Cátedra de Geoquímica - TP N°4 Termodinámica 2012 1) A, B, C y D son elementos químicos. Dada la siguiente reacción química que tiene lugar a 25ºC y 1 atm: AB2 + C2 ↔ B2 + C2A Justificar cada posibilidad. a. El calor de formación de C2A C2 y B2 elementos. es igual al de AB2 al ser b. El calor de reacción será: Hf (AB2) – Hf (C2A) c. El calor de reacción será la suma de los calores de formación de C2A y de AB2, puesto que C2 y B2 son elementos en su estado normal. d. El calor de reacción será: Hf (C2A) – Hf (AB2) 2) Calcule la entalpia de formación estándar de la calcita a partir de sus iones. ¿Qué puede decir del signo de H de la reacción en cuestión? Ca+2 + CO3-2 Siendo: H Ca+2 =-542,8 kJ/mol; H kJ/mol. (Rta.: H ºr = - 13,0 kJ/mol) ↔ CO3-2 CaCO3 (s) = -677,1 kJ/mol; H CaCO3 = -1206,9 3) Calcular la entalpía de la siguiente reacción en kcal/mol: Ca(s) + C(grafito) + O2(g) ↔ CaCO3(s) sabiendo que: 2 Ca(s) + O2(g) ↔ 2 CaO(s) CO2(g) ↔ C(grafito) + O2(g) CaO(s) + CO2(g) ↔ CaCO3(s) H = -1270,18 kJ H = 393,51 kJ H = -178,32 kJ ¿Cuál es la interpretación que se puede extraer a partir de este resultado? (Rta.: H ºr = - 1206,83 kJ) 4) Calcular la entalpía de un mol de andalusita sometido a una presión de 1 bar, cuando se eleva la temperatura desde los 25ºC a los 250ºC, sabiendo que H25ºC = -619,39 kcal/mol. 1cal = 4,18J Sabiendo que Cp varía con la temperatura según una serie numérica: Cp = a + b T - cT-2, donde a, b y c son constantes Página 1 de 3 Cátedra de Geoquímica - TP N°4 Termodinámica Mineral Andalusita a (J/molK) 172,8444 2012 b x10-3 (J/molK2) 26,3282 c x10-5 (JK3/mol) 51,8485 (Rta.: H 250º = - 609,50 kcal/mol) 5) De las siguientes afirmaciones relativas a la variación de energía libre de Gibbs, ∆G, en un proceso a T y P constante. Indique la afirmación que considere verdadera y justifique cada posibilidad. a. Es independiente de la temperatura b. Cuando ∆G es negativo, la reacción es espontánea c. Ninguna de las anteriores d. Puede ser positiva o negativa, pero nunca puede ser cero 6) Calcule el cambio en la entalpía, la energía libre estándar a 25ºC y la entropía estándar de la alteración del microclino. ¿Es exo o endotérmica? ¿En qué tipo de ambiente natural es esperable que ocurra esta reacción? KAlSi3O8 (s) + H2O(l) ↔ Compuesto KAlSi3O8 (s) OHH2O Al4(Si4O10)(OH)8(s) K+ H4SiO4 (aq) Al4(Si4O10)(OH)8(s) + K+ + H4SiO4 + OHH (kJ/mol) -3968,1 -230,0 -285,8 -4119,6 -252,4 -1468,6 S (J/K mol) 214,2 -10,80 69,9 205,0 102,5 180 (Rta.: Hºr = 8481,6 kJ/mol; Sºr = - 0,383 kJ/mol; Gºr = 8595,7 kJ/mol) 7) Calcule la variación de la energía libre y la Ke de la reacción de transformación de la nefelina en albita, sabiendo que la Hrº es de (-) 20,5 kJ/mol (25ºC) y la Srº igual a (-) 5.10-4 kJ/Kmol (25ºC). R = 1,9872 cal/molK = 8,3144 J/Kmol = NaAlSiO4 + SiO2 ↔ NaAlSi3O8 (Rta.: Gºr = - 4,87 Kcal/mol; Ke = 3715,35) Página 2 de 3 Cátedra de Geoquímica - TP N°4 Termodinámica 2012 8) El ΔH°r de la formación del SiCl4 (g) es de 32,9 kJ/mol (= 7,86 kcal/mol) y la ΔS°r igual a 0,2265 kJ/K mol = 54,13 cal/Kmol. Calcule la temperatura a partir de la cual la reacción es espontánea. SiO2 (s) + C (grafito) + Cl2 (g) ↔ SiCl4 (g) + CO (g) (Rta.: T = -145,25 K) Página 3 de 3