Trabajo de fisico quimica.

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De la reacción d). La cosa queda hasta ahora así:

a) n2 (g) + 2h2o (l) → nh4no2 (s)

b) h2 (g) + ½ o2 (g) → h2o (l)

c) 2nh3 (aq) → n2 (g) + 3h2 (g)

d) nh4no2 (aq) → nh3 (aq) + hno2 (aq)

¿Y qué hacemos con la quinta? el compuesto que en ella aparece no sale en la fórmula final, ni como producto ni como reactivo. ¿Cómo sabemos si la reacción la tenemos que escribir así o a la

Inversa?

Fíjate en lo que significa la reacción e). Nos está indicando la energía que se absorbe cuando el nitrito amónico pasa de estado sólido a líquido. Debes comprender también que todas las reacciones parciales que hemos escrito hace dos párrafos no son cosas independientes e inconexas que estén flotando en la nada, sino que se encadenan entre sí, y una ocurre después de que ocurra la anterior.

La reacción d) no puede suceder hasta que tengamos nitrito amónico líquido. La reacción a) es la que nos da nitrito amónico, pero sólido. Por lo tanto, entre la reacción a) y la d), necesitamos otra reacción que nos convierta el nitrito amónico de sólido a líquido. Esa es nuestra reacción e).

El conjunto de nuestras reacciones parciales queda entonces así:

a) n2 (g) + 2h2o (l) → nh4no2 (s)

b) h2 (g) + ½ o2 (g) → h2o (l)

c) 2nh3 (aq) → n2 (g) + 3h2 (g)

d) nh4no2 (aq) → nh3 (aq) + hno2 (aq)

e) nh4no2 (s) → nh4no2 (aq)

Ahora, antes de empezar con las entalpías, tenemos que hacer algunos ajustes en las reacciones parciales para obtener la reacción final. Por ejemplo, para que el nh3 se pueda simplificar, la tercera reacción debe multiplicarse por 1/2. También queremos quitar la fracción de la segunda, así que multiplicaremos b) por 2.

a) n2 (g) + 2h2o (l) → nh4no2 (s)

2· b) h2 (g) + ½ o2 (g) → h2o (l)

1/2· c) 2nh3 (aq) → n2 (g) + 3h2 (g)

d) nh4no2 (aq) → nh3 (aq) + hno2 (aq)

e) nh4no2 (s) → nh4no2 (aq)

Ya falta poco. Lo penúltimo que queda por hacer es modificar la entalpía de cada reacción parcial según lo que le hayamos hecho a ésta. Si habíamos invertido la reacción, la entalpía que nos dan

Cambia de signo. Si alguna reacción la hemos multiplicado por algo, hacemos lo mismo con la entalpía:

a) n2 (g) + 2h2o (l) → nh4no2 (s) δh = 300,12 kj

2· b) h2 (g) + ½ o2 (g) → h2o (l) δh = - 284,24 kj·2 = -568,48kj

1/2· c) 2nh3 (aq) → n2 (g) + 3h2 (g) δh = 170,54 kj·1/2 = 85,27kj

d) nh4no2 (aq) → nh3 (aq) + hno2 (aq) δh = 38,04 kj

e) nh4no2 (s) → nh4no2 (aq) δh = 19,85 kj

Y ahora sumamos por un lado todas las reacciones...

n2 (g) + 2h2o (l) + 2h2(g) + o2 (g) + nh3 (aq) + nh4no2 (aq) + nh4no2(s) → nh4no2(s) + 2h2o + 1/2n2 (g) + 3/2h2(g) + nh3 (aq) + hno2 (aq) + nh4no2 (aq)

…simplificamos...

n2 (g) + 2h2o (l) + 2h2(g) + o2 (g) + nh3 (aq) + nh4no2 (aq) + nh4no2(s) → nh4no2(s) + 2h2o + 1/2n2 (g) + 3/2h2(g) + nh3 (aq) + hno2 (aq) + nh4no2 (aq)

1/2n2 (g) + 1/2h2(g) + o2 (g) → hno2 (aq)

(Que es la reacción a la que queríamos llegar)

… y por otro lado sumamos todas las entalpías:

300,12 + (-568,48) + 85,27 + 38,04 + 19,85 = -125,20kj

Puesto que obtenemos una variación de entalpía total negativa, estamos frente a una reacción exotérmica (el producto final ha perdido energía respecto a los reactivos iniciales).

2) a partir de las entalpías estándar de enlace, determinar la entalpía para la reacción de hidrogenación del 1,3-butadieno a butano. (Entalpías estándar: enlaces c=c → 612,9kj; enlaces h-h → 436,4kj; enlaces c-c → 348,15kj; enlaces c-h → 415,32kj).

Planteemos primero la reacción:

ch2=ch-ch=ch2 + 2h2 → ch3 – ch2 – ch2 – ch3

Vemos que para pasar de uno a otro es necesario romper dos dobles enlaces y formar dos enlaces simples y cuatro enlaces c-h. Además, hay que romper dos enlaces h-h provenientes de las dos moléculas de h2. Le entalpía total será entonces la suma de la de todos los enlaces formados menos la de los enlaces rotos:

Enlaces rotos (absorben energía):

2c=c → 2· (612,9kj) = 1225,8kj

2h-h → 2· (436,4kj) = 872,8kj

Total 2098, 6kj

Enlaces formados (desprenden energía):

2c-c → 2·348,15kj = 696,30kj

4c-h → 4·415,32kj = 1661, 28kj

Total 2357, 58kj

δhtotal = δhenlaces rotos - δhenlaces formados= 2098, 6 – 2357, 58 = - 258,98kj

al ser una variación de entalpía negativa, se trata de un proceso exotérmico.