Ejercicios resueltos Gibbs y Equilibrio

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ENERGÍA DE GIBBS: EJERCICIOS RESUELTOS
1. Una cantidad de 0,35 moles de un gas ideal que se encuentra inicialmente a 27 oC se dilata de 1,2 L a 7,4 L. Calcule los valores de w, q, ΔU, ΔS y ΔG si el proceso se lleva a cabo: (a) de manera isotérmica y reversible, y (b) de manera isotérmica e irreversible contra una presión externa de 1 atm.
2. Ciertas bacterias del suelo obtienen la energía necesaria para crecer al oxidar nitritos en nitratos: 
2NO2-(ac) + O2 → 2NO3-(ac) 
Dado que las energías estándares de Gibbs de formación del NO2- y NO3- son de -34,6 kJ/mol y -110,5 kJ/mol, respectivamente, calcule la cantidad de energía de Gibbs liberada cuando se oxida 1 mol de NO2- a 1 mol de NO3- 
 
 
3. Prediga los signos de ΔH, ΔS y ΔG del sistema de los siguientes procesos a 1 atm:
a) amoníaco que se funde a -60 oC,
b) amoníaco que se funde a -77,7 oC,
c) amoniaco que se funde a -100 oC. (el punto normal de fusión del amoniaco es -77,7 oC.
4. Cierta reacción es espontánea a 72 oC. Si el cambio de entalpía de la reacción es de 19 kJ, ¿Cuál es el valor mínimo de ΔS de la reacción (en J/K)?
5. Una muestra de agua sobreenfriada se congela a -10 o C. ¿Cuáles son los signos de ΔH, ΔS y ΔG este proceso? Todos los cambios que se refieren al sistema.
6. Considere la compresión isotérmica reversible de 0,45 moles de helio gaseoso, desde 0,50 atm y 22 L hasta 1 atm a 25 oC. (a) Calcule los valores de w, ΔU, ΔH, ΔS y ΔG del proceso. (b) ¿Puede utilizar el signo de ΔG para predecir si el proceso es espontáneo? Expliqué su respuesta, (c) ¿Cuál es el mínimo trabajo que se puede hacer en el proceso de compresión? Suponga un comportamiento de gas ideal.
7. En un recipiente vacío de 10 L se coloca 500 gramos de un sólido “A” a 298 K y luego de un tiempo el sistema siguiente llega al equilibrio: 
A(s) B(g) + 2 D(g) 
El cambio de energía libre y el cambio de entalpía de dicha reacción a 298 K son: ∆Go = 8513,5 J/mol y ∆Ho= -143000 J/mol respectivamente. 
a) (1 pto) Calcule la constante de equilibrio a 298 K 
b) (3 ptos) Determine el % de sólido que se descompone a 298 K. La masa molar de la sustancia “A” es 62 g/mol.
c) (2 ptos) Calcule la constante de equilibrio a 1200 K (puede considerar que la entalpía es independiente de la temperatura)
8. Para el sistema siguiente:
2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) ∆H=129,2 kJ/mol de reacción
	Se cuenta con la información:
	Sustancia
	NaHCO3(s)
	Na2CO3(s)
	CO2(g)
	H2O(g)
	∆Gof a 25 oC (kJ/mol)
	-851,9
	-1048
	-394,4
	-228,6
a) Si en un recipiente vacío de 8 litros se introduce NaHCO3(s), se tapa y se calienta hasta 400 K. Calcule la presión de cada gas cuándo el sistema llegue al equilibrio a 400 K (asuma que ∆H es independiente de la temperatura)
b) Calcule cuántos gramos de Na2CO3(s) (masa molar = 106 g/mol) se produce a 400 K.