Reacciones químicas a volumen o presión constantes 15

 

En la reacción, a volumen constante y a 25 ºC, de un mol de nitrógeno con el hidrógeno de acuerdo con la siguiente reacción: N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g), el calor producido es de 41 kJ. Halla el valor del calor de combustión molar si esta reacción sucede a la misma temperatura y a la presión constante de 1 atm.

 

 

Solución:

Datos: t = 25 ºC; n (N2) = 1 mol; QV = –41 kJ P = 1 atm

El calor se considera negativo porque el sistema pierde energía en forma de calor.

Primer Principio de Termodinámica:

∆U = Q + W

∆U = Q – P ∆V

Calor a volumen constante:

QV = ∆U

Sustituyendo en la expresión  del Primer Principio de Termodinámica:

QV = QP – ∆n R T QP = QV + ∆n R T

∆n = ∑n0 moles gases (productos) – ∑n0 moles gases (reactivos)

∆n = (2 – 4) moles = –2 moles

QP = –41 kJ + (–2) moles·(8,31 J/mol·k)·298 K = –45,95 kJ

El signo menos nos indica que la reacción es exotérmica y por lo tanto con disminución de entalpía por parte del sistema.

 

 

 

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