Question

PROBLEMA 6.- Dada la ecuación termoquímica, a 25 ºC: N2 (g) + 3 H2 (g) ⇆ 2 NH3 (g), ∆Ho= –92,4 kJ. Calcula:

a) El calor de la reacción a volumen constante.
b) La energía libre de Gibbs a la temperatura de 25 ºC.

DATOS: So [(NH3)g] = 192,3 J · mol–1 · K–1; So [(N2)g] = 191 J · mol–1 · K–1; So [(H2)g] = 130,8 J · mol–1 ·K–1; R = 8,31 J · mol–1 · K–1.

Prueba de Selectividad, Andalucia, Junio 2012, QUIMICA

Answer 1

Solución al problema 2 de la prueba de Selectividad, Andalucía, Junio 2012, QUÍMICA

Dada esta reacción química:

N₂(g) + 3H₂(g) ⇄ 2NH₃(g)  ΔH° = -92,3 kJ

a) Cuando la reacción ocurre bajo la condición de un volumen constante, el calor que se transfiere es energía interna por lo tanto: ΔQv = ΔU y si es bajo una presión constante ΔQp = ΔH, de allí: 

                                      ΔU = ΔH - ΔnRT 

Con esa expresión determinamos el calor de la reacción:


ΔU = ΔH - ΔnRT = -93,3 - (-2).8,31.298 = -87,34 kJ
 
b) La energía libre de Gibbs es calculada usando la siguiente expresión matemática:  ΔG° = ΔH° - T.ΔS⁰. De ella desconocemos el valor de ΔS⁰ el cual podemos calcular también:

ΔS° = 2.ΔSNH₃ - (ΔS N₂ + 3.ΔS H₂) = 2. 192,3.10⁻³ - 1.191.10⁻³ - 3.130,8.10⁻³ = -0,198 kJ / K

Calculamos la energía libre de Gibbs con una temperatura de 25°C:

ΔG° = ΔH° - T.ΔS⁰ = -92,3 - 298.-0,198 = -33,33 kJ