¿Qué es la calculadora de energía libre de Gibbs?
Esta calculadora determina la variación de energía libre de Gibbs (\(\Delta G\)) de una reacción química a partir de su variación de entalpía (\(\Delta H\)), la temperatura absoluta (\(T\)) y la variación de entropía (\(\Delta S\)). El valor de \(\Delta G\) te indica si una reacción puede producirse de forma espontánea a temperatura y presión constantes: un \(\Delta G\) negativo significa que el proceso es termodinámicamente favorable (exergónico), un \(\Delta G\) positivo indica que no es espontáneo (endergónico) y un \(\Delta G = 0\) quiere decir que el sistema está en equilibrio.
Cómo usarla
Introduce la variación de entalpía \(\Delta H\) en kJ/mol, la temperatura \(T\) en kelvin (K) y la variación de entropía \(\Delta S\) en J/mol·K. Como \(\Delta H\) se expresa en kilojulios y \(\Delta S\) en julios, la calculadora convierte automáticamente \(\Delta S\) a kJ/mol·K (dividiendo entre 1000) antes de combinar los términos, de modo que el resultado quede expresado de forma coherente en kJ/mol.
La fórmula explicada
La ecuación de partida es $$\Delta G = \Delta H - T\,\Delta S$$ El término de entalpía refleja el intercambio de calor (formación y ruptura de enlaces), mientras que el término de entropía \(T\,\Delta S\) recoge cómo cambia el desorden, ponderado por la temperatura. A medida que la temperatura aumenta, crece la contribución de la entropía, lo que puede invertir el signo de \(\Delta G\) y cambiar si una reacción es o no espontánea.
Ejemplo resuelto
Para la formación de agua líquida, \(\Delta H \approx -285{,}8\) kJ/mol, \(\Delta S \approx -163{,}2\) J/mol·K, a \(T = 298{,}15\) K. Convertimos \(\Delta S\): $$-163{,}2 / 1000 = -0{,}1632 {\text{ kJ/mol}\cdot\text{K}}$$ Entonces $$\Delta G = -285{,}8 - (298{,}15 \times -0{,}1632) = -285{,}8 + 48{,}658 = -237{,}14 \text{ kJ/mol}$$ Como \(\Delta G\) es negativo, la reacción es espontánea.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se divide \(\Delta S\) entre 1000? La entropía \(\Delta S\) suele tabularse en J/mol·K, mientras que \(\Delta H\) se da en kJ/mol; al dividir, \(\Delta S\) pasa a kJ/mol·K para que ambos términos compartan las mismas unidades.
¿Qué significa un \(\Delta G\) negativo? Que la reacción libera energía libre y es espontánea en el sentido directo a la temperatura indicada.
¿Puede \(\Delta G\) cambiar de signo con la temperatura? Sí. Cuando \(\Delta H\) y \(\Delta S\) tienen el mismo signo, el término \(T\,\Delta S\) puede dominar a temperaturas altas o bajas, invirtiendo la espontaneidad.
