00:23:28
bueno, y por último 00:23:30
vamos a ver 00:23:32
qué pasará 00:23:35
cuando la variación 00:23:37
de energía libre de iris es igual a cero. 00:23:40
Entonces, en este caso, el proceso está en equilibrio, ¿vale? 00:23:43
Por ejemplo, el agua y el hielo a cero grados están en equilibrio. 00:23:47
El agua en estado sólido se mantiene en equilibrio con estado líquido, ¿vale? 00:23:52
No podemos decir nada de la cinética de la reacción, es decir, 00:23:56
¿a qué velocidad va a ocurrir esta reacción, este proceso? 00:24:00
Entonces, hay procesos que son espontáneos, pero que no tienen lugar 00:24:04
porque son muy lentos y van a seguir ahí en estado, ¿vale? 00:24:08
Entonces, se puede decir que no es espontáneo. 00:24:12
Entonces, cualquier reacción química evoluciona hasta llegar a un estado de equilibrio 00:24:15
más o menos desplazado hacia reactivos o los productos. 00:24:20
Bueno, pues si en ese momento estará en equilibrio, decimos, 00:24:25
pues la variación de energía libre de virus es igual a cero. 00:24:30
Dice lo siguiente, calcule la entalpía estándar de formación del disulfuro de carbono a partir de sus elementos, carbono grafito y azufre sólido, conociendo estos datos. 00:24:35
Tenemos tres reacciones, ABC y las entalpías estándar de cada una de estas reacciones. 00:24:48
La reacción de síntesis es la que tenemos en rojo, el carbono reacciona con el azufre y nos da el CS2. 00:24:57
Vale, disfructuro de carbono. 00:25:05
Entonces, podemos decir que esta obtención del síntesis del disfructuro de carbono se puede obtener aplicando lo siguiente. 00:25:08
Es decir, sumando la A sin multiplicar por nada, más la B multiplicado por 2 y restándole la C. 00:25:22
¿Por qué? 00:25:30
Porque necesitamos carbono grafito y en la A lo tenemos. Si necesitamos 2 de azufre sólido, en la B tenemos 1. Entonces la multiplicamos la B por 2. 00:25:31
Y la C, pues necesitamos obtener disulfuro de carbono y en la C la tenemos entre los reactivos, con lo cual si yo la cambio de signo a esta reacción, incluida el calor de la reacción, invierto productos por reactivos, por eso le he puesto signo menos C, pues también el calor de la reacción me saldría con signo menos. 00:25:45
Entonces, la sumo, estas ecuaciones y sus entalpías, llevamos a cabo estas operaciones, 00:26:14
A más 2B menos C, y nos da lo siguiente. 00:26:22
Entonces, me quedaría la A, me quedaría como está, 00:26:26
carbonografito más O2 gas, para dar CO2 gas, 00:26:32
el calor de la reacción lo dejo tal cual, 00:26:39
La B la multiplico por 2, entonces tenemos 2 de azufre, perdón, 2 de azufre sólido 00:26:44
más 2 de O2, gas, para dar 2 de SO2, gas. 00:27:07
La variación de entalpía estándar también sería E2 multiplicado por menos 296,1 kilojulios mol. 00:27:16
Y la C la invierto, con lo cual me quedaría, sin multiplicarla por nada, me quedaría CO2 gas más 2 de CO2 gas. 00:27:29
Se accionan para dar S2 más 3 de CO2 gas. 00:27:45
Y entonces el calor de reacción en este caso me queda con el mismo valor, te lo he cambiado de signo, me quedaría más 1.072 kilojulios mol. 00:27:58
Entonces a continuación sumo las reacciones y me quedaría. 00:28:14
Vamos a ver que en el primer miembro tenemos O2 y en el segundo miembro tenemos O2 00:28:24
En el primer miembro tenemos una de O2, en la primera y dos de O2, son tres de O2 00:28:36
Y en el segundo tenemos tres de O2, con lo cual esto lo simplifico 00:28:41
Y en el CO2 tenemos CO2 en el primer miembro y CO2 en el segundo 00:28:46
También lo simplifico. Y el SO2, tenemos dos de SO2 en el primero y también dos de SO2 en el segundo, con lo cual me quedaría carbonografito, lo pongo en rojo, reacciona con dos de ese azufre para dar el sulfuro de carbono, con lo cual me queda carbonografito. 00:28:53
y la variación de entalpía, esta reacción sería igual, la A la sumo, la A la sumo, 00:29:23
dejo como está, menos 393,5 kilojulios mol, la segunda me quedaría multiplicada por 2, 00:29:53
que sería igual a menos 592,2 kilojulios mol, y la tercera me ha quedado positiva, 00:30:07
hemos dicho al cambiarla, signo, más 1072 kilojulios mol, con lo cual esto me quedaría, 00:30:23
voy a poner un rojo aquí, el resultado me quedaría 86,3 kilojulios mol. 00:30:34
Bueno, este sería igual a la variación de entidad estándar de esta operación. 00:30:53
Materias:
Química
Niveles educativos:
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  • Formación Profesional
    • Ciclo formativo de grado superior
      • Primer Curso
      • Segundo Curso
Autor/es:
M J V
Subido por:
M. Jesús V.
Licencia:
Todos los derechos reservados
Visualizaciones:
35
Fecha:
6 de febrero de 2025 - 11:26
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES LOPE DE VEGA
Duración:
31′ 06″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
95.32 MBytes

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