determinacion de los parametros termodinamicos de una pila
El objetivo de la experiencia es realizar la determinación de los parámetros termodinámicos (ΔoH, ΔoG y ΔoS) de una pila galvánica.
El método mediante la cual se podrá obtener estos valores es mediante la medición de la diferencia de potencial a temperaturas diferentes (disminuyendo) desde los 60oC hasta los 20oC, luego se realizar una disminución brusca de temperatura hasta los 0oC.Mediante este método también se podra observar como la diferencia de potencial se ve afectada por la temperatura del ambiente.
Con los datos en bruto obtenido se procede a la realización de una gráfica de diferencia de potencial en función de la temperatura en grados Kelvin, a partir de la ecuación de la recta del grafico es posible calcular el valor de la potencial en condiciones estándar (273K)la cual en este caso dio 0,470 V.
A partir del experimento se pudo concluir que la reaccion que se realizo en las semi-celdas era una reaccion espontanea. De acuerdo a la gráfica, se puede concluir también que la diferencia de potencial se ve influenciada por la temperatura del medio en la cual esta ocurriendo la reaccion.
Datos en bruto obtenido
Tabla.1 Resultados de las mediciones depotencial eléctrico para cada 5oC, desde los 60oC
hasta los 20oC.
Temperatura (oC)
Potencial (mV)
60
479
55
479
50
478
45
477
40
477
35
476
30
474
25
474
20
473
0
470
Análisis de datos
Se procede a realizar la conversión de la temperatura de grados Celsius a grados Kelvin y de milivolts a volts.
Tabla.2 Resultados de la conversión de unidades de latemperatura en grados kelvin y de la
potencial en volts.
Temperatura (oK)
Potencial (V)
333
0,479
328
0,479
323
0,478
318
0,477
313
0,477
308
0,476
303
0,474
298
0,474
293
0,473
273
0,470
Determinación de la energía libre de reaccion estándar:
Haciendo uso de los datos de la Tabla.2 se realiza un gráfico de potencial en función de la temperatura.
Fig.1Grafica de la potencial (V) en función de la temperatura (oK).
A partir de la ecuación de la recta obtenida de la gráfica (Fig.1) es posible obtener el valor de la potencial en condiciones estándar (273K).
Y= 0,427 + (1,59*104)X
Al reemplazar el valor de X en la ecuación de la recta por 273 K, se obtendrá la potencial a 253K, por lo tanto:
Y= 0,427 + ((1,59*104)*273)
Y= 0,47041 V
Una vezobtenida la potencial a condiciones estándar, se puede obtener la energía libre estándar mediante la siguiente ecuación:
ΔoG = -n*F*E (ec.1)
Donde:
n: moles de electrones.
F: constante de Faraday (96485,34 Cal/mol electrones).
E: potencial.
Debido a que el aporte de electrones durante la reaccion fue un total de 2 moles, luego de realizar el reemplazo de las incógnitas en la ec.1 seobtiene el siguiente resultado:
ΔoG = - 2 mol e/mol * 96485,34 Cal/mol e * 0,47041 V
ΔoG = -90775,34 CV/mol
Se sabe que 1CV equivale a una cantidad de 4,184 J, por lo tanto al realizar la conversión de este valor se obtiene:
ΔoG = -21,7 Kcal/mol
Al calcular el error experimental mediante:
(ec.2)
Sabiendo que el valor teórico es de -21,34 Kcal/mol, se obtienes un valor de 1,6%.Determinación de la entropía estándar de la reaccion:
La entropía estándar de la reaccion se puede determinar mediante el valor de la pendiente de la grafica de potencial en función de la temperatura (Fig.1) y la formula:
(ec.3)
Donde:
n: moles de electrones.
F: constante de Faraday.
ΔE: diferencial de potencial.
ΔT: diferencial de temperatura.
Al reemplazar los valores respectivos en laec.3, se obtiene:
ΔoS = 2 mol* 96485,34 cal/mol* (1,59*10-4)V/K
ΔoS= -30,68 J/mol*K
El valor de ΔS luego se convierte al igual que la energía libre en calorías, con la cual se obtiene:
ΔoS = 7,33 cal/mol*K
Al saber que el valor teórico es de 21,15 cal/mol*K, se obtiene un error de 65,3%.
Determinación de la entalpia estándar de la reaccion
Debido a que se sabe cuales son los valores de la...
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