[Wade L.G.] - Química Orgánica Tomo 1

1 3 4 CAPÍTULO 4 El estudio d e las reacciones quím icas
PROBLEMA RESUELTO 4-1
Calcule el valor de AG° para la cloración del metano.
S O LU C IÓ N
AG° = -2303/? 7\ log Kcq)
Parala cloración,Kcqes 1.1 X 1019,y log Kcq = 19.04
A 25 °C (aproximadamente 298 °K),el valor de RTes
Al sustituir tenemos
RT= (8314 J/kelvin-mol)(298 kelvins) = 2478 J/mol,o 2.48 kJ/mol
AG° = (-2.303)(2.478 kJ/mol)( 19.04) = -108.7 kJ/mol (-25.9 kcal/mol)
Éste es un valor negativo grande para AG°, lo que muestra que esta cloración tiene una gran fuerza
motriz que la lleva hacia la terminación.
Bi general, una reacción avanza casi hasta la terminación (>99% ) para valores de AG°
que son más negativos que —12 kJ/m ol o —3 kcal/m ol. La tabla 4-1 muestra los porcentajes
en el equilibrio de las materias primas que se convierten en productos, para reacciones con
distintos valores de AG°.
PROBLEMA 4-5
La siguiente reacción tiene un valor de AG° = -2.1 kJ/mol (-0.50 kcal/mol).
CH3Br + H2S < = * CH3SH
+ HBr
(a) Calcule la Kcq para esta reacción, tal como está escrita, a temperatura ambiente (25 °Q .
(b) Partiendo de una disolución 1 M de CH3Br y H2S, calcule las concentraciones finales de las cuatro
especies en el equilibrio.
PROBLEMA 4-6
Bajo condiciones de catálisis básica, dos moléculas de acetona pueden condensarse para formar diacetona
alcohol. A temperatura ambiente, aproximadamente el 5 por ciento de la acetona se convierte
en diacetona alcohol. Determine el valor de AG° para esta reacción.
O
II
2 CH 3—C— CH3
acetona
OH
O
OH
C H — C— CH2— C(CH3) 2
diacetona alcohol
TABLA 4-1
Com posición d e los productos en función del AG° a 25 °C
A G°
kJ /mol
kcal /mol
Conversión
en productos
+4.0 ( + 1.0 ) 0 .2 0 17%
+ 2 .0 (+0.5) 0.45 31%
0 .0 (0 .0 ) 1.0 50%
- 2 .0 (-0 .5 ) 2 2 69%
-4 .0 ( - 1.0 ) 5.0 83%
- 8 .0 (-1 .9 ) 25 96%
- 12.0 (-2 .9 ) 127 99.2%
-16.0 (-3 .8 ) 638 99.8%
- 2 0 .0 (-4 .8 ) 3200 99.96% AG°, kJ/mol