6. ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

6. ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
4.- Calcular el cambio de energía libre para el proceso H2O(s) → H2O(l):
(a) A 1 atm y 0 ºC;
(b) A 1 atm y 20 ºC.
Comentar los resultados.
Considerar que ∆Hfus(H2O) = 6.01 kJ/mo y ∆Sfus(H2O) = 22,0 J/K mol son independientes de la
temperatura.
5.- Utilizando las tablas termodinámicas, estudiar la posibilidad de obtener etileno por
alguna de las reacciones siguientes:
(a) Reacción de carbono e hidrógeno: C(graf) + H2(g) → C2H4(g)
(b) Deshidrogenación del etano:
C2H6(g) → C2H4(g) + H2(g)
(c) Hidrogenación del acetileno:
C2H2(g) + H2(g) → C2H4(g)
(d) Deshidratación del etanol:
C2H5OH(g) → C2H4(g) + H2O(g)
6.- El hierro puede obtenerse mediante la reacción
2 Fe2O3(s) + 3 C → 4 Fe(s) + 3 CO2(g)
a temperatura elevada. Utilizando las tablas termodinámicas, estimar la temperatura a la
cual esta reacción es termodinámicamente posible en condiciones estándar. Considerar
que y ∆Sº son independientes de la temperatura.
838 K
7.- Las bolsas de aire (airbags) instaladas en la mayoría de los automóviles modernos
para proteger a los pasajeros de posibles impactos, se basan en una reacción química
que genera gas muy rápidamente (de un modo explosivo). Una reacción común para
este fin es la descomposición de la azida de sodio, NaN3(s), en gas nitrógeno y sodio
metálico.
(a) Escribir la ecuación química de la reacción.
(b) Predecir el signo del cambio de entropía de esta reacción sin realizar cálculos.
(c) Calcular ∆Gº de la reacción a 25 ºC. Comentar el resultado.
(d) ¿Cómo influye la temperatua en la espontaneidad o no de la reacción?
Datos.- Sº(NaN3, s) = 96.9 J K-1 mol-1.
∆Hfº (NaN3, s) = +21,7 kJ/mol
Tablas termodinámicas.
8.- ¿Puede haber un catalizador que descomponga el agua en hidrógeno y oxígeno a
temperatura ambiente?