LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA PRACTICA 1: “POTENCIALES TERMODINAMICOS”

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE QUIMICA

LABORATORIO DE EQUILIBRIO Y CINETICA

PRACTICA 1: “POTENCIALES TERMODINAMICOS”

INTEGRANTES:

• LEONEL BAUTISTA ARTURO
• TREJO LÓPEZ ESTEBAN DANIEL
• OROPEZA FRANCO DIEGO

NOMBRE DE LA PROFESORA:

ANA ELENA GARCIA IÑARRITU

GRUPO: 26         LABORATORIO: 108

FECHA DE ENTREGA: 15 FEBRERO 2018

INTRODUCCIÓN

Potenciales termodinámicos

• Son funciones de estado y propiedades extensivas.
• Se definen dependiendo de cuáles propiedades son variables y cuáles se mantienen constantes durante un proceso.  
• Se expresan mediante funciones que contienen toda la información termodinámica del sistema.
• Tienen dimensiones de energía.  
• Cada uno de ellos, depende de diferentes variables naturales, las cuales son: T, P, n y S.  
• Sirven para predecir los cambios termodinámicos que serán espontáneos, tales como H, U, G y A.

Potencial Eléctrico:                Trabajo que un campo electrostático tiene que llevar a cabo para movilizar una carga positiva unitaria de un punto hacia otro.

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Trabajo Eléctrico: Cuando una carga Q crea un campo eléctrico en el que se introduce otra carga q, esta última sufrirá una fuerza eléctrica. El trabajo que realiza dicha fuerza para trasladar q desde un punto A a otro B cualesquiera es:[pic 4]

OBJETIVOS

Determinar experimentalmente los potenciales termodinámicos (,,) en el intervalo de temperatura de 10 a 40de una reacción de oxido-reducción, a partir del W eléctrico producido por la pila.[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

PROPUESTA DE DISEÑO EXPERIMENTAL

Determinaremos el potencial eléctrico de la reacción de óxido-reducción de una pila comercial en base a un intervalo de la temperatura (cada 5entre 10 a 40), así podremos calcular el  para poder realizar una interpretación física de los datos experimentales. [pic 9][pic 10][pic 11]

Las variables involucradas en el problema serán los tres potenciales termodinámicos y la temperatura. Basándonos en la ecuación de la energía libre de Gibbs

ΔG = ΔH − TΔS

Si ordenamos la ecuación de la siguiente manera obtendremos lo siguiente

ΔG = T(− ΔS) + ΔH

y = xm + b

Vemos que la ecuación tiene la forma de la ecuación de la recta donde: La energía libre de Gibbs será nuestra variable independiente ΔG (y), mientras que la temperatura T será nuestra variable dependiente (x), − ΔS será la pendiente de la recta y la ordenada al origen será el ΔH.

METODOLOGÍA

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DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES

Condiciones de trabajo

Presión ambiental: 275.3 mmHg

Temperatura ambiental: 64 F

Tabla 1. Datos Experimentales

Cálculos.

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Algoritmo de cálculo.

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

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 b) Escribir la relación entre el trabajo eléctrico (Welec) y potencial eléctrico (E°) (por mol) en una celda electroquímica.

Welec = -nFE

 c) Cómo se calcula la cantidad de trabajo eléctrico (Welec) en Joules que realiza una celda electroquímica.

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d) Escribir la relación del cambio de la energía de Gibbs con el cambio de la entalpía y entropía para un sistema reaccionante (por mol).

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e) Explicar cómo se calcula G°r, H°r y S°r a partir de valores molares de formación en condiciones estándar para un sistema reaccionante.

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GRAFICAS

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ANÁLISIS DE RESULTADOS 

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

Temperatura y Potencial

2. ¿Qué propiedades no cambian durante el experimento?

El trabajo eléctrico () y el cambio de energía libre ([pic 23][pic 24]

4. Calcular el trabajo eléctrico de la reacción y cuál es su interpretación.

                n: número de electrones  E: potencial eléctrico  [pic 25]

F: fuerza electromotriz (96500 C/mol)

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Si dG = -SdT +VdP+ dWelec y se tiene que la temperatura T y la presión P son constantes, entonces: dG = dWelec , por lo tanto:  [pic 27]

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