Calculadora de energía libre de Gibbs
Esta calculadora obtiene la energía libre de Gibbs ΔG = ΔH − TΔS a partir del cambio de entalpía, el cambio de entropía y la temperatura. Para la vaporización del agua (ΔH = 44,01 kJ/mol, ΔS = 118,8 J/(mol·K)) a 298 K da +8,61 kJ/mol: no es espontánea a temperatura ambiente.
Ejemplo: Cambio de entalpía ΔH 44,01 kJ/mol · Cambio de entropía ΔS 118,8 J/(mol·K) · Temperatura 298 · Unidad de temperatura: Kelvin (K) → ΔG: ΔG = 8,61 kJ/mol – no espontáneo (ΔG > 0). Fuente: OpenStax Chemistry 2e, 16.4 Free Energy – ΔG = ΔH − TΔS, Table 16.3 (spontaneity), four sign cases, T = ΔH/ΔS at ΔG = 0, ΔG° = −RT ln K with R = 8.314 J/(K·mol), Table 16.4; Examples 16.7 (vaporization of water, 8.6 kJ at 298 K), 16.8 (HgO), 16.11 (boiling point estimate 370.5 K), 16.13 (Ksp of AgCl) (read 10.10.2026). Actualizado: .
Cómo se calcula
El cambio de energía libre de Gibbs es ΔG = ΔH − TΔS. Si ΔG es negativo el proceso es espontáneo, si es positivo no lo es, y ΔG = 0 significa equilibrio. Así presenta el libro de texto OpenStax Chemistry 2e la energía libre de J. Willard Gibbs: a temperatura y presión constantes, ΔG combina el cambio de entalpía ΔH y el cambio de entropía ΔS del sistema. T es la temperatura absoluta en kelvin y solo puede ser positiva. ΔS suele darse en J/(mol·K) y ΔH en kJ/mol, por eso TΔS se divide entre 1000 antes de restar.
Ejemplos de energía libre de Gibbs
| ΔH (kJ/mol) | ΔS (J/(mol·K)) | T (K) | ΔG (kJ/mol) |
|---|---|---|---|
| 44,01 | 118,8 | 298 | 8,61 |
| 44,01 | 118,8 | 373 | −0,30 |
| 90,46 | 107,4 | 298,15 | 58,44 |
| −100 | 50 | 298 | −114,90 |
| 50 | −100 | 298 | 79,80 |
| −50 | −100 | 298 | −20,20 |
| −50 | −100 | 600 | 10,00 |
La primera fila es el ejemplo 16.7 de OpenStax, la vaporización del agua: 44,01 kJ − 298 K × 118,8 J/K ÷ 1000 = 44,01 − 35,40 = 8,61 kJ (el libro redondea a 8,6 kJ), así que la ebullición no es espontánea a 25 °C. La tercera fila es la descomposición del óxido de mercurio(II) amarillo (ejemplo 16.8); el libro imprime 58,45 kJ/mol y el cálculo exacto da 58,44. Las cuatro últimas filas usan números redondos para mostrar los cuatro casos de signos (calculado).
Espontaneidad y temperatura de cambio
- ΔH negativo y ΔS positivo: espontáneo a cualquier temperatura.
- ΔH positivo y ΔS negativo: no espontáneo a ninguna temperatura.
- Ambos positivos: espontáneo solo a temperatura alta; ambos negativos: solo a temperatura baja.
Cuando ΔH y ΔS tienen el mismo signo, ΔG cambia de signo en T = ΔH/ΔS. Para el agua: 44 010 J ÷ 118,8 J/K = 370,5 K = 97,3 °C. OpenStax usa este cálculo para estimar el punto de ebullición y lo compara con el valor aceptado de 373,2 K; la diferencia viene de usar datos medidos a 298 K. Con valores estándar, ΔG° = −RT ln K une ΔG con la constante de equilibrio (R = 8,314 J/(K·mol)): ΔG° = 55,7 kJ/mol para disolver AgCl a 298,15 K da K = 1,74 × 10⁻¹⁰.
La relación entre energía y potencial de una pila está en la calculadora de la ecuación de Nernst; presión, volumen y temperatura de un gas se relacionan con la ley de los gases ideales.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de la energía libre de Gibbs?
ΔG = ΔH − TΔS, con ΔH el cambio de entalpía, T la temperatura absoluta en kelvin y ΔS el cambio de entropía. Pasa ΔS de J a kJ (÷ 1000) antes de restar.
¿Cuándo es espontánea una reacción?
Cuando ΔG es negativo. ΔG > 0 significa que no es espontánea en sentido directo y ΔG = 0 que el sistema está en equilibrio.
¿A qué temperatura se vuelve espontánea una reacción?
Si ΔH y ΔS tienen el mismo signo, en T = ΔH/ΔS (ΔH en J). Por encima de esa temperatura si ambos son positivos, por debajo si ambos son negativos.
¿Cómo obtengo K a partir de ΔG?
Con valores estándar: K = e^(−ΔG°/RT), R = 8,314 J/(K·mol). Un ΔG° negativo da K > 1 (predominan los productos) y uno positivo K < 1.
¿Por qué el ejemplo del agua da 97,3 °C y no 100 °C?
ΔH y ΔS salen de tablas a 298 K y se tratan como constantes. OpenStax indica que con valores medidos más cerca del punto de ebullición el resultado mejora.
Fuentes y base legal
Última actualización: · Principios editoriales
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