Page 813 - Quimica - Undécima Edición

17.3 Entropía 783

Figura 17.3 Procesos que dan
lugar a un incremento en la
entropía del sistema: a) fusión:
S líquido . S sólido ; b) vaporización
Sólido Líquido
S vapor . S líquido ; c) disolución: S disol
a)
.
. S soluto ; d) calentamiento: S T 2
.
S T 1
Líquido Vapor
b)

Disolvente

Soluto Disolución
c)

Sistema a T (T > T )
Sistema a T 1 2 2 1
d)
pueden ordenar. Por lo tanto, predecimos que esta fase de transición “orden ¡ desor-
den” resultará en incremento en la entropía a raíz del aumento en el número de microes-
tados. De la misma forma, predecimos que el proceso de vaporización motivará un
incremento en la entropía del sistema. No obstante, el incremento será considerablemente
mayor que para la fusión, debido a que las moléculas en la fase gaseosa ocupan mucho
más espacio, y por lo tanto, se presentan considerablemente más microestados que en la
fase líquida. El proceso de disolución por lo general ocasiona un incremento en la entro-
pía. Cuando un cristal de azúcar se disuelve en agua, la estructura altamente ordenada del
sólido y parte de la estructura ordenada del agua se descomponen. Así, la disolución
tiene una cantidad mayor de microestados que el soluto puro y el disolvente puro combi-
nados. Cuando un sólido iónico como NaCl se disuelve en agua, hay dos factores que
contribuyen al incremento en la entropía: el proceso de disolución (mezcla de un soluto
con un disolvente) y la disociación del compuesto en iones:
H 2 O 1 2
NaCl(s) ¡ Na (ac) 1 Cl (ac)
A mayor número de partículas, mayor número de microestados. Sin embargo, debemos
considerar la hidratación , que provoca que las moléculas de agua se ordenen más en tor-
no a los iones. Este proceso disminuye la entropía debido a que reduce el número de
microestados de las moléculas del disolvente. Para iones pequeños altamente cargados
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como Al y Fe , la disminución en la entropía causada por la hidratación puede superar
el incremento en la entropía causado por la mezcla y disociación; así, el cambio en la
entropía para el proceso global en realidad puede ser negativo. El calentamiento también
incrementa la entropía de un sistema. Además del movimiento de traslación (es decir, el
movimiento a través del espacio de la molécula entera), las moléculas también pueden
ejecutar movimientos rotacionales y vibracionales (fi gura 17.4). A medida que la tempe-
ratura aumenta, las energías asociadas con todos los tipos de movimiento molecular tam-
bién se incrementan. Este aumento en la energía se distribuye o dispersa entre los niveles
de energía cuantizada. Como consecuencia, a mayor temperatura, mayor cantidad de mi-
croestados disponibles, por lo que la entropía de un sistema siempre aumenta con el in-
cremento de la temperatura.