LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA Cristalizacion simple

                                                      [pic 1]

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

  LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA

GARCÍA ALBOR METZLI ALONDRA

 PORRAS FIGUEROA SINUHÉ MOISÉS

VÁZQUEZ CORTÉS EDGAR JOSUÉ

Fecha de entrega: 20 de Febrero del 2017

2017-2

POTENCIALES TERMODINÁMICOS

Objetivo:

Que el alumno conozca la importancia de los potenciales termodinámicos, su interpretación física y su aplicación en una reacción óxido-reducción en una pila comercial.

Introducción

Se define potencial termodinámico a una variable de estado asociado a un sistema que tiene dimensiones de energía. Describe la cantidad de energía potencial disponible en el sistema termodinámico sujeta a ciertas restricciones (relacionadas con las variables naturales del potencial). Además los potenciales sirven para predecir bajo las restricciones impuestas qué cambios termodinámicos serán espontáneos y cuales necesitarán aporte energético.

Los potenciales termodinámicos más comunes son: 

• dU ≤ T dS – P dV
• dH ≤ T dS + V dP
• dG ≤ -S dT + V dP

• dA ≤ -S dT – P dV

Las características de estos potenciales termodinámicos  que serán espontáneos (H,G,U,A) son, Su función de estado, carácter extensivo, la energía de Gibbs, la entalpia, la energía de Helmhok y su energía interna. Cada uno de estos criterios nos dará un significado físico. [pic 2][pic 3][pic 4]

Problema:

Determinar experimentalmente los potenciales termodinámicos (∆H°r, ∆G°r y ∆S°r) a 298.15K de una reacción de óxido-reducción que se efectúa en una pila comercial de óxido de plata-zinc (Ag2O y Zn) y explicar su interpretación física.

Propuesta del diseño experimental (grupal)

Al tener el equipo conectar los cables del multímetro en los cables que salen del sistema, conectar y  encender el multímetro, colocar el matraz Erlenmeyer que ya previamente estaba con un agitador magnético, aceite nujol y una pila comercial de Ag2O-Zn de 1.55 V en su interior con cables de banana conectados en la pila; al conectar la parrilla, colocar el matraz sobre la parrilla el matraz para aumentar la temperatura del sistema hasta 40°C y registrar el voltaje, posteriormente en un vaso de precipitado, colocar hielo y un poco de agua para ir disminuyendo la temperatura del sistema e ir registrando el voltaje de cada intervalo hasta que la temperatura del sistema sea 10°C.

Metodología empleada

Tras recoger el quipo otorgado por el laboratorista, recoger un poco de hielo en el vaso de precipitado de 1000ml, posteriormente depositar un poco de agua en el dicho instrumento (para enfriar el sistema); conectar el agitador magnético (para elevar la temperatura del sistema), el primer paso a seguir es medir la temperatura del sistema y en el caso de que la temperatura no sea igual al tope más bajo del rango a estudiar, si el caso fuera el contrario, utilizar el vaso con hielo para enfriar el sistema hasta la temperatura más baja indicada en el intervalo.

Conectar el multi-metro digital al sistema para ir registrado mientras se eleva la temperatura del mismo (en los intervalos que fueron señalados por el profesor) e ir registrando el voltaje del sistema.

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DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS

1. Condiciones del experimento

Temperatura ambiente: 19°C (294.15K) y Presión atm.: 680mmHg (0.89atm)

1. Algoritmo de cálculo

Para obtener los valores del trabajo eléctrico (Welec) utilizamos la ecuación

dG = -SdT + VdP+ dW

donde :

-SdT = 0 y VdP = 0

Por lo tanto:

dG = dW

Definiendo el trabajo Welec = -nFE donde n es el mol  de electrones que intervienen en la reacción, E es el potencial y F es la fuerza electromotriz

Sustituyendo la ecuación, nos queda

∆G = Welec

∆G = Welec  = -nFE

Para calcular el trabajo eléctrico tenemos:

Welec = -2(96.500)(1.536) = -296.448

 Welec = -2(96.500)(1.535) = -296.255[pic 6]

Welec = -2(96.500)(1.534 = -296.062

Welec = -2(96.500)(1.533) = -295.869

Welec = -2(96.500)(1.532) = -295.676

Welec = -2(96.500)(1.531) = -295.483

GRÁFICOS Y TABLAS

Tabla 1. Datos experimentales

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