EJERCICIOS DE entropía y entalpía

Entalpía: La Entalpía es la cantidad de energía que un sistema termodinámico puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. Matemáticamente, la entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energía interna, p es la presión y V es el volumen. H se mide en julios. Es una función de estado de la termodinámica donde la variación permite expresar la cantidad de calor puesto en juego durante una transformación isobárica transformación en el curso de la cual se puede recibir o aportar energía.

Entropía: Entropía termodinámica una magnitud que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir un trabajo. Es el grado de desorden que poseen las moléculas que integran un cuerpo, o también el grado de irreversibilidad alcanzada después de un proceso que implique transformación de energía.

La entropía es una medida del orden de un sistema o de la falta de grados de restricción; la manera de utilizarla es medirla en nuestro sistema inicial, es decir, antes de remover alguna restricción, y volverla a medir al final del proceso que sufríó el sistema.

1.- Dada la reacción: 2 CH₃OH (l) + 3 O₂ (g) = 2 CO₂ (g) + 4 H₂O (l) ; D H = -1552,8 KJ
a) Indica si el proceso es espontáneo en condiciones estándar (1 atm y 25ºC).
b) Suponga el sistema en equilibrio. Justifique cómo afectaría al equilibrio un aumento de presión y un aumento de temperatura.
DATOS: Entropías estándar a 298 K :
S⁰ (CH₃OH (l) ) : 126,8 J/K mol; S⁰ (CO₂ (g) ) : 213,7 J/K mol;
S⁰ (O₂ (g)) : 205,0 J/K mol; S⁰ (H₂O (l)) : 70,0 J/K mol.
Solución:
1.-a) D G=D H - TD S; Donde D S = S ni . Si productos -S ni . Si reactivos
D G = -1504,8 KJ luego el proceso es espontáneo en estas condiciones.
b)Según el principio de Le Chatelier:
Un aumento de presión desplaza el equilibrio hacia la derecha, pues con ello se disminuye el volumen y se contrarresta el aumento de presión (hay 3 moles de gases a la izquierda y 2 a la derecha).
Un aumento de temperatura desplaza el equilibrio hacia la izquierda, sentido en el que la reacción es endotérmica. Al absorber calor se contrarresta el aumento de temperatura.