Ellingham: Thermochemistry

Ellingham dibuja el diagrama que conoces de tu curso de termodinámica, con la diferencia de que cada línea se calcula en tu dispositivo a partir de los coeficientes de Shomate del NIST-JANAF, en lugar de trazarse a partir de una figura de un libro de texto. Toca una línea para leer su energía libre estándar de formación a cualquier temperatura, con la ecuación que la generó y la fuente de donde proviene. Toca una segunda línea y la aplicación encuentra el punto de intersección de ambas, indicando qué elemento reduce el óxido del otro por encima de ese punto.

Diseñada para estudiantes de metalurgia, metalúrgicos de procesos y cualquier persona que haya tenido que justificar un dato a alguien que le preguntó su origen.

Cada dato muestra su procedimiento:

La ecuación, formateada correctamente.

La cita completa, incluyendo el identificador NIST WebBook para cada especie.

El rango de temperaturas que abarcan los datos subyacentes.

Una negativa cuando se solicita una temperatura que no se alcanza en dicho rango.

Este último punto es clave. Si se solicita la oxidación del magnesio a 1200 °C, la aplicación no responde. Los datos tabulados del NIST para el magnesio se detienen en 1093 °C, por lo que la reacción se omite, designando al magnesio como la especie limitante. En el diagrama se observa la misma regla: una línea termina donde terminan sus datos, en lugar de extenderse hacia un territorio no medido. Un valor omitido es honesto. Uno extrapolado tácitamente no lo es.

El diagrama interactivo muestra doce reacciones en veintiún especies, todas normalizadas a un mol de O₂ para que las líneas sean directamente comparables. Dado que los coeficientes por segmento del NIST se publican tal cual, los cambios de pendiente relevantes se desprenden de los datos por sí solos: el punto de inflexión en el punto de Curie del hierro, las discontinuidades en la fusión y la ebullición. No se suaviza nada ni se dibuja manualmente.

Cuatro magnitudes, a cualquier temperatura:

dH, entalpía estándar de reacción

dS, entropía estándar de reacción

dG, energía libre de Gibbs estándar, como dH menos T dS

K, constante de equilibrio, a partir de dG y la relación de van't Hoff

¿Quién reduce a quién? Elija dos reacciones y la aplicación calculará la temperatura de cruce mediante bisección en el intervalo que comparten, y luego mostrará el resultado como si lo dijera usted en voz alta. El carbono reduce el FeO por encima de 771 °C. Por debajo de esa temperatura, no lo hace. Están presentes las dos líneas clásicas del carbono: la línea ascendente de C a CO₂ y la línea descendente de C a CO, que hacen posible la reducción carbotérmica.

Si el diagrama le resulta nuevo, aprenda con esta guía de siete secciones: qué es un diagrama de Ellingham, por qué las líneas ascienden y por qué la línea del carbono desciende, las cuatro magnitudes que calcula la aplicación, cómo interpretar quién reduce a quién, de dónde provienen los números, un glosario y lecturas adicionales. Léalo una vez y el diagrama dejará de ser una maraña de líneas.

Referencia siempre a mano

Cada ecuación que calcula la aplicación, con su cita correspondiente.

Las veintiuna especies con sus rangos de temperatura e identificadores WebBook.

Todas las temperaturas se muestran en Kelvin o Celsius, con precisión impecable.

Privacidad garantizada.

Sin cuenta ni registro.

Sin anuncios, sin seguimiento, sin análisis, sin recopilación de datos.

Sin ningún tipo de permiso de internet. La aplicación no puede realizar llamadas de red, ni siquiera accidentalmente.

Funciona en un laboratorio, un aula o un avión.

Acerca de los datos: los valores termoquímicos provienen de las Tablas Termoquímicas NIST-JANAF (Chase, 1998) del WebBook de Química del NIST, una obra del Gobierno de EE. UU. y, por lo tanto, de dominio público. El grafito es la única excepción; se ajusta a las capacidades caloríficas tabuladas del NIST porque el WebBook lo clasifica como una tabla Cp en lugar de coeficientes de Shomate. La aplicación lo indica y el ajuste se verifica con las líneas clásicas del carbono. El NIST no está afiliado a esta aplicación ni la respalda.

Nota: Ellingham proporciona estimaciones de cribado estándar para educación y orientación. Estas estimaciones asumen fases condensadas puras a actividad unitaria y 1 bar, e ignoran el comportamiento de la solución, por lo que no son resultados corregidos por actividad ni una especificación. Confirme la información con los datos aplicables antes de basarse en un valor.