¿Cuál es un ejemplo de un problema de la práctica del proceso endotérmico?

RESPUESTA LARGA. Estas son algunas de las preguntas que podría obtener en un problema de proceso endotérmico:

Te dan la siguiente reacción química.

#N_ (2 (g)) + O_ (2 (g)) -> 2NO _ ((g)) #

Proporcione una explicación de por qué esta reacción es endotérmica (tanto conceptual como matemática);

¿Es esta reacción espontánea a las 298 K?

Si no, ¿a qué temperatura se vuelve espontáneo?

Datos dados: # DeltaH_f ^ @ = +90.4 "kJ / mol" # para #NO# y #DeltaS _ ("reacción") = 24.7 "J / K" #

Vamos a empezar con las matemáticas para sacarlo del camino. Se dice que una reacción es endotérmica si su cambio en la entalpía, #DeltaH _ ("reacción") #, es positivo. Podemos calcular este cambio en la entalpía a partir de lo que nos proporcionan los datos.

#DeltaH _ ("reacción") = "2 moles NO" * 90.4 (kJ) / (mol) - ("1 mol" N_2) * 0 (kJ) / (mol) - ("1 mol" O_2) * 0 (kJ) / (mol) #

#DeltaH _ ("reacción") = "2 moles NO" * 90.4 (kJ) / (mol) = 180.8 # # "kJ #

El truco aquí era ser consciente del hecho de que la entalpía de la formación (#DeltaH_f ^ @ #) para los elementos es cero.

Ya que #DeltaH _ ("reacción")> 0 #, la reacción es de hecho endotérmica.

Conceptualmente, esta reacción es endotérmica a pesar del hecho de que un enlace (entre #NORTE# y # O #) se forma; esto sucede porque el # N_2 # La molécula tiene sus dos átomos unidos por una triple enlace muy fuerte, Lo que significa que mas energia Se debe poner en la ruptura de este vínculo que se libera cuando el #NO# Se forma la molécula.

Ahora, para que una reacción sea espontánea, el signo de # DeltaG # - La energía libre de Gibbs - debe ser negativo a la temperatura dada.

Por lo tanto, podemos determinar la espontaneidad de esta reacción usando

#DeltaG _ ("reacción") = DeltaH _ ("reacción") - T * DeltaS _ ("reacción") #

#DeltaG _ ("reacción") = 180.8 * 10 ^ 3 J - 298 K * 24.71 * J / K = 173.4 kJ #

La reacción no es espontánea a esta temperatura. Podemos determinar a qué temperatura la reacción comienza a ser espontánea estableciendo #DeltaG _ ("reacción") = 0 #.

# 0 = DeltaH _ ("reacción") - T * DeltaS _ ("reacción") #

#T = (DeltaH _ ("reacción")) / (DeltaS _ ("reacción")) = (180.8 * 10 ^ 3 J) / (24.71J / K) = 7317K #

Esta reacción se vuelve espontánea a #7317# # "K" #.

Como conclusión, las preguntas sobre los procesos endotérmicos o exotérmicos giran en torno a # DeltaH #, # DeltaS #y # DeltaG # - Si se cuestiona la espontaneidad de una reacción.