PAU Química 2010 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 3

3. El carbonat de calci es descompon, en condicions estàndard i a 25 °C, segons la reacció següent: CaCO3(s) ⇌CaO(s) + CO2(g) ΔH° = 178 kJ·mol–1 Si l’entropia estàndard d’aquesta reacció (ΔS°) és 165 J·K–1·mol–1: a) Calculeu l’energia lliure estàndard de la reacció a 25 °C. Raoneu si la reacció és espontània en condicions estàndard i a 25 °C. [1 punt] b) Quina temperatura mínima s’ha d’aconseguir perquè el CaCO3 sòlid es des- compongui en condicions estàndard? Considereu que ΔS° i ΔH°no varien amb la temperatura. [1 punt]

a) L’energia lliure (ΔG) la podem calcular en condicions estàndard i a 25 oC: ΔGo = ΔHo - T ΔSo [0,3 p] ΔHo = 178 kJ · mol-1 ΔSo = 165 J · K-1 · mol-1 = 165 · 10-3 kJ · K-1 · mol-1 ΔGo = (178) – (298 x 165 · 10-3) ΔGo = 128,83 kJ · mol-1 (ó 128830 J · mol-1) [0,4 p] ƒ Si no passen de J a kJ (o al revés) la puntuació serà: [0 p] ΔGo > 0 Reacció no espontània [0,3 p] b) Per que sigui espontània: ΔGo < 0 Cal buscar la temperatura perquè: ΔGo = 0 [0,3 p] ΔGo = ΔHo - T ΔSo 0 = ΔHo - T ΔSo T = ΔHo / ΔSo = 178 / 165 · 10-3 T = 1079 K (temperatura mínima perquè sigui espontània) [0,7 p] ƒ Si no posen unitats (o estan malament) es puntuarà: [0,4 p]