Entalpía, entropía y energía de Gibbs

MII-U2- Actividad 1. Entalpía, entropía y energía de Gibbs

Datos de identificación

Nombre del alumno: Matrícula:

Nombre del tutor: Fecha:

Lee el caso y responde las preguntas.

Caso

Cuando hay un accidente deportivo, generalmente tirones de músculo o torceduras, oímos que debemos de aplicar comprensas de calor. Esto tiene sentido porque este tipo de lesiones provoca que los músculos se contraigan, presionando las terminales nerviosas del lugar y provocando dolor. Al aplicar una comprensa caliente los músculos se relajan y vuelen a su forma natural, libreando los nervios y permitiendo el flujo de sangre normal.

Hay muchas técnicas para hacer esto, nos podemos poner toallas calientes, entrar a un sauna, etc. Sin embargo en competencias formales se utilizan paquetes de calentamiento, que son básicamente bolsas que emiten calor. Este calor es liberado por la siguiente reacción química:

Durante esta reacción se librean 1,652 kJ de energía.

Preguntas

1. Identifica el sistema como abierto, cerrado o aislado.

Respuesta: Cerrado.

Fundamentación (¿Por qué?): Porque al tener contacto en el musculo estos paquetes especiales que generan calor están transmitiendo únicamente energía (calor) en la o las partes afectadas, la materia no se mezcla al ser bolsas selladas.

2. ¿Qué tipo de reacción es: exotérmica o endotérmica?

Respuesta: Exotérmica

Fundamentación (¿Por qué?): Porque en base a una reacción química que se da desprende la energía.

3. Calcula el cambio de entalpía que ocurre al reaccionar 1.0 g de Fe.

Resultado:

Operaciones:

55.845 g/mol

∆H=Q

Para 1 g de Fe ∆H=-7.3927 KJ

4. Calcula el cambio de entropía de la reacción, considera que las entropías para Fe = 27.2 J/mol*K, O2 = 205 J/mol*K y Fe2O3 = 90.0 J/mol*K.

Resultado: -52.2 J/mol*K

Operaciones: Fe=27.2-----O2=205-----Fe2O3=90.0

Reactivos productos

(205+27.2=232.2) 90.0*2=180 ΔS= 2 (90)-(205+27.2) =-52.2

Si es de la reacción química

(4x27.2 mas 3x205) =723.8-----27.2*2=54.4+237.6=-431.8 J/K

5. Calcula la temperatura a la cual la reacción llega a un equilibrio.

Resultado:

Operaciones:

Teq=Enta/entro

=(-1652000J/-52.2J/K)= 31647k

6. Con base a tus cálculos, ¿Es una reacción espontánea o no?

Respuesta: No espontanea.

Fundamentación (¿Por qué?): Porque se requieren condiciones y elementos no preparados que en conjunto efectúen en base un cambio de energía el escenario perfecto.

7. Considerando que la reacción se encontrara en equilibrio, si se agrega calor al sistema, ¿Hacia dónde se moverá la reacción: productos o reactivos?

Respuesta: Reactivos

Fundamentación (¿Por qué?): Ya que al ser una reacción exotérmica esta desprende calor al agregar temperatura.

...