PAU Química 2014 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 4

4. L’estany és un metall platejat, maŀleable, que no s’oxida fàcilment i, per això, s’utilitza en molts aliatges per a recobrir altres metalls i protegir-los de la corrosió. Es pot obtenir a partir de l’òxid d’estany(IV) mitjançant dues reaccions diferents: Reacció A: SnO2(s) + 2 H2(g) → Sn(s) + 2 H2O(g) ΔG° (a 298 K) = 62,7 kJ Reacció B: SnO2(s) + C(s) → Sn(s) + CO2(g) ΔG° (a 298 K) = 125,5 kJ a) Quina de les dues reaccions tindrà una variació d’entropia més gran en condicions estàndard i a 298 K? Expliqueu-ho raonadament. [1 punt] b) Calculeu el valor de l’energia lliure estàndard de formació, ΔGf°, de l’òxid d’estany(IV) a 298 K. [1 punt] Dades:  Energia lliure estàndard de formació, a 298 K: ΔGf° (CO2) = –399,4 kJ mol–1

Pregunta 4 a) La variació d’entropia està relacionada amb el grau de desordre de reactius i productes. Les molècules de gas tenen un grau de desordre més gran que les molècules de líquid ó sòlid. nº molècules gas ↑  grau desordre ↑  S ↑ [0,4 p] SnO2(s) + 2 H2(g)  Sn(s) + 2 H2O(g) Reacció A: nº molècules gas productes = nº molècules gas reactius S (productes) ≈ So (reactius)  ΔS ≈ 0 SnO2(s) + C(s)  Sn(s) + CO2(g) Reacció B nº molècules gas productes > nº molècules gas reactius S (productes) > So (reactius)  ΔS > 0 La reacció B tindrà una variació d’entropia més gran, en condicions estàndard i 298 K. [0,6 p] Pregunta 4 b) La variació d’energia lliure d’una reacció es pot calcular a partir de les energies lliures de formació de cada compost: ΔGo (reacció) = ( np ΔGo f, productes) – ( nr ΔGo f, reactius) [0,3p] Si agafem la reacció B: SnO2(s) + C(s)  Sn(s) + CO2(g) ΔGº(reacció B) = [1xΔGºf (Sn) + 1xΔGºf (CO2)] − [1x ΔGºf(SnO2) + 1x ΔGºf(C)] [0,3p] Substituïm, tenint en compte que […]