Reazioni chimiche ed energia libera

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giovanni_filomeno

2016-12-21 15:47

Salve a tutti, vi espongo un dubbio che mi sta tormentando da un'oretta abbondante. Vi riporto un passo del mio testo di chimica: Per la generica reazione chimica: aA + bB --> cC + dD la variazione di energia libera è: ΔG=G2-G1=(cGC+dGD) - (aGA+bGB)    (*considerate le lettere A, B, C e D come pedici, non trovo il modo di inserirli  O_o ) Si consideri un sistema omogeneo in fase gassosa in cui a temperatura T tutti i componenti abbiano pressione unitaria e siano perciò allo stesso stato standard (G0i ma 0 è un apice che in seguito ometterò per comodità) Allora la differenza tra l'energia libera dei componenti scritti a destra (pedice 2) e a sinistra (pedice 1) sarà: ΔG=G2-G1=(cGC+dGD) - (aGA+bGB)  (tutti i termini con l'apice 0 poichè sono allo stesso stato standard) ΔG può essere minore o maggiore di zero Nel caso in cui ΔG<0 la reazione evolve spontaneamente da sinistra verso destra (verso della freccia) e, di conseguenza, aumentano i valori delle pressioni parziali e delle energie libere molari di C e D mentre diminuiscono quelle di A e B Il mio dubbio sta nella frase rossa. Essendo il ΔG=G2-G1<0 è ovvio che G1>G2 quindi il valore dell'energia libera di C e D sta diminuendo, non aumentando! Inoltre per le pressioni vale ΔG=nRT*ln(P2/P1)<0 che per essere vera implica che P2<P1 quindi anche la pressione parziale di C e D sta diminuendo! Io non so se sono io che non sto capendo qualcosa o il l'autore ha commesso un errore di distrazione, quindi chiedo un aiuto "umano". Ringrazio in anticipo chiunque vorrà darmi una mano. PS: chiedo scusa se non ho scritto la domanda in maniera elegante ma vado molto di fretta e non ho trovato modi migliori per scriverlo PPS: Se la sezione è sbagliata cambio subito. Sono nuovo, abbiate pietà PPPS: il mio libro è "La chimica di base con esercizi" - Nobile, Mastrorilli

NaClO

2016-12-21 17:13

Da quel che so,la variazione di energia può anche essere negativa,nel caso che i prodotti hanno energia maggiore.Ciò si riscontra molto spesso in biochimica nell'alimentazione cellulare.

giovanni_filomeno

2016-12-21 17:28

NaClO ha scritto:

Da quel che so,la variazione di energia può anche essere negativa,nel caso che i prodotti hanno energia maggiore.Ciò si riscontra molto spesso in biochimica nell'alimentazione cellulare.

Si certo, la variazione di energia libera può essere negativa, anzi è condizione necessaria affinchè la reazione avvenga spontaneamente nel verso indicato (come nel mio caso). Quello che non mi torna è il fatto che, appunto perchè qui la variazione di energia libera è negativa, sia le pressioni parziali che l'energia libera stia aumentando! Lo trovo contraddittorio sia da un punto di vista puramente matematico (se ΔG=G2-G1<0 può cascare il mondo ma G2<G1 e vale anche per le pressioni) sia da un punto di vista concettuale (le reazioni spontanee dovrebbero "guidare" il sistema verso una configurazione a energia libera minore). Non so se ho preso qualche abbaglio, ma sinceramente non riesco a trovare la falla del mio ragionamento (ed egoisticamente spero che non ci sia  :-D)

PS: Ti ringrazio per la risposta  *yuu*

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NaClO

2016-12-21 17:35

Le reazioni chimiche avvengono proprio per portare i reagenti iniziali ad uno stato di maggior stabilità.

Tu per G1 intendi l'energia libera iniziale e per G2 intendi l'energia libera finale?


giovanni_filomeno ha scritto:

le reazioni spontanee dovrebbero "guidare" il sistema verso una configurazione a energia libera minore

È proprio così!


Sulla frase in rosso:per far avvenire la reazione ci deve esser stato un apporto di energia esterno,come per una combustione

giovanni_filomeno

2016-12-21 17:41

NaClO ha scritto:

Le reazioni chimiche avvengono proprio per portare i reagenti iniziali ad uno stato di maggior stabilità.

Tu per G1 intendi l'energia libera iniziale e per G2 intendi l'energia libera finale?


È proprio così!

Si esatto. G1 è l'energia libera posseduta dagli "elementi a sinistra" (che siccome ΔG<0 possiamo chiamare reagenti credo) e G2 è quella posseduta da quelli a destra. Il sistema evolve da una configurazione ad energia libera maggiore (G1) verso una ad energia libera minore (G2) come è giusto che sia.

NaClO

2016-12-21 17:44

Quando la freccia va verso destra,gli elementi a sinistra della freccia sono i reagenti,quelli a destra sono i prodotti,indipendentemente dall'energia libera. Le energie libere dei reagenti mi pare siano fisse a STP.

giovanni_filomeno

2016-12-21 17:47

Scusami se sono pesante, ma se ΔG<0 la reazione è spontanea, quindi non dovrebbe avere bisogno di un apporto di energia, anzi dovrebbe avvenire con una fornitura di energia verso l'ambiente (dovrebbe essere esotermica). Ovviamente correggimi se sbaglio.

NaClO

2016-12-21 17:47

Aspettiamo gli utenti più esperti.


Sì, è esotermica questa reazione.

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giovanni_filomeno

2016-12-21 17:49

NaClO ha scritto:

Gli elementi a sinistra della freccia sono i reagenti,quelli a destra sono i prodotti,indipendentemente dall'energia libera.


Le energie libere dei reagenti mi pare siano fosse.

Si, sono fisse a temperatura fissata. Ma il problema è che quella iniziale è maggiore di quella finale, percui la differenza di energia libera è negativa, mentre la frase in rosso afferma esattamente il contrario  O_o


Ok attendo. Nel frattempo ti ringrazio per il tempo che mi hai dedicato :-)

NaClO

2016-12-21 17:51

Di nulla,nessuna pesantezza.

LuiCap

2016-12-27 23:11

Per toglierti il dubbio relativo all'affermazione "aumentano i valori delle pressioni parziali di C e D mentre diminuiscono quelle di A e B", prova a risolvere il seguente esercizio:

Si consideri la seguente reazione:

A(g) + 2B(g) <--> C(g) + 2D(g)

In un recipiente di 1,0 L vengono introdotte 1,0 mole di A e 1,0 mole di B. Sapendo che a 25°C il ΔG° della seguente reazione è -20 kJ/mol, calcolare:

a) la Kp

b) le pressioni parziali dei componenti prima del raggiungimento dell'equilibrio

c) le pressioni parziali dei componenti all'equilibrio

d) in base ai risultati ottenuti verifica se l'affermazione "aumentano i valori delle pressioni parziali di C e D mentre diminuiscono quelle di A e B".

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