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786 CAPÍTULO 17 Entropía, energía libre y equilibrio

Como en el caso de la entalpía de una reacción [vea la ecuación (6.18)], la entropía es-
tándar de una reacción DS° reac está dada por la diferencia en entropías estándar entre
productos y reactivos:

¢S° reac 5 [cS°(C) 1 dS°(D)] 2 [aS°(A) 1 bS°(B)] (17.6)

o, en general, utilizando S para representar la sumatoria y m y n para los coefi cientes
estequiométricos de la reacción,

DS° reac 5 SnS°(productos) 2 SmS°(reactivos) (17.7)

Se han medido los valores de la entropía estándar de numerosos compuestos en J/K mol.
Para calcular DS° reac (que es DS sist ) se buscan los valores en el apéndice 3 y se procede de
acuerdo con el ejemplo 17.2.

Ejemplo 17.2

A partir de los valores de entropía estándar que se encuentran en el apéndice 3, calcule los
cambios de entropía estándar de las siguientes reacciones a 25°C.

a) CaCO 3 (s) ¡ CaO(s) 1 CO 2 (g)
b) N 2 (g) 1 3H 2 (g) ¡ 2NH 3 (g)
c) H 2 (g) 1 Cl 2 (g) ¡ 2HCl(g)

Estrategia Para calcular la entropía estándar de una reacción, se buscan las entropías están-
dar de los reactivos y productos en el apéndice 3 y se aplica la ecuación (17.7). Al igual que
el cálculo de la entalpía de la reacción [vea la ecuación (6.18)], los coefi cientes estequiomé-
tricos no tienen unidades, así que DS° reac se expresa en unidades de J/K mol.
Solución

a) ¢S° reac 5 [S°(CaO) 1 S°(CO 2 )] 2 [S°(CaCO 3 )]
5 [(39.8 J/K mol) 1 (213.6 J/K ? mol)] 2 (92.9 J/K ? mol)
5 160.5 J/K mol

Así, cuando 1 mol de CaCO 3 se descompone para formar 1 mol de CaO y 1 mol de CO 2
gaseoso, hay un incremento de entropía igual a 160.5 J/K mol.

b) ¢S° reac 5 [2S°(NH 3 )] 2 [S°(N 2 ) 1 3S°(H 2 )]
5 (2)(193 J/K mol) 2 [(192 J/K ? mol) 1 (3)(131 J/K ? mol)]
52199 J/K mol

Este resultado indica que cuando 1 mol de nitrógeno gaseoso reacciona con 3 moles de
hidrógeno gaseoso para formar 2 moles de amoniaco gaseoso, hay una disminución de
entropía igual a 2199 J/K mol.

c) ¢S° reac 5 [2S°(HCl)] 2 [S°(H 2 ) 1 S°(Cl 2 )]
5 (2)(187 J/K mol) 2 [(131 J/K ? mol) 1 (223 J/K ? mol)]
5 20 J/K mol

Así, la formación de 2 moles de HCl gaseoso a partir de 1 mol de H 2 gaseoso y 1 mol
de Cl 2 gaseoso ocasiona un pequeño incremento de entropía igual a 20 J/K mol.

Problemas similares: 17.11, 17.12. Comentario Todos los valores de DS° reac se aplican al sistema.