Problema 1 · Fisicoquímica I UB Juny 2016

PROBLEMA 1 (10 punts). Termodinàmica d'una reacció química gasosa

Per a la reacció en fase gasosa següent duta a terme a $298\text{ K}$:

$$\mathrm{N_2O(g) + \frac{3}{2} O_2(g) \longrightarrow 2 NO_2(g)}$$

Determineu la variació d'energia de Gibbs estàndard de la reacció ($\Delta_r G^\circ$). Discutiu si el procés és espontani en aquestes condicions i trobeu l'interval de temperatures en què la reacció serà espontània, suposant que ni l'entalpia ni l'entropia varien amb la temperatura.

Dades a $298\text{ K}$:

$\Delta_f H^\circ[\mathrm{N_2O(g)}] = 81{,}6\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

$\Delta_f H^\circ[\mathrm{NO_2(g)}] = 33{,}2\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

$S^\circ[\mathrm{N_2O(g)}] = 220{,}1\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$

$S^\circ[\mathrm{NO_2(g)}] = 240{,}1\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$

$S^\circ[\mathrm{O_2(g)}] = 205{,}2\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$

Sí

No

$T < T_{\text{límit}}$

$T > T_{\text{límit}}$