Los DiAS

La reacción general es Ag2O (s) + Zn (s) → 2 Ag (s) + ZnO (s)

Se logra distinguir que la plata se reduce ganando 2 electrones y el zinc se oxida perdiendo dos electrones. Se fundamentó con respecto potenciales termodinámicos; el primer potencial es ΔH y el segundo es ΔS donde se hizo hincapié al cambio de estados y finalmente ΔG, que se fundamentan en la primera y segunda ley de la termodinámica.

Donde ΔH > 0 reacción endotérmica, ΔH < 0 reacción exotérmica, ΔG > 0 no espontaneo, ΔH=0 equilibrio, ΔH < 0 espontaneo, ΔS > 0 aumenta el desorden, ΔS= 0 en equilibrio, ΔS < 0 disminuye el desorden, dSuni >0 proceso espontaneo, libera trabajo dSuni = 0 en equilibrio, dSuni < 0 no espontaneo consume trabajo.

Para obtener las entalpias de reacción sacamos los valores de entalpias de formación de tablas al igual tomamos en cuenta que para los elementos a 298.15K y a 1 bar sus entalpias valen son igual a cero. Al igual que para obtener la entropía y la energía libre de Gibbs teóricas recurrimos a los datos correspondientes en tablas.

Con respecto a la tabla dos el trabajo eléctrico este se relaciona con la energía libre de Gibbs utilizando:

G = H – TS

Donde al hacer consideraciones llegamos a la siguiente reacción y de esta consideramos a la presión y temperatura constantes.

dG = −SdT + VdP + δWelec

Donde nos queda dG = δWelec para un cambio infinito pero si consideramos que se trabaja a un bar utilizaremos ΔG°r = Welectrico.

De acuerdo a la tabla 1 podemos observar que el trabajo va disminuyendo conforme aumenta la temperatura lo que causa que la eficiencia disminuya lo que perjudica que el aparato que esté trabajando con esa pila se dañe porque no hay suficiente carga; y se pensaría que si la temperatura disminuye, el trabajo aumenta por consiguiente la eficiencia de la pila.

Con respecto a la gráfica la energía libre de Gibbs en función de la temperatura se mantuvo la presión constante y de ella donde sacamos nuestros valores experimentales para cada potencial termodinámico.

Reflexionar y responder

1.- ¿Por qué se utiliza aceite de nujol en lugar de agua para calentar la pila?

Porque es una sustancia que cuenta con un punto de fusión que nos permite llegar a una gran temperatura en la cual no puede evaporarse.

Otra razones, bien podría ser debido a que el aceite de nujol al ser un compuesto orgánico presenta enlaces covalentes los cuales evitan que circule electricidad a través del mismo, ya que el agua al ser conductora podría provocar un cortocircuito.

2.- ¿Cuál es la finalidad de utilizar una hielera de unicel para color el baño térmico?

Conservar la temperatura

3.- ¿Cuáles son los cambios energéticos que se llevan a cabo en la pila?

El voltaje disminuye con el aumento de temperatura por lo que la pila pierde potencia. El proceso que sucede en la pila es el proceso electroquímico con reacciones redox.

4.- De acuerdo con los resultados experimentales, explicar:

a) las condiciones de temperatura en las que la reacción es más favorable y por qué

b) si la reacción es exotérmica o endotérmica y por qué.

c) si aumenta o disminuye el desorden al transformarse los reactivos en productos y por qué

5.- Determinar H°r. S°r y g°r a 298.15K para las siguientes reaciones, explicando en cada caso si la reacción es o no espontane, si es exotérmica o endotérmica y si aumenta o dismiuye el desorden al transformase los reactivos en productos, en esascondiciones. Buscar los datos de H°mf, G°mf, y S°m que se requieran en la literatura.

6.- En un experimento, se determinó la variación del potencial eléctrico como función de la temperatura para una celda de Daniell. Obteniéndose los siguientes datos:

T/ (K) 283.15 288.85 293.35 298.35 303.25 307.95

E° (V) 1.1051 1.1041 1.1034 1.1025 1.1017 1.1008

La reacción global que se lleva a cabo en la celda es Cu2+ (ac) + Zn (s) ----- Cu (s) + Zn2+ (ac)

Con esa información, determinar H°R, S°r, G°r a 298.15 K, explicando la interpretación física de la variación de cada una de las propiedades termodinámicas en esas condiciones.

7. El dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas tóxico que se produce en los motores de combustión interna, el cal tiende a dimerizarse, de acuerdo con la siguiente reacción 2NO2 (g) --- N2O4 (G)

Los datos Hf° y s° a 298.15K se presentan a continuación:

Compuesto H°f /(kJ/mol) S° / (J/molK)

NO2(g) 33.18 240.06

N204(g) 9.16 304.29

a) Calcular H°r, S°R, G°r a 298.15K

b) Asumiendo que H°r Y S°r son independientes de la temperatura ¿En qué condiciones se favorecerá la formación del dímero N2O4, a bajas o altas tempraturas y por qué?

Aplicación del lenguaje termodinámico

1.- Definir cuál es el sistema termodinámico

La pila

2.- ¿Cuántos componentes tiene el sistema y cuáles son?

2, la pila y el aceite

3.- Clasificar este sistema de acuerdo:

a) número de fases: 1 fase que es el aceite

b) con su interacción con el entorno: sistema cerrado

4.- ¿Cuáles son las paredes del sistema y cómo se clasifican:

a) por interacción mecánica sistema-entorno: rígidas

b) por la interacción térmica sistema-entorno: diatérmicas

c) por el paso de materia sistema-entorno: cerrado

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