7.5Para el ejemplo mostrado del proceso Solvay para la descomposición del ácido clorhídrico, detecte dos rutas adicionales a las mostradas en el capítulo. Indique los conjuntos de reacciones con el intervalo de temperaturas a las cuales es viable llevar a cada reacción.

Reacción de descomposición del ácido clorhídrico

Reacción para encontrar la diferencia común

Esquema de mitades de reacciones usadas en el ejemplo.

Con el siguiente diagrama proponemos 2 rutas adicionales, teniendo en cuenta:

Que el intervalo de temperaturas para las reacciones se obtienen del mismo diagrama.Los valores de T se determinan cuando la distancia vertical entre las rectas es igual o menor que

Por lo que a esos rangos de temperaturas las reacciones son termodinámicamente factibles.

Reacciones propuestas:

1° conjunto de reacciones

Reacomodando:

Reacciones propuestas:

2° conjunto de reacciones

Reacomodando:

7.6La combinación de dos compuesto elementales, A y B, para producir una nueva molécula, C, tiene interés comercial pero presenta una energía libre de Gibbs desfavorable:

Se ha pensado en generar un conjunto de reacciones factibles que lleven a cabo en forma global esta reacción que originalmente es imposible. Basados en el principio de la diferencia común propuesto por May y Rudd, se han generado las siguientes relaciones entre varias moléculas:

Dentro de un intervalo de temperaturas de 300 a 1000°K, encuentre si a partir de estas tres relaciones es posible generar un conjunto de reacciones termodinámicamente factibles. De ser así, indique cual sería ese conjunto de reacciones y el intervalo de temperaturas para el cual cada reacción es viable; en caso negativo, justifique su resultado.

Las relaciones para estimar la energía libre de Gibbs de cada componente pueden aproximarse mediante una ecuación lineal en T.

Con los siguientes valores de las constantes a y b para cada componente:

Para el uso de estas expresiones, T debe estar en °K para obtener la energía libre de Gibbs en kcal/gmol

Calculamos la para los valores de los componentes en el rango de temperaturas de 300 a 1000°K.

DGi DGi DGi DGi DGi DGi DGi DGi

Componenteai bi 300 400 500 600 700 800 900 1000

D 5.29 0.0457 19 23.57 28.14 32.71 37.28 41.85 46.42 50.99

E 1 0.01 4 5 6 7 8 9 10 11

F -18.58 0.0286 -10 -7.14 -4.28 -1.42 1.44 4.3 7.16 10.02

G 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

H 15.5 0.035 26 29.5 33 36.5 40 43.5 47 50.5

I 4.08 0.0064 6 6.64 7.28 7.92 8.56 9.2 9.84 10.48

Calculamos la de las relaciones que se nos proporcionan:

T (°K) Dgi (D-E) Dgi (F-G) Dgi (H-I)

300 15 -10 20

400 18.57 -7.14 22.86

500 22.14 -4.28 25.72

600 25.71 -1.42 28.58

700 29.28 1.44 31.44

800 32.85 4.3 34.3

900 36.42 7.16 37.16

1000 39.99 10.02 40.02

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

-20

-10

0

10

20

30

40

50

(D-E)(F-G)(H-I)(C-B)(A)

Con los datos anteriores graficamos para verificar si con las relaciones es posible que generemos un conjunto de reacciones termodinámicamente factibles