UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE QUÍMICA

Problemas resueltos de entalpia, entropía y

energía libre de Gibbs.

1. DEFINA QUE ES ENTALPÍA O CALOR DE

FORMACIÓN.

La expresión U+PV, donde U es la energía interna delsistema y PV se traduce a el trabajo que realiza el mismo, esuna magnitud que depende totalmente del estado delsistema y recibe el nombre de entalpía o calor interno; serepresenta por la letra H. Nos indica que el cambio decalor desprendido en un proceso cualquiera físico oquímico, realizado a presión constante, es definido eigual a la disminución o entalpía experimentada porel sistema.

De forma ilustrativa, consideremos un recipiente provisto deun embolo que contiene una determinada cantidad de gas aun volumen inicial V1, presión P1 y temperatura absoluta T.Al aplicar calor sobre este dispositivo vamos a incrementarla energía cinética de las moléculas de gas, lo que se traduceen una expansión del mismo. El gas ha pasado de unvolumen V1 a V2, por lo que empujara hacia arriba elémbolo, es decir, la aplicación a la cantidad de calor hatenido como consecuencia la realización de un trabajo.

2. DEFINA REACCIÓN ENDOTÉRMICA Y REACCIÓN

EXOTÉRMICA.

Una reacción exotérmica es aquella que se produce una

liberación de energía en forma de calor, por el contrario,

una reacción endotérmica es aquella que requiere del aporte

de calor del sistema para que se lleve a cabo.

Reacción exotérmica:

HCl concentrado + agua

destilada produce una

reacción exotérmica.

Reacción

endotérmica.

3. LOS CALORES DE FORMACIÓN DEL DIÓXIDO DE CARBONO,

DEL AGUA LÍQUIDA Y DEL ETILENO SON, RESPECTIVAMENTE,

-394KJ/MOL, -286 KJ/MOL Y 52,3KJ/MOL. CALCULAR EL

CALOR DE COMBUSTIÓN DEL ETILENO.

ProductosReactivos

4. ¿EN QUÉ CONSISTE LA LEY DE HESS?

La ley de Hess es una de las leyes más importantes de la

termoquímica, la cual puede formularse como sigue: El

calor que interviene en una transformación química es el

mismo tanto si la reacción se verifica directamente en una

sola etapa como si se realiza indirectamente en varias

etapas, es decir, la variación de entalpía depende solamente

de los estados inicial y final y no del camino que se haya

seguido para llegar hasta ese estado final.

5. ¿CUÁL ES LA APLICACIÓN QUE SE LE DA A LA LEY DE

HESS?

La ley de Hess permite tratar las ecuaciones termoquímicas

como ecuaciones algebraicas, las cuales al sumarse o

restarse, multiplicadas en todo caso previamente por algún

número, cancelan algunos términos y dan lugar a la

ecuación termoquímica deseada y con ella al calor de

reacción correspondiente.

6. LA ENTALPÍA DE FORMACIÓN DEL OXIDO FERROSO ES DE 269KJ/MOL Y

LAS DE LOS ÓXIDOS DE CARBONO, 110,5KJ/MOL PARA EL MONÓXIDO DE

CARBONO Y 393,5 KJ/MOL PARA EL CASO DEL DIÓXIDO DE CARBONO.

DETERMINAR LA ENTALPÍA DE REACCIÓN QUE SE PRODUCE ENTRE EL

ÓXIDO FERROSO Y EL MONÓXIDO DE CARBONO.

Fe+²(s) + CO₂(g) FeO(s) + CO(g)

7. CALCULAR EL CALOR DE REACCIÓN A 25ºC,

PARA LA SIGUIENTE REACCIÓN:

C2H4 + H2 C2H6.

Datos:

Entalpia de formación:

ΔHfºC₂H₄= 52.283 KJ/molΔHfºH₂= 0 KJ/mol

ΔHfºC₂H₆=-84.667 KJ/mol

8. ¿QUÉ SE ENTIENDE POR ENTROPÍA?

Se denomina incremento de entropía del sistema, al cociente

entre la cantidad de calor tomado de forma reversible e

isotérmicamente y la temperatura absoluta a la que ha sido

absorbido.

La entropía de un sistema está asociada a un grado de

desorden, de tal forma que a mayor desorden, mayor

entropía del sistema.

9. A PARTIR DE LOS VALORES DE ENTROPÍA.

CALCULE LOS VALORES DE ENTROPÍA ESTÁNDAR

DE LA SIGUIENTE REACCIÓN A 25ºC.

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g).

10. CALCULE LA VARIACIÓN DE ENTROPÍA EN LA REACCIÓN DE

FORMACIÓN DE CLORURO DE AMONIO (SÓLIDO) A PARTIR DEL

AMONIACO Y EL ÁCIDO CLORHÍDRICO, SABIENDO QUE LAS

ENTROPÍAS ABSOLUTAS SON, RESPECTIVAMENTE, 192,512 J/K.MOL;

186,69 J/K.MOL Y 94,56 J/K.MOL.

11. DEFINA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS.

Todos los cambios de la naturaleza se deben a la tendencia

de los sistemas por alcanzar una condición máxima de

estabilidad, es decir, de equilibrio. Se denomina energía

libre de Gibbs a la cantidad máxima de energía

aprovechable que posee un sistema y que puede ser

convertida en trabajo útil. La ecuación de Gibbs relaciona

la variación de entalpía y la variación de entropía del

sistema.

12. CONSIDERANDO QUE PARA LA FORMACIÓN DEL CLORURO DE

AMONIO (SÓLIDO) LOS VALORES DE CAMBIO DE ENTROPÍA Y

ENTALPÍA SON -0,28464ºKJ/K.MOL Y -176,9KJ/MOL,

RESPECTIVAMENTE. CALCULE LA ENERGÍA LIBRE DE GIBBS PARA

ESTE PROCESO.