Practica 1 Potenciales Termodinamicos

OBJETIVO:

Conocer 3 cantidades muy útiles en la termodinámica química de las reacciones y en los procesos que son energía interna, entalpía y energía libre de Gibbs; llamados potenciales termodinámicos, de los cuales se deberá dar su interpretación física y su aplicación en una reacción de óxido-reducción.

PROBLEMA:

Determinar experimentalmente los potenciales termodinámicos (ΔH°r, ΔGr° y ΔSr°) 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.

DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS:

TABLA 1. Calculo de Welec y ΔG°r

t/(°C) T/(K) E°/ (V) Welec/(J) ΔG°r /(J)

40 313.15 1.5623 -301523.9 -301523.9

35 308.15 1.5666 -302353.8 -302353.8

30 303.15 1.5693 -302874.9 -302874.9

25 298.15 1.5715 -303299.5 -303299.5

20 293.15 1.5738 -303743.4 -303743.4

15 288.15 1.5748 -303936.4 -303936.4

10 283.15 1.5759 -304148.7 -304148.7

Cálculos

Welec = -nFE

Welec = - (2mol) ((96500 C )/(mol e-) ) (1.5623J/C) = -301523.9 J

ΔG°r = Welec = - (2mol) ((96500 C )/(mol e-) ) (1.5623J/C) = -301523.9 J

Representación gráfica de ΔG°r (J) - T (°K).

Calculos

Regresion lineal

ΔGr° = ΔH°r - TΔS°r

y= b – xm

b= -328485.8

m= 85.057

r= 0.973

ΔG°r = -328485.8 – (85.057)T

TABLA 2 Cálculo de ΔH°r, ΔGr° y ΔSr° teorica y experimentalmente.

Propiedad Datos experimentales Datos teóricos % Error

ΔH°r / (J) -328485.8 J -317230 J -3.54%

ΔG°r /(J) -353843.45 J -206300 J -0.71%

TΔS°r/(J) 85.057 J (-34.19 J) T 3.48%

Cálculos

Ag2O (s) + Zn (s) → 2Ag (s) + ZnO (s)

ΔH°r = (ΔH Productos – ΔH Reactivos) = (-348280 J- (-31050 J)) =-317230 J

ΔG°r = (ΔG Productos – ΔG Reactivos) = (-318300 J -(-112000 J)) = -206300 J

ΔS°r = (ΔS Productos – ΔS Reactivos) = ([43.64 J + 2mol (42.55 J)] – [121.30 J + 41.63 J])= -34.19 J

Porcentaje de error:

(Valor teórico – valor experimental )/(valor teorico) x 100 = (-317230-(-328485.8) )/(-317230) x100 = -3.54%

DISCUSIÓN DE RESULTADOS:

En base al análisis de nuestros datos podemos decir que las propiedades que cambian en nuestro experimento son el voltaje y la temperatura, en el que hay un intercambio de electrones; en cambio las propiedades que se mantuvieron constantes durante el experimento fueron la presión ya que esta siempre se mantuvo igual.

La ecuación química que se llevó a cabo en nuestra pila fue la siguiente:

ÁNODO Zn (s) + 2 OH−→ ZnO (s) + H2O (l) + 2e−

CÁTODO Ag2O (s) + H2O (l) + 2e− → 2 Ag (s) + 2 OH−

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REACCIÓN

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