CUESTIÓN 4A. - El acetileno o etino, C2H2, se hidrogena para producir etano. Calcula a 298 K : a) La entalpía estándar de la reacción. B) La energía de Gibbs estándar de reacción. C) La entropía estándar de reacción. D) La entropía molar del hidrógeno. Datos a 298 K ∆Hºf / kJ·mol–1 ∆Gºf / kJ·mol–1 Sº / J·mol–1·K–1 C2H2 227 209 200 C2H6 − 85 − 33 230 Prueba de Selectividad para la Comunidad de Madrid, Convocatoria Septiembre 2011, QUIMICA.
En resumen
CUESTIÓN 4A. - El acetileno o etino, C₂H₂, se hidrogena para producir etano. Calcula a 298 K : a) La entalpía estándar de la reacción.
CUESTIÓN 4A.
- El acetileno o etino, C₂H₂, se hidrogena para producir etano.
Calcula a 298 K :
a) La entalpía estándar de la reacción.
Por ser la entalpía de una función de estado, sus variaciones solo dependerán de las condiciones iniciales y finales, para una reacción química :
ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=_%7BR%7D%20" /> = Σp<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bi%7D%20" />· ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=_%7Bf_%7Bi%7D%7D" /> (Productos) - Σr<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bi%7D%20" />· ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=_%7Bf_%7Bi%7D%7D" /> (Reactivos)
r<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bi%7D%20" /> y p<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bi%7D%20" /> son los coeficientes estequiométricos de reactivos y productos.
ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=_%7BR%7D%20" /> = ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=_%7Bf%7D" /> (C₂H₆) - [ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=_%7Bf%7D" /> (C₂H₂) + ΔH°[img = 10] (H₂)] = - 85 - (227 + 2· 0) = - 312 kJ mol⁻¹ Reacción exotérmica.
Por tratarse de un elemento en estado natural, ΔH°[img = 11] (H₂) = 0.
B) La energía de Gibbs estándar de reacción.
La energía de Gibbs es una función de estado, y su variación en una reacción también se hace como diferencia entre productos y reactivos.
ΔG°[img = 12] = Σp[img = 13]· ΔG°[img = 14] (Productos) - ΔG°[img = 15] (Reactivos)
ΔG°[img = 16] = ΔG°[img = 17] (C₂H₂) - [ΔG°[img = 18] (H₂)] = - 33 - (209 + 2· 0) = - 242 kJ mol⁻¹ Reacción espontánea
Por tratarse de un elemento en estado natural, ΔG°[img = 19] (H₂) = 0
c) La entropía estándar de reacción.
Aunque la entropía es también una función de estado, su variación en la reacción no se puede hacer como diferencia entre productos y reactivos ya que desconocemos el valor de la entropía molar de hidrógeno, por lo que la calculamos por la definición de energía de Gibbs :
ΔG°[img = 20] = ΔH°[img = 21] - T· ΔS°[img = 22] ; ΔS°[img = 23] = [img = 24]
El sistema se ordena.
D) La entropía molar del hidrógeno.
La entropía molar del hidrógeno se despeja de la expresión :
ΔS°[img = 25] = Σp[img = 26]· S°[img = 27]· S°[img = 28](Reactivos).
S°[img = 29] (H₂) = [img = 30] (S° (C₂H₆) - S° (C₂H₂) - ΔS°[img = 31]) = [img = 32] (230 - 200 - ( - 235)) = 132, 5 J mol⁻¹ K⁻¹
Prueba de Selectividad para la Comunidad de Madrid, Convocatoria Septiembre 2011, QUIMICA.
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