Termodinamica

Relación entre la variación de energía libre y la constante de equilibrio

La ley del equilibrio químico impone una condición a las sustancias que se encuentran en el sistema. Dichas sustancias reaccionarán en un sentido o en el inverso hasta que las concentraciones sean adecuadas para que se cumpla la condición de equilibrio. Esto es lo mismo que decir que cuando el equilibrio se ha alcanzado, no existe tendencia alguna para que una de las reacción (directa o inversa) tengan lugar con mayor velocidad que la otra.

La tendencia a que una reacción transcurra viene determinada por la energía libre del sistema. Si las condiciones son tales que se puede obtener un trabajo útil, la reacción tendrá lugar.

La energía libre de un sistema depende de su estado (P, T) y de la naturaleza y de las concentraciones de las sustancias que lo componen. Las concentraciones tienen tendencia a modificarse siempre que, con ello, se pueda obtener un trabajo útil, o sea que la energía libre adquiera su valor mínimo.

La constante de equilibrio estará pues relacionada con la energía libre. La termodinámica demuestra que la relación es:

 G = - R.T.ln Kp

Cuanto mayor sea la disminución de energía libre (o mayor el trabajo aprovechable), tanto mayor será el valor de K, es decir, tanto más progresará la reacción hacia la drecha, y viceversa. Cuando le valor de Kp es muy grande, la reacción transcurre hacia la derecha de forma prácticamente total.

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