Trabajo Práctico N°4

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
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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)
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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)
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