Espontaneidad de una reacción química a partir de las entalpías de formación y la entropía (2016)

, por F_y_Q

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Las entalpías estándar de formación del etano y del eteno son -84.7 kJ/mol y 52.3 kJ/mol, respectivamente. Sabiendo que la variación de entropía es -110\ J\cdot (K\cdot \text{mol})^{-1} para el proceso:

\ce{C2H4(g) + H2(g) -> C2H6(g)}

Indica de forma razonada si el proceso será espontáneo en condiciones estándar.

P.-S.

A partir de las entalpías de formación puedes calcular la entalpía de reacción del proceso:

{\color[RGB]{2,112,20}{\bm{\Delta H_R = \sum {\Delta H_f^0(p) - \Delta H_f^0(r)}}}} = (-84.7 - 52.3)\ kJ\cdot mol^{-1} = {\color[RGB]{0,112,192}{\bm{-137\ kJ\cdot mol^{-1}}}}

La variación de energía libre, que es la magnitud que indica si el proceso es espontáneo o no, se define como:

\color[RGB]{2,112,20}{\bm{\Delta G_R^0 = \Delta H_R^0 - T\Delta S_R^0}}

Si sustituyes los datos del problema, teniendo cuidado con las unidades, obtienes:

\Delta G_R^0 = -1.37\cdot 10^5\ \frac{J}{mol} - 298\ \cancel{K}\cdot (-110)\ \frac{J}{\cancel{K}\cdot mol} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{-1.34\cdot 10^5\ J\cdot mol^{-1}}}}


Como el valor que obtienes es negativo, el proceso será espontáneo.