Ecuación de Gibbs

8/17/2019 Ecuación de Gibbs

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ECUACIÓN DE GIBBS - HELMHOLTZ

1. Determina si es espontnea !a "orma#i$n %e! CO2 (g) a partir %e

s&s e!ementos a '()C

Datos:

∆ H f °

CO2(g ) = -393.5 kJ/mol

S° CO2 (g) = 213.4 J/mol K

S° O2(g ) = 204.8 J/mol K

S° C (s) = 5.7 J/mol K

SOLUCIÓN:

C (s)+O2 (g)→CO2(g )

∆ H = (−393.5 kJ )−(0+0)

∆ H =−393.5kJ

∆ S=(213.4 )−(5.7+204.8)

∆ S=2.9 J

K

∆ G=∆ H −T ∆ S

∆ G=−393500 J −298 K (2,9 J

K )

∆ G=−394.4 kJ

La reacc!" es es#o"ta"ea

'. Ca!#&!ar !a *aria#i$n %e !a ener+,a !ire %e Gis para !a#om&sti$n %e! metano a '/ 0. Datos


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∆ H f °

CH 4 (g) = -74.8 kJ/mol S° CH 4( g) = 18$.3 J/mol K

∆ H f °

CO2(g ) = -393.5 kJ/mol S° CO2 (g) = 213.4 J/mol K

∆ H f ° H 2 O(g ) = -241.$ kJ/mol S° H 2O(g) = 188.7 J/mol K

S° O2(g ) = 49.0 J/mol K

SOLUCIÓN

CH 4( g)+2O2 (g)→CO2(g )+ H 2O(l )

∆ H = [1 (−393.5 kJ )+2 (241.6 ) ]−[1(74.8 )+2 (0)]

∆ H =−801.9kJ

1(186.3)+2(49.0)∆ S=[1 (213.4 )+2 (188.7 ) ]−¿ %

∆ S=306.5 J

K

∆ G=∆ H −T ∆ S

∆ G=−801900 J −298 K (306.5 J

K )

∆ G=−893.2kJ

2. 3re%e#ir !a espontanei%a% %e !a si+&iente rea##i$n

Ag2

O(s)→2 Ag(s)+1

2O

2(g )

Datos %e !a rea##i$n4H5 2678 9: 4S; 5 867' :


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∆ G=∆ H −T ∆ S

∆ G=−30600J −298 K (60.2 J

K )

∆ G=−48.540 kJ

∆ H f °

CO2(g )=−30.6 kJ

=. 3ara &na %etermina%a rea##i$n7 a '( ;C7 !os *a!ores %e 4H; > 4S;son7 respe#ti*amente7 167( 9: > 2676 :


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(. Sera o no espontanea !a si+&iente rea##i$n

2 H 2

O2 (l)+2O2 (g ) → H 2O(l )+O2( g ) saien%o &e ∆ H f

° ( kJ mol ) H 20(l )=−285.8

F ∆ H f ° ( kJ mol ) H 2O2 (l )=−187.8 > &e S) ( J mol K ) H 2O(l )=−69.9 F S)

( J mol K ) H 2O2 (l )=−109.6 F S) ( J

mol K )O

2( g )

SOLUCIÓN:

∆ S °=∆ n p× S ° ( productos )−∆ nr × S ° ( reactivos )

∆ S °=[2× S ° ( H 2O )+S ° O2 ]−2×S ° ( H 2O2)

∆ S °=[2mol×69.9 J mol K +1mol×205.0 J mol K ]−2mol×(−109.6 J mol K )

∆ S °=126.0 J

K

∆ G=∆ H −T ∆ S

∆ G=−196.0kJ −298 K (0.126 kJ

K )

∆ G=−233.5

.: La reacc!" es es#o"ta"ea

8. Sera espontanea !a rea##i$n 2rCl ( g) → r2(g )+Cl2 ( g) en #on%i#iones

norma!es


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La *aria#i$n %e enta!p,a %e !a rea##i$n es 761 9#a!. La enta!pias

estn%ar %e! 2rCl ( g) ! r2( g) !Cl2 (g ) son7 respe#ti*amente (72F 287=

> (272 #a! -12' 71 :


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a( ∆ G °=∆ H °−T ∆ S °

∆ G °=61,1kJ −298 K (−132,1 J

K )

∆ G °=−61,1kJ −298(−0,132 kJ K )

∆ G °=−21,7k J

omo ∆ G °


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/. 3ara &na %etermina%a rea##i$n ∆ H °=1000kcal

mol >

∆ S °=300 cal

molK 7 #&>os *a!ores p&e%en #onsi%erarse #onstante

#on !a temperat&ra. In%i#ar si !a rea##i$n ser espontanea poren#ima o %eaJo %e !a temperat&ra amiente K'( )C?.

SOLUCIÓN:

"a reacc!" es es#o"ta"ea s ∆ G °


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l com#+esto ser ms esta*le c+a"o maor sea la arac!" ee"tro#a.

∆ G °=∆ H °−T ∆ S °

∆ S °=∆ H °−∆ G °

T

ara el COCl2

∆ S °=∆ H °−∆ G °

T

∆ S °=

−223,1 kJ

mol−(−210,5

kJ

mol)

298 K

∆ S °=−42,3×10−3 kJ

Kmol

∆ S °=−42,3 J

Kmol

ara el CS2

∆ S °=∆ H °−∆ G °T

∆ S °=−117,4

kJ

mol−(67,15

kJ

mol)

298 K

∆ S °=0,1686 kJ

Kmol

∆ S °=168,6 J

Kmol


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16. Determinar e! inter*a!o %e temperat&ra en e! &e es espontanea

!a rea##i$n 2SO3( g)→2SO2 (g)+O2(g ) C&n%o se pro%ir !a

rea##i$n en senti%o #ontrario

Datos Las enta!pias %e "orma#i$n %e! SO2 (g) > SO3 (g) son7

respe#ti*amente -187/ > -2(78 9: O2(g ) son7 respe#ti*amente '=/71F '(878

> '6(.6 :


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11. Dis#&tir e! e"e#to %e &n #amio %e espontanei%a%%e !as si+&ientes rea##iones a 1 atm7 s&ponien%o #onstantes 4H e4S7 #&an%o #amia !a temperat&ra

∆ H ° (kJ )

∆ S °(

J

K )

a? 2 "#O(s)+2SO2(g )→2 "#S(s )+3O2 ( g) 2/67/ 18/

? 2 As(s)+3 $ 2(g)→2 As$ 3 (l) -18=2 -

67218

#? CO(g)→ C (s)+1

2O

2(g ) 1167( -/7=

SOLUCIÓN:

a( ∆ H °O

Ser es#o"ta"ea sem#re

*( ∆ H °

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