Variación energética en sistemas no aislados

El cambio energético representado por ΔU es el que experimentaría un sistema aislado. Sin embargo, normalmente no realizamos una reacción química en un recipiente cerrado con paredes aisladas térmicamente, sino que trabajamos en recipiente abierto a la presión atmosférica o a temperatura ambiente, o ambas cosas. En estas condiciones no puede recuperarse todo el ΔU como trabajo útil, sino que se pierde una parte al medio ambiente.

Si una reacción se realiza a presión constante, cualquier expansión del sistema reaccionante empuja contra la atmósfera y, así, el trabajo correspondiente se pierde; el remanente viene dado por

que es el calor de reacción a presión constante, ΔH.

Si una reacción se realiza a temperatura y presión constantes, como ocurre normalmente en el laboratorio, se pierden la energía de presión y el volumen, p • ΔV, y la energía de temperatura-entropía, T • ΔS. Esta última representa aquella parte de la energía de un sistema que no puede salir de él.

ΔG nos da la cantidad de energía eléctrica obtenible cuando tiene lugar una reacción química en una batería.

En resumen, la energía útil máxima obtenible viene dada por la función

 que es la energía libre de Gibbs.

En los sistemas biológicos las reacciones químicas tienen lugar en disoluciones acuosas diluidas, en las que la temperatura, la presión y el volumen permanecen constantes. En estas condiciones, el término p • ΔV es cero y ΔH es, por tanto, igual a ΔU, de manera que:




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