Práctica No. 10 "Potenciales Termodinámicos"

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química

Laboratorio de Termodinámica

Profa. Rosa María Villegas Ortega

Práctica No. 10

“Potenciales Termodinámicos”

Integrantes:

Alva Cornejo Zuri Vanessa

Velázquez Rueda Mauricio

Rosas Sánchez Ilse

Santiago Sánchez Montserrat

Noviembre 2012

Objetivo

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

Introducción:

Potencial termodinámico:

Se define potencial termodinámico a una variable de estado asociado a un sistema que tiene dimensiones de energía. Describe la cantidad de energía potencial disponible en el sistema termodinámico sujeta a ciertas restricciones (relacionadas con las variables naturales del potencial). Además los potenciales sirven para predecir bajo las restricciones impuestas qué cambios termodinámicos serán espontáneos y cuales necesitarán aporte energético.

∆Suniverso=0 (equilibrio)

∆Suniverso>0 (espontáneo)

∆Suniverso<0 (no espontáneo)

Los potenciales más comunes son:

dU≤TdS-PdV

dH≤TdS+VdP

dG≤-SdT+VdP

dA≤-SdT-PdV

Potencial eléctrico

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. Matemáticamente se expresa por:

Trabajo eléctrico:

Considérese una carga eléctrica puntual en presencia de un campo eléctrico . La carga experimentará una fuerza eléctrica:

Esta fuerza realizará un trabajo para trasladar la carga de un punto A a otro B, de tal forma que para producir un pequeño desplazamiento la fuerza eléctrica hará un trabajo diferencial expresado como:

Donde se ha tenido en cuenta Teniendo en cuenta la expresión. Por lo tanto, integrando obtenemos que el trabajo total realizado por el campo eléctrico será:

Reacciones oxidación-reducción y su función en las baterías.

Las pilas básicamente consisten en dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones.

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.

Procedimiento

1.- Montar el dispositivo experimental de acuerdo al esquema de la figura 1.

2.- Llenar un vaso pp con lujol y sumergir la pila que se encuentra previamente conectada al voltímetro.

3.- Colocar en el baño una mezcla de hielo y agua, y llenar hasta una altura de 20 cm.

4.- Introduce el vaso al baño.

Nota: Introducir previamente un termómetro en el baño para medir la temperatura en el experimento.

5. Registrar el potencial observado en el voltimetro cada 5ºC,a partir de una temperatura de 10ºC.

Datos experimentales

t / (ºC) T / (K) ∆G ºr / (J)

15 288 9440.86

20 293 9610.31

25 298 9779.76

30 303 9949.21

35 308 10118.66

40 313 10288.11

45 318 10457.56

Datos teóricos y experimentales.

Propiedad Datos Experimentales Datos teóricos %Error

∆Hof -313163 -319410 1.95

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