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Modelo 11
1. Termodinámica.
En las reacciones químicas no sólo interesan las transformaciones de materia que tienen lugar en
ellas, sino también el intercambio de energía, especialmente en forma de calor, que sucede al
mismo tiempo. La termodinámica es la ciencia que trata de los cambios de energía que se
producen en los procesos físicos y químicos. La termoquímica es la parte de la química que trata
de los cambois de calor que suceden en las reacciones químicas.
a) La ley de Hess. Calcula la ΔH°f para la síntesis del acetileno C2H2, sabiendo que:
C(grafito) + O2(g) CO2(g)
ΔH°= -393,5 kJ
H2(g) + ½ O2(g)  H2O(l)
ΔH°= -285,8 kJ
2C2H2(g) + 5O2(g)  4CO2(g) + 2H2O(l)
ΔH°= -2598,8 kJ
Si una reacción puede producirse en varias etapas, reales o teóricas, su variación de entalpía es igual
a la suma de las entalpías de reacción de estas reacciones intermedias.
∆Ha = ∆Hb + ∆Hc + ∆Hd + ...
*Si no se ve muy bien, el ejercicio completo encontraráis en el libro de Química, en la página 156.
Di si se trata de una reacción endotérmica o exotérmica.
¿De qué tipo es la tercera reacción? ¿Qué signo tiene siempre su entalpía?
Las reacciones son exotérmicas, porque llevan signo menos (-). La última reacción es entotérmica,
porque la ΔH°f de toda la reacción (completa) es positiva (+). La reacción siempre va a tener signo
positivo.
b) Entalpía libre de Gibbs. Escribe la reacción de formación monóxido de nitrógeno a partir de
sus elementos en forma molecular. Indica los estados de agregación. Calcula la ΔG° para
esta reacción, sabiendo que:
ΔG° f (NO(g))= 86,7 kJ·K-1
ΔG° f (N2(g)) = 0
ΔG° f (O2(g)) = 0
La relación entre la variación de entalpía de un proceso, ∆H, y la variación de entropía que tiene lugar
en él, ∆S, se establece mediante una nueva función de estado denominada entalpía libre de Gibbs.
∆G = ∆H – T ∆S
La variación de la entalpía libre estándar de una reacción, ∆G0, es igual a la suma de las entalpías
libres de formación de los productos menos la suma de las entalpías libres de formación de los
reactivos, multiplicadas, respectivamente, por los coeficientes estequiométricos que figuren en la
ecuación ajustada.
∆G0reacción = ∑ n . ∆G0f productos - ∑ m . ∆G0f reactivos
N2(g) + O2(g)  2NO(g)
ΔG° f (NO(g))= 86,7 kJ·K-1
ΔG° f (N2(g)) = 0
ΔG° f (O2(g)) = 0
∆G0reacción = 2 . ∆G0f (NO) - ∆G0f (N2) + ∆G0f (O2)
∆G0reacción = 2 . 86,7 – 0 + 0 = 173,4 kJ·K-1
Di si se trata de una reacción espontánea o no.
∆G0reacción > 0, entonces es una reacción no espontánea. El proceso inverso sería una reacción
espontánea.
2. Formulación y nomenclatura en química orgánica.
a) Nombrar o formular:
A. CH3OH metanol
B. CH3-CH2-COOH ácido propanoico
C. CH3-O-CH3 dimetiléter
D. CH3-CH2-CH=CH-CH3 2-penteno
E. (CH3)2NH dimetilamina
F. CH3-(CH2) 5-CH3 heptano
G.
H
‫׀‬
H
∕
Cl–C–C=C
‫׀ ׀‬
\
H H
H
3-cloro-1-propeno
benceno
H.
I. Ácido bencenocarboxílico (benzoico)
COOH
J.
NH2
aminobenceno (anilina)
b) Di para qué se utilizan A., B., C., H. y J.
A: es un disolvente, carburante, se utiliza para la fabricación de las bebidas alcohólicas
B: inhibe el crecimiento de moho y algunas bacterias. Se utiliza como conservante para el
pienso y para alimentos de consumo humano.
C: Se utiliza como un propelente de aerosoles.
H: Se utiliza para manufacturar otros productos químicos usados en la fabricación de
plásticos, nilón, fibras sintéticas, etc. También se usa benceno para hacer ciertos tipos de
gomas, lubricantes, tinturas, detergentes, medicamentos y pesticidas. El benceno es también
un componente natural del petróleo crudo, gasolina y humo de cigarrillo.
J: Es usada para fabricar una amplia variedad de productos como por ejemplo la espuma de
poliuretano, productos químicos agrícolas, pinturas sintéticas, antioxidantes, estabilizadores
para la industria del caucho, herbicidas, barnices y explosivos.