tarea7

Trimestre 08-P
Fisicoquímica 1
Tarea 7 (Entregar el lunes 25 de agosto):
Factores de conversión:
Volumen: 1 l (litro) = 1 dm3 = 10-3 m3
Presión: 1 atm = 760 Torr = 1.01325x10 5 Pa
Constante universal de los gases: R = 8.31441 Pa m3 K-1mol-1 = 8.31441 JK-1mol-1=0.082054 atm l mol-1k-1
1. A 25º C calcúlese el valor de A para una expansión isotérmica de un mol de gas ideal
desde 10 litros hasta 40 litros.
2. Obtenga una expresión para el cambio en la energía libre de Helmholtz en un proceso
 A 
isotérmico de un gas de van der Waals. Parta de la expresión 
  P .
 V T
3. Calcúlese G para la expansión isotérmica (300 K) de un gas ideal desde 5000 kPa hasta
200 kPa.
4. A 300 K un mol de una sustancia es sometido a un aumento isotérmico de presión desde
100 kPa hasta 1000 kPa. Calcúlese G para cada sustancia desde a) hasta d) y compárense
los valores numéricos.
a) Gas ideal
b) Agua líquida, V  18 cm3 mol-1
c) Cobre, V  7.1 cm3 mol-1
d) Cloruro de sodio, V  27 cm3 mol-1
5. La energía de Gibbs estándar convensional del amoniaco a 25º C es -16.5 kJ/mol.
Calcúlese el valor de la energía de Gibbs molar a 0.5, 2, 10 y 100 atm.
6. Considérense dos gases puros A y B, cada uno a 25º C y 1 atm de presión. Calcúlese la
energía de Gibbs relativa a los gases sin mezclar para
a) una mezcla de 10 moles de A y 10 moles de B
b) una mezcla de 10 moles de A y 20 moles de B
c) Calcúlese el cambio en la energía de Gibbs si se agregan 10 moles de B a la mezcla de
10 moles de A con 10 moles de B.
7. a) Calcúlese la entropía de mezclado de 3 moles de hidrógeno con 1 mol de nitrógeno.
b) Calcúlese la energía de Gibbs de mezclado a 25º C.
8. Alguna vez, el gas doméstico que se utiliza para cocinar, llamado “gas de agua”, se
preparaba de la siguiente manera:
H2O(g) + C(grafito)  CO(g) + H2(g)
Prediga si esta ecuación ocurrirá a 298 K. En caso contrario ¿a qué temperatura ocurrirá?.
Suponga que Hor y Sor son independientes de la temperatura y considere que para H2O
H of  -285.8 kJ mol-1, S o  69.9 J K-1 mol-1, para el C(grafito) S o  5.7 J K-1 mol-1, para
el CO H of  -110.5 kJ mol-1, S o  197.9 J K-1 mol-1 y para el H2 S o  130.6 J K-1 mol-1.
8. Calcule el Gor para la siguiente reacción:
-D-Glucosa(ac)  2C2H5OH(l) + 2CO2
Considere que: Gof = -914.5 kJ mol-1 para la -D-Glucosa(ac) y que Gof = -174.2 kJmol-1
Gof = -394.4 kJ mol-1. ¿Ocurrirá esta reacción de manera espontánea?
9. Ciertas bacterias del suelo obtienen la energía necesaria para crecer al oxidar nitritos en
nitratos:
2NO-2(ac) + O2  2NO-3(ac).
Dado que las energías estándares de Gibbs de formación del NO-2 y NO-3 son de -34.6
kJmol-1 y -110.5 kJmol-1, respectivamente, calcule la cantidad de energía de Gibbs liberada
cuando se oxida 1 mol de NO-2 a 1 mol de NO-3.
10. Cierta reacción es espontánea a 72º C. Si el cambio de entalpía de la reacción es de 19
kJ, ¿cuál es el valor mínimo de Sr (en joules por kelvin) de la reacción?