a) La variación de entropía estándar de la reacción se calcula como:ΔSrxn0=∑Sproductos0−∑Sreactivos0 ΔSrxn0=[2⋅S0(COX2(g))+3⋅S0(HX2O(l))]−[S0(CHX3CHX2OH(l))+3⋅S0(OX2(g))] ΔSrxn0=[2⋅213,8+3⋅69,8]−[160,5+3⋅204,8] ΔSrxn0=[427,6+209,4]−[160,5+614,4] ΔSrxn0=637,0−774,9=−137,9J⋅mol−1⋅K−1 La variación de entropía es negativa, lo que es coherente con la disminución del número de moles de gas en la reacción (pasan de 3 moles de gas a 2 moles de gas).
b) Para determinar la temperatura a partir de la cual la reacción es espontánea, primero calculamos ΔHrxn0:ΔHrxn0=∑ΔHf,productos0−∑ΔHf,reactivos0 ΔHrxn0=[2⋅(−393,5)+3⋅(−285,8)]−[(−277,3)+3⋅0] ΔHrxn0=[−787,0+(−857,4)]−[−277,3] ΔHrxn0=−1644,4+277,3=−1367,1kJ⋅mol−1 Para que la reacción sea espontánea se debe cumplir ΔG<0. Aplicando la ecuación de Gibbs:
ΔG=ΔH−TΔS<0 Dado que el factor entálpico (ΔH0=−1367,1kJ⋅mol−1) es negativo y el factor entrópico (ΔS0=−137,9J⋅mol−1⋅K−1) es también negativo, el término −TΔS es positivo y crece con la temperatura, oponiéndose a la espontaneidad. La reacción será espontánea cuando el factor entálpico predomine sobre el factor entrópico, es decir, a temperaturas suficientemente bajas. La condición límite (ΔG=0) permite calcular la temperatura máxima por encima de la cual la reacción deja de ser espontánea:
T=ΔSΔH=−137,9J⋅mol−1⋅K−1−1367,1×103J⋅mol−1=9914K La reacción es espontánea (ΔG<0) para temperaturas inferiores a 9914K, lo que en condiciones normales significa que la combustión del etanol es siempre espontánea.