L’energia libera di Gibbs, G

Presentazione sul tema: "L’energia libera di Gibbs, G"— Transcript della presentazione:

1 L’energia libera di Gibbs, G
D Stotale = D Ssistema + D Sambiente  0

2 A pressione costante e in assenza di lavoro extra (dwe) dqp = dH
TdS  dH dH - TdS  0

3 A volume costante e in assenza di lavoro extra (dwe) dqv = dU
TdS  dU dU - TdS  0

4 G = H - TS Energia libera di Gibbs
A = U - TS Energia libera di Helmholtz dG = dH – TdS – SdT dA = dU – TdS -SdT A temperatura costante dG = dH - TdS dA = dU- TdS

5 Criterio di spontaneità
dGT,p  T, p costanti dwe=0 dAT,V  T, V costanti dwe=0

6 Il valore di DG associato ad un processo rappresenta il lavoro massimo, escluso quello di espansione, che si può ottenere da quel processo in condizioni di T e p costante. G = H - TS a T costante dG = dH -TdS H = U +pV dH = dU +pdV + Vdp dU = dq -pdV +dwe dH = dq -pdV +dwe +pdV + Vdp

7 dH = dq +dwe + Vdp a pressione costante dH = dq +dwe dG = dH -TdS = dq +dwe -TdS Se il processo è reversibile dq = TdS dG = dwe

8 Se il processo è irreversibile
dq  TdS dG - dwe = dq - TdS  0 dG  dwe

9 a T e p costante Il lavoro massimo si ottiene in condizioni di reversibilità DG = we, max

10 Proprietà dell’energia libera di Gibbs
G = H - TS dG = dH - TdS - SdT H = U + pV dH = dU +pdV + Vdp dG = dU +pdV + Vdp - TdS - SdT dU = TdS- pdV dG = TdS- pdV +pdV + Vdp - TdS - SdT dG = Vdp - SdT

11 Variazione di G con la temperatura

12 Equazione di Gibbs - Helmoltz
2 T H G p - = ÷ ø ö ç è æ Equazione di Gibbs - Helmoltz L’equazione di Gibbs- Helmholtz si applica anche alle variazioni di G

13 Ora dimostriamo che e quindi

14 ma

15 Variazione di G con la pressione
Considerando le corrispondenti quantità molari

16 Per un solido o un liquido incompressibile

17 Per un gas perfetto

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19 Il potenziale chimico Per una sostanza pura G = n Gm
Il potenziale chimico di una sostanza pura coincide con la sua energia libera molare  = Gm

20 Per sostanze in stato condensato Gm e quindi µ varia poco con la pressione.
Per un gas perfetto

21 Fissando convenzionalmente lo stato standard
alla pressione p° (1 bar)

22 Gas reali Stato standard per un gas reale: stato ipotetico in cui il gas si trova alla pressione p° e si comporta idealmente

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25 Si può dimostrare che

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27 Energia libera standard di reazione

28 Calcolare Dr G° per la reazione
dai dati tabulati a 298 K

29 DrG° = DrH° - T DrS°

30 DrG° = DrH° - T DrS°

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32 Le equazioni fondamentali per un sistema chiuso

33 Differenziale esatto

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