La entropía molar y el tercer principio de la Termodinámica

Tercer principio de la termodinámica

La entropía de una sustancia cristalina pura, con ordenamiento perfecto, es nula en el cero absoluto de temperatura.

En el cero absoluto de temperatura, los átomos y moléculas están virtualmente quietos, es decir, no realizan ningún tipo de movimiento (traslación, rotación o vibración). Debido a ello, un sólido cristalino puro cuyos átomos están inmóviles y perfectamente ordenados, posee una entropía teóricamente nula.

Esto no ocurre con la energía interna o la entalpía, para las cuales sólo podemos determinar variaciones, y cuando las calculamos es porque hemos definido arbitrariamente otro valor como referencia. En el caso de la entropía podemos tomar el cero absoluto como referencia (ya que en él la entropía es nula) y poder asignar un valor real de entropía a cualquier elemento o compuesto.

Entropía molar estándar

La entropía molar estándar de una sustancia (representada con el superíndice º) es la entropía de un mol de dicha sustancia en condiciones estándar (1 bar o 1 atm de presión y 25 ºC). Sus unidades son:

entropia-molar-estandar

Al tratarse de entropía por mol de sustancia, es una magnitud intensiva, pues no depende de la cantidad de sustancia.

Como la entropía toma un valor nulo en el cero absoluto de temperatura, podemos asignar un valor determinado y real de entropía a cualquier elemento o compuesto, que será siempre positivo por encima de 0 K. Según aumentemos la temperatura los valores de entropía aumentarán, pues aumenta la movilidad de las partículas y su desorden será mayor. De esta manera, podemos entender que la entropía de los sólidos será menor que la de los líquidos y éstas mucho menores que la de los gases.

entropia-solido-liquido-gas

Entropía estándar de reacción

Al ser la entropía una función de estado, la variación de entropía estándar de una reacción química se puede calcular así:

entropia-estandar-reaccion

  • En muchas ocasiones podemos predecir si la variación de entropía de una reacción es positiva o negativa atendiendo al estado físico en el que se encuentras los reactivos y los productos: en el sentido en el que se formen más moles gaseosos la entropía aumentará.
  • Una reacción química no suele ser un sistema aislado, por lo que la variación de entropía no es un criterio suficiente para determinar su espontaneidad (para ello debemos definir otra magnitud termodinámica, la energía libre de Gibbs).

Unos pocos ejercicios nos servirán para practicar.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s