Problema 4 Serie 2 Segundo Principio 2020

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4) Calcule la temperatura de equilibrio, (en °C, supuestos constantes ΔH y ΔS), para la oxidación del SO2 
a SO3 según la siguiente ecuación: SO2 + ½ O2 -----------> SO3 
 
Datos: 
 
 
 
 
Para resolver este problema debemos recordar que, en equilibrio, ΔGoreacc = 0. 
 
Recordemos además que ΔGoreac = ΔH
o
reac – T x ΔS
o
reac 
 
Si sabemos que cuando T = Teq, ΔG
o
reac = 0, podemos obtener la siguiente relación entre ΔH
o y ΔSo en 
esas condiciones: 
 
ΔGo = 0 
 
ΔGoreac = ΔH
o
reac – Teq x ΔS
o
reac 
 
0 = ΔHoreac – Teq x ΔS
o
reac 
 
Teq x ΔS
o
reac = ΔH
o
reac 
 
Teq =ΔH
o
reac 
 ΔSoreac 
 
Por lo tanto, conociendo los valores de ΔHoreac y ΔS
o
reac podremos calcular el valor de Teq sabiendo que a 
esa temperatura ΔGoreac = 0 
 
Recordemos además que para una reacción química dada donde se conocen los ΔHof de reactivos y 
productos podemos calcular ΔHo de la reacción aplicando la siguiente expresión: 
 
ΔH0reac = Σ nproductos x ΔH
o
f productos – Σ nreactivos x ΔH
o
f reactivos 
 
Podemos aplicar una expresión similar para calcular el valor de ΔSo de la reacción conociendo los valores 
de So de reactivos y productos: 
 
ΔS0reac = Σ nproductos x S
o productos – Σ nreactivos x S
o reactivos 
 
 
Dado que tanto la expresión del cálculo de ΔH0reac como la de ΔS
0
reac de una reacción química dada 
implica multiplicar los valores de ΔHof y S
o por la cantidad de moles de reactivos y productos que 
participan de la misma, es fundamental chequear que estemos trabajando con una ecuación química 
balanceada. En este caso, podemos fácilmente verificar que la ecuación dato del problema se encuentra 
balanceada. Si no lo estuviera sería necesario realizar ese paso previo a calcular los valores de ΔH0reac 
como la de ΔS0reac. 
 
RECORDAR QUE EL VALOR DE ΔHof DE LAS SUSTANCIAS QUE SE ENCUENTRAN EN SU ESTADO 
FUNDAMENTAL (por ejemplo, O2) es igual a 0 y por lo tanto no aparecen en la ecuación de cálculo de 
ΔHo de la reacción en la cual están involucradas dichas sustancias. 
 
ΔHoreac = 1 mol x ΔH
o
f SO3 – 1 mol x ΔH
o
f SO2 
 
ΔHoreac = [1 mol x (-395,7 kJ mol
-1)] – [1 mol x (-296,4 kJ mol-1)] 
 
ΔHoreac = -99,3 kJ 
 
ΔSoreac = 1 mol x S
o SO3 – (1 mol x S
o SO2 + ½ mol x S
o O2) 
 
ΔSoreac = 1 mol x 255,9 J mol
-1 K-1 – (1 mol x 248,3 J mol-1 K-1 + ½ mol x 204,8 J mol-1 K-1) 
 
ΔSoreac = -94,8 J K
-1 
 
Obsérvese que las unidades correspondientes a ΔH0reac son J ó kJ mientras que el valor de ΔS
0
reac lleva 
unidades de J K-1. 
 
Una vez obtenidos los valores de ΔH0reac y ΔS
0
reac podemos calcular el valor de la Teq utilizando la 
expresión presentada previamente: 
 
Teq = ΔH
o 
 ΔSo 
 
Teq = -99,3 kJ 
 -94,8 J K-1 
 
Teq = 1047,5 K 
 
Teq = 774,5 ºC