Cálculo de la energía libre de una reacción a partir de su entalpía y entropía
------------------------
(Más problemas en http://triplenlace.com/problemas-de-reaccion-quimica/)
(Más teoría en http://triplenlace.com/cbrq/)
SESION DE PERSONAL SOCIAL. La convivencia en familia 22-04-24 -.doc
Reaccion quimica 2.Termodinámica química - Ejercicio 05 Energía libre a partir de entalpía y entropía
1. Problemas y ejercicios de
Reacción Química
Tema 2: Termoquímica
Cálculo de la energía libre de una reacción
a partir de su entalpía y entropía
triplenlace.com/ejercicios-y-problemas
2. Curso Básico de Reactividad Química
http://triplenlace.com/CBRQ/
Este ejercicio pertenece al
3. Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
triplenlace.com
Consejo
Trate de resolver este ejercicio (y todos) por sí
mismo/a antes de ver las soluciones. Si no lo intenta,
no lo asimilará bien.
4. Entropía (S): magnitud que permite determinar
la fracción de energía de un sistema que no
puede utilizarse para producir trabajo
triplenlace.com
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
5. Entropía (S): magnitud que permite determinar
la fracción de energía de un sistema que no
puede utilizarse para producir trabajo
Ludwig E. Boltzmann
1844-1906 triplenlace.com
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
6. Entropía (S): magnitud que permite determinar
la fracción de energía de un sistema que no
puede utilizarse para producir trabajo
Ludwig E. Boltzmann
1844-1906
• Es una medida de la distribución aleatoria
(“grado de desorden”) de un sistema.
triplenlace.com
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
7. Entropía (S): magnitud que permite determinar
la fracción de energía de un sistema que no
puede utilizarse para producir trabajo
Ludwig E. Boltzmann
1844-1906
• Es una medida de la distribución aleatoria
(“grado de desorden”) de un sistema.
• Un sistema muy distribuido al azar tiene alta
entropía.
triplenlace.com
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
8. Entropía (S): magnitud que permite determinar
la fracción de energía de un sistema que no
puede utilizarse para producir trabajo
Ludwig E. Boltzmann
1844-1906
• Es una medida de la distribución aleatoria
(“grado de desorden”) de un sistema.
• Un sistema muy distribuido al azar tiene alta
entropía.
• En general, los gases tienen más entropía que los
líquidos y estos que los sólidos.
triplenlace.com
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
9. Go
r = Ho
r T So
r
Relación entre energía libre (G), entalpía (H) y
entropía (S) en una reacción química a temperatura T
triplenlace.com
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
10. C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
triplenlace.com
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
11. S0
r = S0(productos) S0 (reactivos)
C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
triplenlace.com
Puesto que en el enunciado figuran los valores de las entropías de
reactivos y productos, podemos aplicar esta expresión general que
permite calcular el cambio de entropía de una reacción cualquiera
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
12. C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
= 16 S0
r
S0
r = S0(productos) S0 (reactivos)
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
213,74 J/(molK)
triplenlace.com
Empezamos a desarrollar la expresión. Hay que
tener en cuenta los coeficientes estequiométricos
13. C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
= 16 + 18 S0
r
S0
r = S0(productos) S0 (reactivos)
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
213,74 J/(molK) 69,91 J/(molK)
triplenlace.com
14. C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
= 16 + 18
2 + 25
S0
r
S0
r = S0(productos) S0 (reactivos)
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
213,74 J/(molK) 69,91 J/(molK)
358 J/(molK) 205,14 J/(molK)
triplenlace.com
15. C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
= 16 + 18
2 + 25 = 1166 J/(Kmol)
S0
r
S0
r = S0(productos) S0 (reactivos)
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
213,74 J/(molK) 69,91 J/(molK)
358 J/(molK) 205,14 J/(molK)
triplenlace.com
16. C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
= 16 + 18
2 + 25 = 1166 J/(Kmol)
S0
r
S0
r = S0(productos) S0 (reactivos)
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
213,74 J/(molK) 69,91 J/(molK)
358 J/(molK) 205,14 J/(molK)
G0
r =H0
r S0
rT G0
r = – 10942 kJ – 298 K(– 1,17 kJ ) = – 10593 kJ/mol
triplenlace.com
Ahora aplicamos la conocida relación Go
r = Ho
r T
So
r . Hay que tener en cuenta que el valor de Ho
r que
hay que sustituir aquí es el doble del que da el enunciado,
ya que este último es por mol de C8H18, pero la reacción
tal como está escrita contiene 2 moles de C8H18
mol molK
17. C8H18 O2 CO2 H2O+ 16 +25 182
= 16 + 18
2 + 25 = 1166 J/(Kmol)
S0
r
S0
r = S0(productos) S0 (reactivos)
Considérense los siguientes datos termodinámicos (a T = 25 ºC):
Calcular G0
comb(C8H18) en kJ/mol con los datos de S0
y sabiendo que H0
comb(C8H18) es -5471 kJ mol-1
C8H18(líq) O2(gas) CO2(gas) H2O(líq)
S0 /J·K-1·mol-1 358 205.14 213.74 69.91
213,74 J/(molK) 69,91 J/(molK)
358 J/(molK) 205,14 J/(molK)
G0
comb(C8H18) = G0
r / 2 = 5297 kJ/mol
G0
r =H0
r S0
rT
triplenlace.com
G0
r = – 10942 kJ – 298 K(– 1,17 kJ ) = – 10593 kJ/mol
mol molK
El valor obtenido es para la reacción tal como está
escrita. Para 1 mol de C8H18 hay que dividir por 2
18. Problemas del
Curso Básico de Reactividad Química
http://triplenlace.com/problemas-de-reaccion-
quimica/
Más…
Coloquialmente, puede considerarse que la entropía es el desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad. Un ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse y a esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo.
Gibbs: Josiah Willard Gibbs
Coloquialmente, puede considerarse que la entropía es el desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad. Un ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse y a esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo.
Gibbs: Josiah Willard Gibbs
Coloquialmente, puede considerarse que la entropía es el desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad. Un ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse y a esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo.
Gibbs: Josiah Willard Gibbs
Coloquialmente, puede considerarse que la entropía es el desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad. Un ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse y a esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo.
Gibbs: Josiah Willard Gibbs
Coloquialmente, puede considerarse que la entropía es el desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad. Un ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse y a esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo.
Gibbs: Josiah Willard Gibbs
Coloquialmente, puede considerarse que la entropía es el desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad. Un ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse y a esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo.
Gibbs: Josiah Willard Gibbs
Coloquialmente, puede considerarse que la entropía es el desorden de un sistema, es decir, su grado de homogeneidad. Un ejemplo doméstico sería el de lanzar un vaso de cristal al suelo: tenderá a romperse y a esparcirse, mientras que jamás conseguiremos que, lanzando trozos de cristal, se construya un vaso por sí solo.
Gibbs: Josiah Willard Gibbs
