Felipe Boero nº275- segundo año de polimodal

Equilibrio Químico

Actividades

1. Predice si los siguientes procesos son espontáneos o están en equilibrio. Justifica tu respuesta.

a) Un metal caliente (a 1500) se sumerge en agua a 400 C y el agua se calienta.

b) El CO2 en agua se disuelve parcialmente y algo está como gas en un sistema cerrado.

c) El gas natural (metano) encendido y en combustión, produce CO2 y H2O.

Análisis y Estrategia para la resolución del ejercicio: Se evalúa si hay un intercambio de energía con el medio (10 Ley de la Termodinámica):

Si el cambio ocurre sin intervención externa ocurre en el sentido propuesto.

Si se modifica la temperatura puede ocurrir un cambio. Si las fases se interconvierten con la misma rapidez

(coexisten ambas fases), están en equilibrio.

2. Predice si cada uno de los siguientes procesos implica un aumento o disminución de la entropía. Justificarán la respuesta.

a) La descomposición de nitrato de amonio, un fertilizante y explosivo potente: 2NH4NO3(s) 2N2 (g) + 4 H2O (g) + O2 (g)

b) La extracción de sacarosa a partir de la caña de azúcar:

C12H22O11 (aq) C12H22O11 (s)

Análisis y Estrategia para la resolución del ejercicio: El signo de ΔS será positivo si aumenta el desorden y negativo si el mismo disminuye. Al comparar las entropías de reactivos y productos, se busca definir cuáles tienen el mayor número de moléculas de gas (más desordenados), si se componen de moléculas más complejas sólidas o si se evapora un líquido (más

Felipe Boero nº275- segundo año de polimodal

ordenados), si hay un aumento de volumen o hay disolución (más desordenados). La diferencia de entropías entre sustancias más desordenadas en el producto y más ordenadas en los reactivos, determina entropía con signo positivo. Ver valores de Entropía en Tabla de Textos.

3. Analicen el diagrama de Born- Haber para la formación de la sustancia iónica NaCl:

a. Describe las etapas de ruptura de enlaces de los reactivos e identifique valores de entalpía.

b. Justifique con valores de energía la formación de los enlaces del producto iónico NaCl(s)

4. En la formación de compuestos iónicos y covalentes: Comparen los factores termodinámicos que tienen mayor importancia en ambos procesos. ¿Qué cambio energético da idea que el compuesto es estable desde la termodinámica? Calculen ΔG considerando los cambios globales de la entalpía (ΔH0= −125 kj ∕mol) y entropía (ΔS0=− 140j∕mol.K) a 250C.Desde la termodinámica, ¿resulta estable esta sustancia?

Ejercicios Complementarios

1. Prediga si la siguiente reacción implica un aumento de la entropía.

a) La conversión de SO2 a SO3, que es un paso clave en la obtención de ácido sulfúrico: 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)

b) La combustión biológica de los alimentos (como glucosa) en los organismos vivos:

C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) 6CO2 (g) + 6H2O(l)

2. Determine la energía libre de las siguientes reacciones y utilice esta información para decir si la reacción es espontánea a temperatura y presión estándar.

a) H02 (g) + ½ O2 (g) H2O (l)

b) 2 Mg (S) + O 2 (g) 2 MgO (s)

Felipe Boero nº275- segundo año de polimodal