Olimpiada de Química: Termoquímica

[hennin]

Hola a todos! Muchas gracias de antemano, a ver si pueden resolverme algunas dudas:

- Al calcular la entalpía, obtengo que es de -44'1kJ/mol. Me preguntan: ¿Cuál es el calor intercambiado cuando una molécula realiza el proceso anterior (la entalpía que ya he calculado)? (mi duda, es tonta, pero es el resultado -44'1kJ ¿?)

- Si la entalpía es negativa, me dicen si un proceso (formación del vapor de agua) será espontáneo. (en este proceso, aumenta la entropía no?, por tanto ΔG=ΔH-TΔS ; entonces ΔG es negativo).

- Si una reacción es exotérmica, ¿necesita calor para que transcurra? (creo que es falso, lo que sería necesario es que se llegue a la Energía de Activación; me gustaría saber qué opinan sobre esto)

[Cat_in_a_box]

Re: Olimpiada de Química: Termoquímica

Si toda la pregunta se refiere a la formación del vapor de agua:

$H_2 (g) + \dst\frac{1}{2}O_2 (g) \rightarrow H_2O(g) \Delta H = -241.8 (kJ/mol)$. Esa es la entalpía de formación estándar (supongo que la reacción que te dan es a 25º) para un mol de agua. Por lo tanto, para una molécula:

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

En lo que respecta a la segunda pregunta, yo no diría que durante la formación de vapor de agua se produce un aumento de entropía, justo al contrario. Es verdad que se produce un aumento en la complejidad de la molécula, que se traduce en un aumento de entropía, pero fíjate en la reacción:

$H_2 (g) + \dst\frac{1}{2}O_2 (g) \rightarrow H_2O(g) \Delta H = -241.8 (kJ/mol)$ Observarás que el número de moles en estado gaseoso es menor en los productos, por lo que la entropía disminuye, no aumenta. Según mis cálculos, tomando los valores de las entropías a 25ºC, la variación de entropía del proceso es -44.45 J/molK. Revisa los cálculos por si acaso...

$\Delta S_R= \Delta S_p-\Delta S_r=(S_{H_2O})-(S_{H_2}+\dst\frac{1}{2}S_{O_2})=-44.45 KJ/molK$

Tienes un proceso exotérmico y con una disminución de la entropía, por lo que la espontaneidad va a depender dela temperatura, pues, el término entrópico hace que la energía libre de Gibbs sea positiva, mientras que la entalpía hace que tenga un valor negativo, por lo que si, el valor absoluto de la entalpía es mayor que el del producto de la variación de entropía por temperatura, entonces la variación de energía libre será menor que cero y en consecuencia el proceso espontáneo.
Por el contrario, si el valor absoluto de la entalpía es menor que ese producto, el proceso será no espontáneo.

Por último, una reacción exotérmica se caracteriza porque desprende energía, es decir, los productos son menos energéticos que los reactivos, de modo que puedes escribir la reacción:

$H_2 (g) + \dst\frac{1}{2}O_2 (g) \rightarrow H_2O(g) +Q$ siendo Q calor, por lo que el proceso inverso será endotérmico, es decir:

$H_2O(g) +Q \rightarrow H_2 (g) + \dst\frac{1}{2}O_2 (g) \Delta H=+241.8 kJ/mol$ por lo que ahí si que se necesita aportar energía, vamos, calor, para que el proceso transcurra. Como en toda reacción, lo que debe ocurrir para que se produzca es que se alcance la energía de activación, de modo que el choque (apelando a la teoría de las colisiones) sea eficaz, de modo que se rompan las uniones entre los átomos de los reactivos y se formen otras nuevas que den lugar a los productos.

Saludos,

Por cierto, en el primer apartado, no sé qué reacción es, yo te he puesto el ejemplo del agua, todos se hacen así.

