Ejercicio 2 - Termodinàmica · Química Selectividad Cataluña Setembre Serie 2 2023

El cloroetà ($\text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}$), també anomenat clorur d'etil, s'ha utilitzat al llarg de la història com a anestèsic d'ús tòpic i d'acció ràpida que actua per refredament local en l'àrea aplicada. Actualment es recomana evitar el contacte físic amb aquesta substància. Per a obtenir cloroetà, es poden utilitzar dos mètodes diferents que es basen en les reaccions següents:

1a reacció: $\text{C}_2\text{H}_6(\text{g}) + \text{Cl}_2(\text{g}) \xrightarrow{\text{llum}} \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}(\text{g}) + \text{HCl}(\text{g})$

2a reacció: $\text{C}_2\text{H}_4(\text{g}) + \text{HCl}(\text{g}) \xrightarrow{\text{llum}} \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}(\text{g}) \quad \Delta H^\circ(298\text{ K}) = -64,9\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

Dades:

Entalpies estàndard de formació a $298\text{ K}$:

Substància · $\text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}(\text{g})$ · $\text{HCl}(\text{g})$ · $\text{C}_2\text{H}_6(\text{g})$

$\Delta H_f^\circ\ (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1})$ · $-104,9$ · $-92,3$ · $-84,7$

a)

Si els valors de les entropies estàndard a $298\text{ K}$ són $\Delta S^\circ = +2,09\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1}$ i $\Delta S^\circ = -128,6\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1}$ per a la primera i per a la segona reacció respectivament, comproveu que les dues reaccions són espontànies a la temperatura de $298\text{ K}$. Justifiqueu la resposta. Expliqueu què indica, a escala microscòpica, el signe de la variació d'entropia estàndard d'aquestes dues reaccions. [1,25 punts]

Substància · $\mathrm{C_2H_5Cl(g)}$ · $\mathrm{HCl(g)}$ · $\mathrm{C_2H_6(g)}$

$\Delta H_f^\circ\text{ (kJ mol}^{-1}\text{)}$ · $-104,9$ · $-92,3$ · $-84,7$