PROBLEMA 1 Calcular la
∆ de la reacción () + () →2()
Sabiendo que:
() + 12 → () + →
∆ = −2 −283 83,0,0 ∆= −3 −393 93,5,5
Aplicando la Ley de Hess:
2( → () + 12 ) ∆ ∆ = 2( 2(+2 +283 83,0,0)) 2 →2() + )∆ = +566 66,,0 () + → ∆ = −393,5 () + () →2() ∆=+172,5
PROBLEMA 2
()
Las entalpías estándar de formación del son respectivamente () y del - 393KJ/mol y -286 KJ/mol y la entalpía estándar de combustión del es -1164 KJ/mol. Calcular:
( )
a) La entalpia de formación del etanal b) La energía que se libera al quemar 10 g de etanal.
() + () → () ∆ = −393,0 / 1 () + 2 () → () ∆ = −286,0 / () + 52 () →2() + 2() ∆ = −1164,0 / y la reacción de la entalpia desconocida es:
1 2() + 2() + 2 () → ()
∆ =?
a)
Aplicando la Ley de Hess:
2( + ) → 2 ∆ = 2(−393,0) / 2(() + 12 ()) → 2() ∆ = 2(−286,0) / 5 2() + 2() → () + 2 () ∆ = 1164,0 / 2 + 2() + 1 () → () 2 ∆=+194 /mol b)
La combustión del etanal sigue la siguiente reacción:
() + 52 () → 2() + 2() ∆= −1164,0 /
Suponiendo una combustión estandar:
10 = 0,227 44
=∆ = (0,227 )(−1164,0 /) =−264,5
PROBLEMA 3
Calcular la
∆
a 25 °C del sistema y del universo para
+ → () ∆= − ∆= − - = 110-131-1/2 x205 ∆= -123,5 J/K mol ∆ ∆ = =959
298
Sustancias
()
J/K 110 131 205
∆ () = −, /
ç
∆= ∆ + ∆=−123,5+959=835,5
PROBLEMA 4
Calcular el cambio de energía libre estándar para la reacción
() + () → () + () ∆ = ∆ − ∆ ∆ = − + − − − ∆ = −
Sustancias
() () ()
∆ kJ/mol -394 -237 --- 166
La energía libre (G) es la única función termodinámica que nos permite analizar fácilmente su dependencia con la temperatura Supondremos que ni la entalpía ni la entropía varían de manera importante con la temperatura, de forma que podemos considerarlas constantes en el rango de temperaturas de interés La reacción pasa de espontánea a no espontánea o viceversa, pasa por el equilibrio, cuando ΔGr = 0 kJ
∆ = ∆ −∆
∆ =∆
= ∆ ∆
Analizamos las distintas combinaciones de signos posibles para ΔH y ΔS
= ∆ ∆
ΔH < 0, ΔS > 0
ΔG
= ΔH - TΔS
0
ΔH
- TΔS
ΔG
Proceso espontáneo a toda temperatura, ΔG siempre negativo
ΔH > 0,
ΔS > 0
ΔG
= ΔH - TΔS
ΔH
0 ΔG
- TΔS
Proceso espontáneo sólo a altas temperaturas
PROBLEMA 5
r, , Δr y Δr a 25° C para la reacción () + () → () Calcule Δ a 300 °C suponiendo que Δ r y Δ r no varían con la temperatura. ¿A partir de qué temperatura la reacción cambiará de comportamiento? ∆ = x(-395) – 2x(-297)kJ/ mol Sustancias ∆ kJ/mol -297 () ∆ = -196 kJ -395 () ∆ = x(256) – 2x(249) -205 Sustancias J/mol K ∆ = – 191 J/K +249 () +256 () ∆ = -196 kJ – 298K x(-191)J/ K +205 () La reacción pasa de espontánea a no espontánea ∆ = -139 KJ cuando r = 0 kJ ∆ = -196 kJ – 573K x(-191)J/ K Calcular Δ
Δ
∆=∆ ∆ ∆ son independientes de la temperatura ∆ = ∆ −196 = − 0,191 / = 1026
PROBLEMA 6 Energía libre de Gibbs Calcular la variación de entropía que se produce en la combustión del metanol Datos
= 126,8 = 213,4 = 204,8 = 188,7
3 + 2 → + 2 ∆ = − ∆ =(213,4+2188,7) −(126,8 +x 204,8) ∆ =156,8
PROBLEMA 7 Predecir la espontaneidad de la siguiente reacción:
() → 2() + 1/2 () Datos de la reacción: ∆H= 30,6 kJ ∆ = 60,2 J/K 2() + 1/2 () → ∆G=− 30.600 J −298 K(60,2J/K) = − 30.600 J − 17 940 J ∆G=− 48 549 J
∆H= −30,6 kJ
