>	restart:#"m09_p05"

Si se desea obtener amoniaco por síntesis de nitrógeno e hidrógeno. Se pide:

a) Calcular la entalpía y la energía interna de reacción.

b) ¿Cómo convendrá variar la temperatura, la presión y las concentraciones?

Datos:

>	read`../therm_chem.m`:with(therm_chem):with(therm_proc):

Eqs. const.:

>	su1:="NH3":dat:=op(subs(g=g0,[Const])),SI2,SI1:

a) Calcular la entalpía y la energía interna de reacción.

Por mol de NH3:

>

eq:=(1/2)*N2+(3/2)*H2=NH3;hgsNH3:=get_hgs_data("NH3(g)");hgsN2:=get_hgs_data("N2(g)");hgsH2:=get_hgs_data("H2(g)");hr_std:=h[f,NH3]-(1/2)*h[f,N2]-(3/2)*h[f,H2];d:=[hgs_r25(eq)]:eqRstd,'hr'=d[1],'gr'=d[2],'sr'=d[3];gr_:=d[2]:hr_:=d[1];ur:=hr-p0*vr;ur:=hr-Dnr*R[u]*T25;Dnr_:=convert(nulist(eq),`+`);ur_:=subs(dat,hr_-Dnr_*R[u]*T25);

	(1)

i.e. la reacción de formación es exotérmica, con hr=-46 kJ/mol (ur=-44 kJ/mol).

b) ¿Cómo convendrá variar la temperatura, la presión y las concentraciones?

Como gr<0, la reacción de formación es espontánea (i.e. no requiere aporte de exrgía).

Es interesante ver que la entropía de la reacción de formación es sr<0, i.e. la entropía parece que disminuye en este proceso espontáneo. En efecto, la entropía del sistema disminuye, sr=-99 J/(mol·K), en este proceso a 100 kPa y 25 ºC, pero la entropía del ambiente aumenta en Ds=-hr/T25=46190/298=155 J/mol·K), por lo que la entropía del universo aumenta, 155-99=56 J/(mol·K), como siempre.

El equilibrio químico en estado gaseoso será:

>	nu_:=nulist(eq):eqEQ_:=product(x[Comp[i]]^nu_[i],i=1..C_)=exp(rhs(eq9_25));eqEQ_:=subs(p=p0,dat,eqEQ(eq));T=T25;eqEQ_T25:=evalf(subs(T=T25,dat,eqEQ_));eq_EQ_1:=1=rhs(eqEQ_);T_:=solve(1=rhs(eqEQ_),T);

	(2)