Conociendo los siguientes datos: Entalpía de combustión del etano(g): ΔHº = -1559 kJ/mol; entalpía de combustión del eteno(g): ΔHº = -1410,9 kJ/mol; entalpía de formación del agua(l): ΔHº -285.8 kJ/mol y entalpía de formación del dióxido de carbono(g): ΔHº = -393.5 kJ/mol. Variación de entropía en el proceso C2H4 (g) + H2 (g) → C2H6 (g): ΔSº = -110.6 J/K.
Señala las afirmaciones que consideres correctas:
El proceso C2H4 (g) + H2 (g) → C2H6 (g) será espontáneo en condiciones estándar
Correcto
Incorrecto!
La entalpía de formación estándar del etano(g) será de -123 kJ/mol
Correcto
Incorrecto!
La entalpía de formación estándar del eteno(g) será de +52.3 kJ/mol
Correcto
Incorrecto!
Solución La combustión del etano es:
C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (l)
Por la ley de Hess,
ΔHcº(C2H6) = 2 ΔHfº(CO2) + 3 ΔHfº(H2O) - (ΔHfº(C2H6) + 7/2 ΔHfº(O2))
1 [mol C2H6] (-1559 [kJ/mol C2H6]) = 2 [mol CO2] (-393.5 [kJ/mol CO2]) + 3 [mol H2O] (-285,8 [kJ/mol H2O]) - {ΔHfº(C2H6) + 7/2 [mol O2] (0)}
ΔHfº(C2H6) = -85.4 kJ/mol etano
La combustión del eteno es:
C2H4 (g) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 2 H2O (l)
ΔHcº = 2 ΔHfº(CO2) + 2 ΔHfº(H2O) - (ΔHfº(C2H4) + 3 ΔHfº(O2) )
1 [mol C2H4] (-1410.9 [kJ/mol C2H4]) =2 [mol CO2] (-393.5 [kJ/mol CO2]) + 2 [mol H2O] (-285.8 [kJ/mol H2O]) - (ΔHfº(C2H4) + 3 [mol O2] · 0)
ΔHfº(C2H4) = 52.3 kJ/mol eteno Para el proceso:
C2H4 (g) + H2 (g) → C2H6 (g)
ΔHrº = ΔHfº(C2H6) - (ΔHfº(C2H4) + ΔHfº(H2) )
Tomando como base 1 mol de eteno
ΔHrº = -85.4 [kJ] - (52.3 [kJ] + 0) = -137.7 kJ/mol eteno La espontaneidad de un proceso viene dada por el signo de la energía libre de Gibbs ΔG.
Si ΔG < 0, el proceso es espontáneo. En condiciones estándar (t = 25 ºC, P = 1 atm.)
ΔGº = ΔHº - T ΔSº = -137.7 [kJ] - 298 [K] · (-110.6 [J/K]) · 10-3 [kJ/J] = -104.7 kJ
Como ΔGº < 0, el proceso es espontáneo en condiciones estándar.
Pregunta de Selección Múltiple
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