Foros Ciencias Galilei

Por más que lo intento no me sale el resultado. ¿Me podéis ayudar?

En la fabricación del ácido sulfúrico mediante el método de contacto, a 400ºC se produce la oxidación:
  
      2 SO₂(g) + O₂ (g) --------> 2 SO₃    ∆H_R= -198.2 kJ

a) Si el proceso se realiza a volumen constante, ¿qué calor se desprende en la oxidación de 96g de SO₃?
b) Justifica por qué la disminución de la temperatura favorece la espontaneidad de dicho proceso.

El resultado de la a tiene que dar Qv= -144.5kJ  A mí me da valores superiores que rondan desde los -198 con algo hasta los 250 con algo.

Lo he planteado de la siguiente forma.

V cte, por lo tanto es un proceso isócoro.  
∆H = Qp= -198.2 kJ

Qp= Qv + nRT.

n= (2-3)=-1
T= 673k

Gracias.

Será de SO₂ ¿no?  El que se oxida es el SO₂

Ten en cuenta que los ∆H_R= -198.2 kJ es para la oxidación de 2 moles de SO₂

y te lo piden para 96 g (que no son dos moles)

Sí, lo siento la oxidación es de SO₂.

Entonces estaría bien si pongo esto:

-198.2 kJ/ 96g x 64/mol ?
Pero después que habría que hacer, he faltado a la clase y mi profesora se niega a explicármelo.

Hola,

Vamos a calcular Qp para 2 moles de SO₂ (reacción dada):


Qp= Qv + ∆nRT     

∆n = -1

=>   Qv = Qp - ∆nRT = Qp + RT = -198.2 + 8,31·673 = 5394,4 kJ  ← Ver siguiente mensaje

Para 96 g serían

5394,4·96/(2·64) = 4045.8 kJ

Creo que sería así.

A ver por que algo falla en el sistema educativo con el tema de la R, constante de los gases, y digo que algo falla por que todo el mundo cree que son 0,082 pero en otras unidades tiene otro valor y a ver si me explico y queda claramente especificado.
La constante de los gases ideales "R" al usarse en la ecuación de los gases P.V=n.R.T tiene de valor 0,082 atm.L/K.mol, y se usa con esas unidades por que en esta ecuación tomamos P en atmósferas, V en litros n en moles y T en Kelvin.

La magnitud atm.L es una magnitud de trabajo y energía, por tanto se puede ponner en calorías, Júlios y sus múltiplos Kcalorias y Kjulios.

En los temas relacionados con la termodinámica química se usan y mucho las unidadees caloría, julios y sus múltiplos, por tanto si hay que usar R tenemos que ponerlas en las unidades adecuadas y estas son:
R= 2 cal/K.mol
R=8,31 J/K.mol
y si queremos que esten en Kcal/K.mol o en KJ/K.mol las anteriores habria qie dividirlas por 1000.

R=2.10^-3Kcal/K.mol
R=8,31.10^-3KJ/K.mol

Vamos al ejercicio, aprovechando ya lo hecho por Galilei:
Qv = Qp - ∆nRT = -198.2 + 8,31.10^-3·673=-192,61 KJ

Pusimos ese valor de R por que  Qp nos viene dado en KJ.

El tema ahora es relacionar ese calor con los moles, ese calor se desprende (es negativo) al obtenerse 2 moles de SO₂ por tanto podemos poner :

-192,61 KJ/2mol=-96,305 KJ/mol, y como 1 mol de SO₂ son 64 g tenemos -96,305 KJ/64 g=-1,505 KJ/g, coseguimos obtener el calor desprendido por cada gramo, como nos piden para 96 gramos Qv=-144,48 KJ

La espontaneidad de un proceso químico viene determinada por el signo de la variación de energía libre o energía de Gibss, si es negativa es espontanea y si es positiva no lo será.

∆G=∆H-∆S.T, vemos que hay dos términos en la energía libre, vamos a esudiarlos para el ejemplo concreto.
La variación de entalpía es negativa (∆H<0) nos lo dice el propio ejercicio.
La variacíon de entropía (∆S) también es negativa, lo sabemos por que la entropía nos mide el grado de desorden, si el desorden aumenta la entropía es positiva y si el desorden disminuye (aumenta el orden) es negativa. En esta reacción aumenta el orden partimos de 3 moles de reactivos y ahora tenemos menos en los productos, los hemos agrupados en menos moles por tanto aumentó el orden y por eso es negativa la entropía, como T es la temperatura en Kelvin y siempre es positiva, el producto de ∆S.T es un término negativo (recordemos que menos por más es menos), pero como tienen un signo negativo delante cambiará de signo -∆S.T>0,será positivo.

Vemos por tanto que la energia libre tiene dos términos de sentido contrario, si el término negativo supera al positivo será espontanea y esto lo podemos conseguir actuando sobre la temperatura, si la temperatura aumenta como es del término positivo hará que aumente este término y llegara un momento en que supere al termino positivo y por tanto no sea espontánea pero si disminuímos la temperatura, hacemos que el segundo término también sea cada vez más pequeño y  al ser el término negativo (∆H)  que el positivo (- ∆S.T) y  la energía libre resulta negativa y por tanto la reacción será espontanea.

Muchísimas gracias a los dos.