Termochimica
Salve,ho un piccolo dubbio con questo esercizio:

Dai dati termodinamici riportati in tabella prevedere se, caricando un reattore termostatato a 600K con 400 mg di CO2, 60 mg di H2, 120 mg di CO e 120 mg di H2O la reazione seguente avviene verso destra,verso sinistra o è all'equilibrio:


                                                             CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)

Tabella:
CO   -> H°=-110.5 /  S°=197.7            *H°(KJ/mol)
CO2 ->H°=-393.5  /  S°=213.8              S°(J/mol*K)
H2O ->H°=-241.8  /  S°=188.8
H2    ->                  /  S°=130.7

SVOLGIMENTO:

1. MOLI DEI COMPOSTI                                                          

nCO = 0.12(g)/28.005(g/mol) = 0.00428 mol                                  

nCO2= 0.4(g)/44.0098(g/mol) = 0.00908 mol

nH2O= 0.12(g)/18.01528(g/mol) = 0.00666 mol

nH2= 0.06(g)/2.1588(g/mol) = 0.0278mol

2.ENTALPIA DI REAZIONE

DeltaH = nCO2*H°CO2 - (nCO*H°CO + nH2O*H°H2O) = -3.573 - ( -0.473 -1.61) = -1.49 KJ

3.ENTROPIA DI REAZIONE

DeltaS = analogo procedimento... = (1.94+3.63)-(0.84+1.25) = 3.47 J/K -> 0.00347 KJ/K

4.ENERGIA LIBERA

DeltaG = DeltaH-DeltaS*T = -1.49-(600k*0.00347) = -3.572 KJ 

sulla base del risultato relativo all'energia libera si ha un processo spontaneo, in quanto l'energia libera ha valori negativi, quindi la reazione è spostata verso destra.

ora... arrivando al punto della questione, ho dubbi riguardo il calcolo delle entalpie e delle entropie di reazione, dato che non sono sicuro se vada bene usare le moli trovate, ma bensì sia più opportuno prima trovare i rapporti stechiometrici dei vari elementi e quindi utilizzare quelli.

vi ringrazio per la pazienza e l'attenzione.
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A mio parere la risoluzione dell'esercizio è sbagliata.

I passaggi da eseguire sono:

a) Calcoli il ΔH° di reazione utilizzando i valori di H° dei reagenti e dei prodotti. [ΔH° = -41,2 kJ/mol]

b) Calcoli il ΔS° di reazione utilizzando i valori di S° dei reagenti e dei prodotti. [ΔS° = -0,0420 kJ/mol·K]

c) Calcoli il ΔG° di reazione applicando ΔG° = ΔH° - TΔS°. [ΔG° = -16,0 kJ/mol]

d) Calcoli la Keq (Kc=Kp=Kx perchè Δn=0) della reazione applicando ln Keq = -ΔG°/RT. [Keq = 1,0032]

e) Utilizzando la Keq, in base alle moli iniziali a disposizione, tenendo conto dei coefficienti stechiometrici, calcoli la quantità x di ciascun reagente che si consuma, che è la stessa quantità x di ciascun prodotto che si forma. [x = -0,000573 mol]

f) In base al valore di x, calcoli le moli dei reagenti e dei prodotti all'equilibrio e deduci se la reazione di equilibrio è spostata a sinistra, o a destra, o è all'equilibrio.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Ca0s
capisco quello che vuoi dire... praticamente per esempio: se sono stati immessi 240 mg di reagenti dobbiamo per forza avere 240 mg di prodotti, quindi il primo punto è capire chi è in eccesso e chi in difetto tra i composti citati nel problema, per poi trovare i rapporti stechiometrici.
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No, non è una reazione completa per la quale devi trovare il reagente in difetto.
I coefficienti stechiometrici si ottengono dal bilanciamento della reazione e valgono 1 sia per i reagenti che per i prodotti:

CO + H2O <==> CO2 + H2

Ti allego il file Excel con cui ho fatto i calcoli:


.xls  equilibrio chimico.xls (Dimensione: 25.5 KB / Download: 43)

Ho corretto il file azz!
Ciao
Luisa

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Ca0s
ok credo di aver capito, devo solo rivedere passaggio per passaggio e magari rivedermi questo tipo di argomento,comunque stando ai tuoi calcoli la reazione è spostata a sinistra dato che hai evidenziato il fatto che le moli di questi composti hanno la tendenza ad aumentare tra i reagenti, ho capito bene ?
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Mi sono accorta ora che c'era un errore di calcolo nella risoluzione dell'equazione di 2° grado per ricavare la x.
Il file che ho postato ora nella precedente risposta è corretto.

Le considerazioni finali comunque non cambiano: partendo dalle moli dei reagenti e prodotti indicati, l'equilibrio è spostato verso sinistra.
Ciao
Luisa

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Ca0s
non preoccuparti per me l'importante era cercare di capire il metodo di risoluzione, detto questo toglimi per favore un'altro dubbio...

allora, hai calcolato la costante di equilibrio attraverso il suo ln, il mio dubbio è che in base ai calcoli non hai portato in KJ anche la costante dei gas, mi spiego, le unità di misura non sono omogenee appunto perchè c'è un ΔG° espresso in KJ e R in j/mol*K, non avresti dovuto portare o ΔG° in J o R in KJ ?
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Madonna, che erroraccio che ho fatto Blush

Hai ragione!!!

Le conclusioni sono quindi del tutto opposte: la reazione è spostata verso i prodotti.


.xls  equilibrio chimico.xls (Dimensione: 27.5 KB / Download: 54)
Ciao
Luisa

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ahahah alla luce di tutto ciò mi è sorto un dubbio ancora più grande.... non è che ho avuto ragione io fin dall'inizio ?!?!? ahahah

ti ringrazio ugualmente per il tuo aiuto

e volevo chiederti anche se potresti dare un occhio ad un esercizio postato da me tempo fa, anche solo a livello di metodo senza che mi fai i calcoli :-)

si chiama "elettrochimica ( elettrolisi )"
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