Energía libre y equilibrio

El definir las constantes de equilibrio a partir de datos experimentales no nos permite justificar por qué la constante de equilibrio varía con la temperatura, pero es independiente de la concentración. Pero si tenemos en cuenta que la constante de equilibrio está realacionada con la energía libre a través de la expresión:

y que en el equilibrio ΔG = 0, es decir:

podemos justificar los factores que influyen en el equilibrio.

Como ΔG° es la energía libre de la reacción a una temperatura determinada cuando todos los reactivos y productos se encuentran en sus estados estándar y éstos son los que determinan las concentraciones, la energía libre estándar, ΔG°, es independiente de las concentraciones actuales en cualquier experimento real. Por consiguiente, K_p es también independiente de las concentraciones. Sin embargo, como la energía libre se define para una temperatura dada y tendrá distintos valores numéricos a temperaturas diferentes, la constante de equilibrio también será función de la temperatura.

Como en la variación de la energía libre estándar, ΔG°, suponemos que las presiones parciales de todos los componentes son de 1 atm, dicha variación de energía libre no es función de la presión, y, por tanto, la constante de equilibrio tampoco lo será.

La variación de energía libre representa la cantidad de energía que hay disponible para efectuar trabajo o para convertirse en fuerza impulsora de una reacción química.

La fuerza que impulsa hacia el equilibrio disminuye conforme nos aproximamos a él. Cada incremento sucesivo de la reacción da lugar a una variación más pequeña de energía libre, y el equilibrio se alcanza cuando ΔG = 0.