Informe del Laboratorio Nº3 Medición de los parámetros termodinámicos de una pila

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Luego calculamos el ΔS con la ecuación (2), si tomamos en cuenta que es la pendiente de la recta, reemplazamos y obtenemos:[pic 18]

[pic 19]

Para obtener ΔH usamos la ecuación (3) y reemplazamos todos los datos ya obtenidos anteriormente y calculamos el ΔH para los 25ºC que son de la temperatura ambiente

ΔH = (-21179 + 25·6,84) = –21,008 [pic 20][pic 21]

Podemos ver cuán alejados están los valores obtenidos en la práctica de los que entrega la literatura, los que son a 25ºC :

ΔG = –21,34 , ΔS = 21,15 y ΔH = –15,00 [1][pic 22][pic 23][pic 24]

Para cuantificarlo, calcularemos el error:

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

Discusión

Según los resultados obtenidos en el experimento se puede observar que el potencial de la pila varía según se modifique la temperatura, a más temperatura mayor es el potencial, lo que se puede ver claramente en la gráfica de la figura 1. Por lo tanto se pueden obtener los valores de energía libre, entropía y entalpía. Cabe recalcar, que la medición original debía ser hasta los 0ºC pero debido a que la temperatura del laboratorio era mayor, era muy difícil estabilizarlo, por lo que se debió hacer la medición hasta 4ºC.

Al hacer una relación entre la energía libre y la temperatura, se puede observar que la energía libre disminuye al aumentar la temperatura, esto corresponde ya que, según la literatura, a mayor temperatura una reacción es más espontanea, lo que demostraría que el ΔG disminuyera y se hiciera más negativo a medida que aumenta la temperatura, como lo vimos en la energía libre calculada para 75ºC, 25ºC y 0ºC. Esto corrobora que el ΔG dependa tanto de la entalpía como de la entropía relacionándose en la ecuación

ΔG = ΔH – TΔS.

Al ver los valores de error obtenidos y la desviación que se observa de los datos en relación a la literatura, cabe recalcar que la energía libre tiene un valor cercano a la literatura, mas la entropía tiene una gran variación del 67,6%, lo que se puede deber en gran parte a la inestabilidad de la temperatura, debido a que fue más difícil generar el equilibrio térmico en el sistema a medida que la temperatura se acercaba a los 0ºC, lo que se puede explicar porque la temperatura del laboratorio y la del sistema estaban en constante traspaso de calor. También cabe recalcar que la estabilidad del potencial dado por el voltimetro era variable, debido a que a medida que se buscaba mayor cantidad de decimales para disminuir el error este no era capaz de estabilizarse. Para la desviación obtenida con la entalpía cabe recalcar que ocurre por el valor agregado que le otorga el error de la entropía y la energía libre además del propio error que puede tener en su cálculo. Es bueno mencionar además que aunque haya variación en los resultados y un error no poco considerable, se tienen relación entre los signos y los resultados que se deberían obtener corroborando el hecho que a mayor temperatura la entropía aumenta, favoreciendo así que la energía libre sea cada vez menor, al igual que la entalpía.

Conclusiones

- Se puede obtener un correcto sentido de la reacción con los resultados que se obtuvieron de los parámetros termodinámicos como entropía, entalpía y energía libre independientemente del error que se obtenga. Lo que dice que el signo de cada parámetro es un gran determinante de si una reacción es espontanea o no

- La concordancia que se obtiene del potencial de celda con la temperatura, se puede deber a que tiene estrecha relación con la energía libre, así como este último con la temperatura.

Referencias

[1] CPT Lynn P. Beaulieu, A General Chemistry Thermodynamics Experiment, United States Military Academy, West Point, New York. Pág. 53–54.

[2] G.W. Castellan, in Fisicoquímica, ed. Fondo educativo Interamericano 1974 y Addison Wesley Iberoamericana 1987, vol. 2, pp. 393 - 427