[hennin]

Re: Olimpiada de Química: Termoquímica

- El primer apartado lo entiendo.
- El segundo no estoy de acuerdo con tu razonamiento. En la reacción H2 + Cl2 -> 2HCl aumenta la entropía y la variación de moles es cero.
- Y en el tercer apartado, dices que necesita o no calor? No se por qué lo inviertes si lo que piden es saber si de reactivos a productos necesita calor.

Gracias de todas formas

[Cat_in_a_box]

Re: Olimpiada de Química: Termoquímica

Hola hennin,

- Si la entalpía es negativa, me dicen si un proceso (formación del vapor de agua) será espontáneo. (en este proceso, aumenta la entropía no?, por tanto ΔG=ΔH-TΔS ; entonces ΔG es negativo).

Has dicho que era la formación del vapor de agua, y esa es la reacción que he puesto. Ahora dices que es la formación del sulfuro de hidrógeno, ¿cuál es entonces la reacción que te dicen? Y sí, en esa reacción aumentaría la entropía, pues la molécula se hace más compleja, y hay el mismo número de moles gaseosos así que estará cercana a cero.

En lo que respecta al tercer apartado, te puse la reacción inversa para que vieses donde se debe sumistrar energía, o calor, que justo es en la reacción endotérmica, rasgo que la define.

siendo Q calor, por lo que el proceso inverso será endotérmico, es decir:

Ves que el calor no está en los reactivos, sino en los productos, ya que la reacción es exotérmica.

Saludos,

[hennin]

Re: Olimpiada de Química: Termoquímica

a) Quién ha escrito sulfuro de hidrogeno?
b) Tú razonamiento fue éste: Observarás que el número de moles en estado gaseoso es menor en los productos, por lo que la entropía disminuye, no aumenta
Esto es falso. En la reacción S+02-> SO2 aumenta la entropía al igual en la que puse.
c) No me resuelves la duda. La pregunta es clara: ¿hace o no hace falta calor para que transcurra y por qué? (yo creo que no hace falta calor, sino que se llegue a la Energia de activacion)

Gracias de todas formas

[Cat_in_a_box]

Re: Olimpiada de Química: Termoquímica

Perdón, quise decir cloruro de hidrógeno, pero para el caso es lo mismo. Al principio dijiste en la formación de vapor de agua, y ahora resulta ser que la reacción es la de formación del HCl. Y creo que mi razonamiento fue correcto en lo que expuse en mi primer post, pues estaba considerando la reacción que tú dijiste:

si un proceso (formación del vapor de agua)

. Y en la formación del vapor de agua: $H_2 (g) +\dst\frac{1}{2}O_2\to H_2O (g)$ hay claramente una disminución en el número de moles gaseos, ahora bien, ahora, en la reacción que has puesto, la formación del cloruro de hidrógeno, claro que no hay variación de moles. Pero:

En la reacción S+02-> SO2 aumenta la entropía al igual en la que puse.

¿por qué ahora es dióxido de azufre? yo dije sulfuro de hidrógeno, que se asemeja más al cloruro de hidrógeno, pero vamos, eso da igual.

No, no hace falta calor, creo que lo dejé claro, lo siento si no es así, pero en una reacción exotérmica, no hace falta suministrar calor, o energía.Ahora bien, desde luego hace falta llegar a la energía de activación para que éstos se rompan, pero esta reacción se caracteriza por justo lo contrario, por desprender calor, debido a que los productos son menos energéticos que los reactivos. Por ejemplo,piensa en la disolución de hidróxido de sodio en agua, claramente es una reacción exotérmica, porque en el momento en el que echas el NaOH en lentejas al agua destilada, se produce un aumento claro de la temperatura, es decir, se libera calor, y tú, previamente no has suministrado ninguno. Y por el contrario, si quieres que el cloruro de sodio se disocie en cationes sodio y aniones cloruro, tendrías que calentarlo, es decir, suministrar calor, siendo la reacción endotérmica.

Saludos,

[hennin]

Re: Olimpiada de Química: Termoquímica

Ok gracias