Reacciones químicas a volumen o presión constantes 02

 

Cuando el ácido sulfúrico se hace reaccionar con el zinc se forma sulfato de zinc e hidrógeno. En el proceso se desprenden 164 kJ cuando la reacción se efectúa a la presión constante de 1 atmósfera. Calcular el calor desprendido a volumen constante en condiciones estándar para la reacción:

 
H2SO4 (l) + Zn (s) → Zn SO4 (s) + H2 (g)
 
Solución:
 
 

Reacciones químicas a volumen o presión constantes 01

 

Para que se realice, a presión constante de 1,1 atm, cierta reacción química necesita absorber 5,4 kJ, desprendiéndose durante el proceso gases que producen un aumento de volumen de 2 litros. Calcular:

 
a)      Variación de entalpía durante el proceso.
 
b)      Trabajo de expansión realizado por los gases.
 
c)      Cambio de la energía interna.
 
Dato: 1 atm = 1,01·105 Pa
 
Solución:
 
Datos: P = 1,1 atm; Qp = 5,4 kJ; ΔV = 2 L
 
a)      Se trata de una reacción endotérmica pues para que se realice necesita absorber calor, por tanto:
 
   
 
b)      El trabajo de expansión del gas se realiza a presión constante, luego:
 
 
 
El trabajo es positivo ya que lo realiza el sistema.
 
c)      Primer principio de la Termodinámica:
 
 
El resultado positivo nos indica que ha habido un aumento de energía interna.
 

Calor de combustión 03

 

El butano arde en contacto con el aire de acuerdo con la siguiente reacción:

 
Butano + Oxígeno → Dióxido de carbono + Agua
 
a)      Escribir la reacción y ajustarla.
 
b)      Hallar el volumen de oxígeno (medidos en condiciones normales de presión y temperatura) necesario para que se quemen 5 kg de butano.
 
c)      Hallar la cantidad de calor desprendida en la combustión de butano si al quemar 1 mol de esta sustancia se desprenden 2873,75 kJ
 
Pesos atómicos: C = 12; H = 1; O = 16.
 
Solución:
 

 

Calor de combustión 02

 

En la combustión del amoniaco se obtiene NO2 y H2O (gas). Sabiendo que 8 gramos de amoniaco desprenden 132,7 kJ, interesa saber:

 
a)      Ecuación termoquímica ajustada.
 
b)      Volumen de oxígeno medido a 2,5 atm y 25 ºC, para obtener 4·104 kJ.
 
Solución:
 
Datos: m(NH3) = 8 g; Q = –132,7 kJ
 
a)      Para poder escribir la ecuación termoquímica se necesita saber el calor que se desprende al quemar un mol de amoniaco.
 
Masa molecular del amoniaco: Mm (NH3) = 14 + 3 = 17
 
 
b)      Datos: P = 2,5 atm; T = (25 + 273) K; Q = 4·104 kJ.
 
Según la reacción termoquímica: