Espontaneidad, entropía y equilibrio (2102)

, por F_y_Q

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Responde, razonando cada caso, a las preguntas referidas a la reacción:

\ce{Fe2O3(s) + 3C(s) -> 2Fe(s) + 3CO(g)}

a) Si el valor de \Delta G = -742.2\ kJ\cdot mol^{-1}, ¿hacia dónde ocurre la reacción? ¿Es espontánea o no?

b) ¿Hacia dónde ocurre la reacción si se le agrega \ce{Fe_2O_3}?

c) Para que la reacción llegue al equilibrio, ¿cuál sería el valor de \Delta G?

d) Basándote en el valor de \Delta S = 87.4\ J\cdot (mol\cdot K)^{-1}, ¿es una reacción espontánea o no?

P.-S.

a) La reacción ocurre hacia la derecha, es decir, hacia los productos. Si el valor de \Delta G es negativo quiere decir que la reacción es espontánea y que ocurre según está escrita.

b) El óxido de hierro(III) es una sustancia sólida y no aparece en la expresión de la constante de equilibrio, por lo que la variación de su concentración no afecta al equilibrio de la reacción y no se desplaza ni hacia los reactivos ni hacia los productos.

c) La reacción estará en equilibrio cuando \color[RGB]{192,0,0}{\bm{\Delta G = 0}} . Es la condición de equilibrio.

d) Como el valor de \Delta G es negativo y el valor de \Delta S es positivo, la reacción será siempre espontánea. Esto se debe a que el factor entrópico será negativo en todos los casos. Si observas la expresión:

\color[RGB]{2,112,20}{\bm{\Delta G= \Delta H - T\Delta S}}

El término -T\Delta S será siempre negativo y contribuirá a que también lo sea \Delta G