Potenciales Termodinámicos

Objetivo.

Que el alumno conozca la importancia de los potenciales termodinámicos, su interpretación física y su aplicación en una reacción de óxido-reducción en una pila comercial.

Problema.

Determinar experimentalmente los potenciales termodinámicos (∆Hºr, ∆Gºr y ∆Sºr) a 298.15 K de una reacción de óxido-reducción que se efectúa en una pila comercial de óxido de plata-zinc (Ag2O-Zn) y explicar su interpretación física.

Resultados.

t/ C° T/K E°/V W/(J) G°/(J)

45 318.15 1.5952 307873.6 307873.6

40 313.15 1.5958 307989.4 307989.4

35 308.15 1.5964 308105.2 308105.2

30 303.15 1.5971 308240.3 308240.3

25 298.15 1.5978 308375.4 308375.4

20 293.15 1.5985 308510.5 308510.5

15 288.15 1.5992 308645.6 308645.6

10 283.15 1.5998 308761.4 308761.4

5 278.15 1.6004 308877.2 308877.2

G° = H – TS

Donde al hacer consideraciones llegamos a la siguiente reacción y de esta consideramos a la presión y temperatura constantes

dG° = −SdT + VdP + δWelec

Donde nos queda dG = δWelec para un cambio infinito pero si consideramos que se trabaja a un bar utilizaremos:

ΔG°r = W eléctrico

Análisis de Resultados.

En nuestra tabla de datos obtenidos experimentalmente podemos observar que el trabajo y la energía libre de Gibbs son iguales y van disminuyendo conforme aumenta la temperatura lo que causa que la eficiencia (E°/ V) disminuya, lo que perjudica que el aparato que esté trabajando con esa pila se dañe porque no hay suficiente carga; y se pensaría que si la temperatura disminuye ,el trabajo aumenta por consiguiente la eficiencia de la pila pero esto también causa problemas a los aparatos porque hay un exceso de temperatura; es por ello que se debe de tomar en cuenta las recordaciones del fabricante para poder obtener la mejor eficiencia de la pila sin dañar a nuestros aparatos.

Con respecto a la gráfica la energía libre de Gibbs en función de la temperatura se mantuvo la presión constante y es de ella donde sacamos nuestros valores experimentales para cada potencial termodinámico y con ellos podemos decir que la reacción de la pila es espontanea (ΔG°‹ 0), exotérmica (ΔH°‹ 0) y disminuye el desorden (ΔS°‹ 0) , por lo que la reacción invierte su espontaneidad conforme se le aumenta la temperatura. Lo que nos lleva que a 298.15 K la reacción es favorecida entálpicamente (ΔH°‹ 0) y desfavorecida entrópicamente (ΔS°‹ 0).

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