PROBLEMA PROBLEMÀTICIntenta resoldre'l i envia la resposta. Si l'encertes la publicaré amb el teu nom (si vols). PARADOXA DELS DIAMANTS Considerem la transformació del C (grafit) en C (diamant). Per a cada una d'aquestes substàncies tenim, ordenadament, els següents valors: Densitat: 2,25 i 3,52 g/cm3. Entalpia estàndard de formació: 0,000 i 1,987 kJ/mol. Entalpia lliure estàndard de formació: 0,000 i 2,900 kJ/mol. Entropia estàndard: 5,740 i 2,377 J/(K·mol). Capacitat calorífica molar mitjana: 8,527 i 6,115 J/(K·mol). Per la reacció: ΔHº298 = 1,897 kJ/mol, ΔSº298 = -3,363 J/(K·mol), ΔGº298 = 2,900 kJ/mol. La pregunta seria: en quines condicions de pressió i temperatura és més fàcil la transformació del grafit en diamant? La qüestió de la pressió és senzilla, aplicant el principi de Le Chatelier veiem que un augment de la pressió afavorirà la síntesi de diamants ja que el seu volum molar és menor. L'equilibri es produirà (a 298 K) quan ΔGº298 = 0 kJ/mol, calculant-ho: ΔV = V (diamant) - V (grafit) = -1,92·10-6 m3/mol ; ΔG298 - ΔGº298 = 0 - 2900 = -1,92·10-6ΔP Així doncs, suposant que els volums són quasi constants obtenim que a una pressió d'unes 14900 atm el diamant començaria a ser estable, tal com s'observa experimentalment. Estudiem ara la temperatura: segons el principi de Le Chatelier i com que la reacció és endotèrmica en augmentar la temperatura augmentarà el rendiment. Tanmateix, els experiments indiquen el contrari. De fet, es treballa a temperatures força "baixes" de l'ordre dels 1000 ºC per augmentar la velocitat de reacció, que és molt lenta, però mai s'augmenta gaire la temperatura perquè el rendiment baixa. Com pot ser? Retorn Solució del problema anterior. |