LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA. PRACTICA 1. POTENCIALES TERMODINÁMICOS

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINÉTICA.

PRACTICA 1. POTENCIALES TERMODINÁMICOS.

INTEGRANTES DEL EQUIPO:

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-GONZÁLEZ CASTAÑEDA DANIEL

LABORATORIO: L-108

PROFESOR: RAMIRO EUGENIO DOMÍNGUEZ DANACHE.

OBJETIVO GENERAL:

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

INTRODUCCIÓN:

PROBLEMA:

Determinar experimentalmente los potenciales termodinámicos (ΔH°r, ΔS°r, y ΔG°r) en el intervalo de temperatura de 283 a 313 K de la reacción de óxido-reducción que se efectúa en una pila comercial de óxido de plata-zinc (Ag2O-Zn) y explicar su interpretación física.

CUESTIONARIO PREVIO:

1. ¿Qué es una reacción de óxido-reducción?

Es una reacción de transferencia de electrones. La especie que pierde los electrones se oxida y la que gana electrones se reduce. Se llama reductor a la especie que cede electrones y oxidante a la que los capta.

1. ¿Qué es una pila? ¿Cuál es el principio de su funcionamiento y cuáles son las principales aplicaciones de la pila de óxido de plata-zinc?

Son dispositivos que convierten la energía química contenida en sus materiales activos directamente en energía eléctrica por medio de una reacción redox. El funcionamiento de una pila consiste básicamente en introducir un electrón e uno de los extremos del alambre y extraerlos por el otro. La circulación de los electrones a lo largo del alambre constituye la corriente eléctrica. Para que se produzca hay que conectar cada extremo del alambre a una placa o varilla metálica sumergida en un electrolito que suele ser una solución química de algún compuesto iónico. Se utiliza en relojes, calculadoras, cámaras, marcapasos, aparatos auditivos, etc.

1. ¿Cuál es la reacción de óxido-reducción que se lleva a cabo en una pila de óxido de plata-zinc?

     Ag2O(s) + Zn(s)                        ZnO(s) + 2Ag(s)[pic 1]

1. ¿Qué es el potencial eléctrico?

En un punto es el trabajo a realizar por unidad de carga para mover dicha carga dentro de un campo electrostático desde el punto de referencia hasta el punto considerado.

1. ¿Qué es el trabajo eléctrico?

Es el trabajo que realiza una fuerza eléctrica sobre una carga que se desplaza desde un punto A hasta un punto B.

1. Escribir la ecuación que relaciona al trabajo eléctrico con el potencial eléctrico para una reacción redox.

   [pic 2]

Donde:

n = número de electrones transferidos.

F = Constante de Faraday.

E° = Diferencia de potencial eléctrico.

1. Explicar la interpretación física de ΔG°r cuando un proceso se lleva a cabo a presión y temperatura constante.

ΔG°r = 0 El sistema se encuentra en equilibrio.

ΔG°r > 0 El proceso no es espontaneo.

ΔG°r < 0 El proceso es espontaneo.

1. Investigar la interpretación física de ΔH°r y ΔS°r cuando un proceso se lleva a cabo a presión constante.

ΔH°r < 0 Proceso exotérmico.

ΔH°r > 0 Proceso endotérmico.

ΔS°r < 0 Disminución del desorden.

ΔS°r > 0 Incremento del desorden.

1. ¿Cuál es la ecuación que relaciona ΔG°r con ΔH°r y ΔS°r a temperatura constante?

ΔG°r = ΔH°r - TΔS°r

1. Explicar el criterio de espontaneidad y equilibro asociado con ΔG°r a presión y temperatura constante.

ΔG°r = 0 El sistema se encuentra en equilibrio.

ΔG°r > 0 El proceso no es espontaneo, tiende a ocurrir con la influencia de un agente reductor.

ΔG°r < 0 El proceso es espontaneo, es aquel proceso que tiende a ocurrir sin la influencia de un agente externo.

1. Mencionar cuales son los factores que afectan el signo de ΔG° en la ecuación que relaciona a ΔG°r con ΔH°r y ΔS°r a presión y temperatura constante.

ΔH°r > 0 y  ΔS°r > 0 La reacción es desfavorable entálpicamente y es favorable a temperaturas altas entrópicamente.

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