ecuación de gibbs
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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 °