Práctica Potenciales Termodinámicos

Laboratorio: Equilibrio y Cinética.

Práctica 1: POTENCIALES TERMODINÁMICOS

Análisis y discusión de resultados

1.- ¿Cuáles son las propiedades que cambian durante el experimento?

La temperatura y el potencial eléctrico.

2.- ¿Cuáles son las propiedades que no cambian durante el experimento?

La presión y el volumen de la disolución (aceite nujol) permanecen constantes.

3.- Escribir la ecuación química que se lleva a cabo en la pila.

Ag2O + Zn -------> ZnO + 2Ag

2Ag1+ +2e- -----> 2Ag0

Zn0 ------> Zn2+ +2e-

4.- ¿Cómo se calcula el trabajo eléctrico de la reacción?

Welec = -nFE

Donde:

n: número de electrones intercambiados

F: constante de Faraday (96460 C/mol)

E: diferencia de potencial (J/C)

5.- ¿Cómo se calcula al ΔG0r de la reacción?

Se puede calcular de dos formas:

Se puede considerar que tanto el ΔH y ΔS su variación es mínima, lo cual se interpreta como si estas dos estuvieran a una temperatura ambiente y por lo tanto se aplican los datos a la fórmula ΔG0 = ΔH0 – TΔS0.

Se puede tomar el ΔH como la intersección que hace la recta en el eje “y” en la gráfica previamente realizada e interpolar para saber el ΔS (pendiente), de esta forma ya obtenidos los datos se calcula con la fórmula ΔG0 = ΔH0 – TΔS0.

6.- Hacer una gráfica de ΔG0r/(J) vs. T/(K).

Temperatura (K) ∆G

311.45 -310427.572

308.15 -310485.448

303.15 -310601.2

298.15 -310678.368

295.15 -310755.536

8.- Determinar la pendiente y la ordenada al origen de la línea recta obtenida.

b= -316620

m=19.888

9.- ¿Cuál es la interpretación física de la pendiente y de la ordenada al origen obtenidas y qué unidades tienen respectivamente?

La pendiente representa a la diferencia de entropía la cual nos dice que la reacción es no espontanea, las unidades en las que se expresa es J/mol K. La ordenada al origen es la entalpía que nos dice que la reacción es exotérmica, las unidades en que se expresa son J/mol.

10.- Calcular el valor de ΔG0 a 298.15 K a partir de los datos de la pendiente y la ordenada al origen.

ΔG0 = ΔH0 – TΔS0.

ΔG0 = -316620 J – (298.15 K)(19.888 J/K)

ΔG0 = -322529.6072J de la segunda grafica

11.- empleando la tabla 2 y considerando los datos reportados en la literatura de ΔH0, ΔG0 y ∆S0 de formación, calcular ΔH0, ΔG0 y ∆S0 de reacción para la reacción de la pila y compararlos con los datos obtenidos experimentalmente. Determinar el % de error en cada caso.

Propiedad Datos experimentales Datos teóricos % Error

ΔH0r / (J) -316620 〖-317.7x10〗^3 0.34%

ΔG0r / (J) -322549.6072J -326256.905 1.14%

TΔS0r / (J) 5929.6072J 7648.2 22.47%

Aplicación del lenguaje termodinámico:

1: Definir cuál es el sistema termodinámico

Matraz Erlenmeyer con Pila comercial de óxido de plata-zinc dentro

2: ¿Cuántos componentes tiene el sistema y cuáles son?

1: Matraz Erlenmeyer

2: Pila comerial de óxido de plata-zinc

3: Termómetro

4: Tapón

5: Aceite de nujol

3: Clasificar a este sistema de acuerdo:

a) número de fases: 2: la pila en estado sólido y el aceite en estado líquido

b) con su interacción con el entorno: diatérmico

4: ¿cuáles son las paredes del sistema y cómo se clasifican:

a) por la interacción mecánica sistema-entorno:

b) por la interacción térmica sistema entorno:

c) por el paso

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