Un poco de termodinamica

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GUIA DE EJERCICIOS Nº 6 PRINCIPIOS DE TERMODINAMICA, CINETICA QUIMICA Y EQUILIBRIO QUIMICO Al final del capítulo, el alumno deberá ser capaz de 1. Reconocer a la Termodinámica como la rama de la Química que estudia los intercambios energéticos que acompañan a los fenómenos fisico-químicos y que permite predecir si una reacción es espontánea o no. 2. Definir sistema (abierto, cerrado oaislado), medio ambiente y universo, en el ámbito de la Termodinámica. 3. Definir función de estado. Dar ejemplos. 4. Definir energía interna, temperatura, calor y trabajo. 5. Definir las unidades de energía (caloría, Joule, erg, litro atm) 6. Enunciar el primer principio de la Termodinámica. 7. Definir entalpía. Explicar qué se entiende por reacciones endotérmicas y exotérmicas. 8. Enunciar el segundoprincipio de la Termodinámica. 9. Definir entropía y explicar qué información sobre un sistema entrega esta función de estado. 10. Definir energía libre de Gibbs y establecer la relación entre entalpía, entropía y energía libre. 11. Utilizar los valores de ∆G de una reacción para predecir si ella es espontánea o no. Conocer el significado de endergónico y exergónico, espontáneo y no-espontáneo.12. Definir ∆Gº. Establecer su relación con la constante de equilibrio de una reacción. 13. Ejecutar cálculos numéricos para determinar el valor de la constante de equilibrio conociendo el ∆Gº y al revés. 14. Ejecutar cálculos numéricos para determinar ∆G a partir de ∆Gº y las concentraciones de reaccionantes y productos en condiciones no estándar. 15. Explicar cómo se puede modificar un sistema demodo tal que, no siendo espontáneo en condiciones estándar, se logre que proceda. 16. Explicar la importancia termodinámica de las reacciones acopladas y ejecutar cálculos que permitan calcular el ∆G global a partir de los ∆G de las reacciones que se acoplan. 17. Reconocer a la Cinética como la rama de la Química que estudia la velocidad y el mecanismo de las reacciones químicas. 18. Explicar lateoría de las colisiones y la teoría del estado de transición. 19. Definir energía de activación. 20. Interpretar gráficos de energía libre vs progreso de una reacción química para reacciones en una o más etapas. Indicar en ellos la energía se activación, el o los complejos activados, el o los intermediarios (si los hay), en cuántas etapas transcurre la reacción, cuál es la etapa lenta (si hay másde una etapa) y si la reacción es exergónica o endergónica. 21. Definir velocidad de reacción y señalar unidades. 22. Señalar los factores que influyen sobre la velocidad de reacción. 23. Establecer la relación entre constante de velocidad específica (k) y energía de activación. 24. Establecer la Ley de acción de masas. 25. Explicar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de reacción. 26.Explicar el efecto de catalizadores. 27. Explicar cómo se establece la condición de equilibrio químico. 28. Expresar la constante de equilibrio de cualquier reacción química.

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29. Interpretar el valor de la constante de equilibrio. 30. Aplicar el principio de Le Chatelier y predecir en qué sentido se desplaza una reacción en equilibrio al agregar o retirar reaccionantes o productos y alaumentar o disminuir la temperatura (según sea endotérmica o exotérmica).

EJERCICIOS 1. La siguiente reacción: I2(g) + H2(g) 2HI (g)

tiene un ∆Hº = + 6220 cal /mol y un ∆Gº = + 404 cal/mol. Explique qué información nos dan estos valores. 2. ¿Cuáles de las siguientes reacciones que ocurren en la degradación de glucosa en la célula son espontáneas en condiciones estándar y por qué? A. glucosa(ac) + ATP (ac) glucosa-6-fosfato (ac) + ADP (ac) ∆Gº = - 3995 cal/mol fructosa-6-fosfato (ac) ∆Gº = + 407 cal/mol

B. glucosa-6-fosfato (ac)

C. ácido pirúvico (ac) + NADH (ac) + H+(ac)

ácido láctico (ac) + NAD+ (ac) ∆Gº = -6005 cal/mol

3. La siguiente reacción: lactosa (ac) + H2O (l) tiene una Keq = 617 a 25ºC. glucosa (ac) + galactosa (ac) R = 1,987 cal/mol ºK

A. Explique qué...