Question

Para la reacción de formación de agua, a 298 K y 1 atm, según la ecuación: H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g); ΔH = -241.8 kJ; ΔS = -44 J/K. Calcular
a. El valor de la variación de energía libre en estas condiciones.
b. Latemperaturaalacualelsistemanoevolucionaporencontrarseenequilibrio, suponiendo que la entalpía y entropía no varían con la temperatura.

Answer 1

La variación de la energía libre de Gibbs es: $\Delta G^0 = \Delta H^0 - T\Delta S^0$ (estamos en condiciones estándar).

Sustituimos en la ecuación los valores dados, pero teniendo cuidado con las unidades. La entropía viene expresada en J/K y no en kJ, como la entalpía:

$\Delta G^0 = -241,8\ kJ - [298\ K\cdot (-44\frac{J}{K})\cdot \frac{1\ kJ}{10^3\ J}] = \bf -228,7\ kJ$

El equilibrio se establece cuando $\Delta G^0 = 0$. Si imponemos esa condición al sistema:

$\Delta G^0 = \Delta H^0 - T\Delta S^0\ \to\ T\Delta S^0 = \Delta H^0\ \to\ T = \frac{\Delta H^0}{\Delta S^0}$

Sustituimos los valores, ya que nos dicen que no varían con la temperatura, pero expresando ambas magnitudes en la misma unidad:

$T = \frac{-241800\ J}{-44\ J/K} = \bf 5495\ K$