Ejerccios de fisicoquimica

EJERCICIOS DE FISICOQUIMICA (PARTE 1)

1. Calcular la entropía de mezcla de 3 moles de hidrógeno con un mol de nitrógeno. Hallar la energía libre de mezcla a 25 º C.

SOL: ΔG mezcla = 4,4694 cal / mol K; ΔG mezcla = -1332,55 cal / mol

1. Calcular a 25 º C, la energía libre de la mezcla de 1- ⅔ y moles de nitrógeno, 3(1-y) moles de hidrógeno y ½y moles de amoniaco, en función de y. Representar gráficamente los valores de y = 0 a y = 1, con intervalos de 0,1.

Realizar la misma grafica para los valores de entropía de mezcla.

Datos:

T = 25 º C

n N2 = 1- ⅔ y

n H2 = 3 (1- y)

n NH3 = ½ y

Para calcular el ΔG Mezcla usaremos la expresión:

[pic 1]

Se puede obtener una expresión general para ΔG Mezcla en términos de y. Calculamos los moles totales: N = n N2 + n N2 + n NH3 =1- ⅔ y +3 (1- y) + ½ y = 4 – 19/6 y

Como Xi = ni/N, transformando las expresiones: X N2 = (1- ⅔ y)/ (4 – 19/6 y); X H2 = 3 (1- y)/ (4 – 19/6 y); X NH3 = ½ y / (4 – 19/6 y);

Se tiene una expresión de ΔG Mezcla en términos de y:

ΔG Mezcla = (4 – 19/6 y)*R*T* [(1- ⅔ y)/ (4 – 19/6 y)* ln ((1- ⅔ y)/ (4 – 19/6 y)) + 3 (1- y)/ (4 – 19/6 y) * ln (3 (1- y)/ (4 – 19/6 y))+ ½ y / (4 – 19/6 y)* ln (½ y / (4 – 19/6 y)]

A esta expresión reemplazaremos R = 1,987 cal / mol K y T = 298 K

Empezaremos evaluando uno por uno, para y = 0 y calculamos el valor de ΔG Mezcla, después para y = 0,1 su ΔG Mezcla, así sustantivamente hasta y = 1

Presento una tabla de cálculo para observar como varían los moles de la mezcla y sus fracciones molares, con el respectivo ΔG Mezcla para cada intervalo de y = 0,1

La grafica tendrá la siguiente curva:

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