Laboratorio de Equilibrio y Cinética Potenciales termodinámicos

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Universidad Nacional Autónoma de México.

Facultad de Química

Unidad de Aprendizaje

            Laboratorio de Equilibrio y Cinética

Tema: potenciales termodinámicos

Equipo:

16/febrero/2015.

Resumen teórico-práctico del tema

Los potenciales termodinámicos son usados para medir la energía de un sistema en términos de diferentes variables, porque frecuentemente sólo se pueden medir ciertas propiedades del sistema. Por ejemplo, podríamos saber la presión y la temperatura del sistema, pero no el volumen o la entropía. Los potenciales termodinámicos nos permiten medir más variables de estado de un sistema.

Los potenciales termodinámicos son la energía interna, entalpía, energía libre de Gibbs y la energía libre de Helmholtz.

De la primera y la segunda ley de la termodinámica, no es posible medir dU y Dq. Por lo tanto, se necesita una manipulación termodinámica para obtener propiedades útiles que son relativamente simples de medir, como la presión, el volumen y la temperatura.

Cantidades termodinámicas son usualmente definidas en términos de derivada parciales.

Energía interna:

Entalpía:  V=

Energía libre de Helmholtz: (= -P

Energía de Gibbs: (=V

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.

El trabajo electroquímico que se efectúa en una reacción óxido- reducción es la energía que desarrollan los electrones que se transfieren entre dos especies químicas. Se calcula de la siguiente manera:

Welec = -nFE

Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (cátodo) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica.

La pila Ag2O-Zn es una pila no recargable, electrolito seco, tamaño reducido, larga duración, voltaje constante y alta confiabilidad. Tiene aplicaciones en relojes, calculadoras, cámaras, marcapasos, aparatos auditivos.

Node Zn(s) + 2OH-  ZnO (s) + H2O (l) + 2e-

Cátodo Ag2O(s) + H2O(l) + 2e- 2Ag (s) + 2OH-

Datos Experimentales y desarrollo de cálculos.

Tabla 1.

Cálculo de Welec.

(2)(96500)(1.6002)=-308838.6 J

(2)(96500)(1.6006)=-308915.8 J

(2)(96500)(1.6012)=-309031.6 J

(2)(96500)(1.6018)=-309147.4 J

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