PROBLEMARIO: FISICOQUIMICA-MARON Y PRUTTON

UNIDAD V (PROBLEMARIO: FISICOQUIMICA-MARON Y PRUTTON)

1.- El calor molar de combustión del naftaleno (P.M.=128.17), es 1228.2 kcal/mol. Si se queman 0.3000 g del mismo en un calorímetro se produce un aumento de temperatura de 2.050°C. ¿Cuál es la capacidad calorífica total del calorímetro?

Considerando  Q(cedido)=-Q(absorbido)  y entonces Q(cedido)=-ko*ΔT, donde ko es la constante del calorímetro y sus accesorios, se tiene que

[pic 1]

                                                                                                            Respuesta: 1402 cal/°C

2.- Si 1.5020 g de un compuesto orgánico se queman en el calorímetro del problema anterior y dan un aumento de temperatura de 1.845 °C. ¿Cuál es el calor de combustión del compuesto expresado en calorías por gramo?

3.- Se quema una muestra de 0.500 g de n-heptano(l) en un calorímetro a volumen constante, produciéndose CO2(g) y H2O(l) y la temperatura se eleva 2.934°C. Si la capacidad calorífica del calorímetro y sus accesorios es de 1954 cal/°C, y la temperatura media del mismo es 25°C, calcular:  a) El calor de combustión por mol de heptano a volumen constante   b) El calor de combustión por mol de heptano a presión constante

Si el proceso es a volumen constante debe considerarse que: ΔH=ΔU + ΔngRT; en este caso

1. ;  [pic 2]

La reacción de combustión es: [pic 3]

 ΔH==1151 kcal[pic 4]

                                                                                                          Respuesta:  (b) ΔH= -1151 Kcal

4.- Establecer si para las reacciones siguientes ΔH será muy distinto de ΔU, así como los casos donde sea mayor o menor que ΔU. Supóngase que todos los reactivos y productos se encuentran en sus estados normales a 25°C.

(a) La reacción completa de combustión de la sacarosa [pic 5]

[pic 6]

(b) La oxidación del naftaleno sólido ( con el O2 para producir ácido ftálico sólido,  ;   [pic 7][pic 8][pic 9]

[pic 10]

(c) La combustión total del alcohol etílico.           (Resolver)

(d) La oxidación del PbS con el O2 a PbO y SO2.  [pic 11]

Resolver en salón de clases

5.- Hallar el valor de ΔUo a 25°C de la reacción:

[pic 12]

La reacción es de descomposición, inversa de la formación por tanto con signo opuesto

ΔU=ΔH-ΔngRT=11,040-1*1.987*298.15=10447.57 cal                 

6.- Los calores de las reacciones siguientes a 25°C son:

Na(s) + ½ CI2(g) = NaCl(s)                            ∆Ho = -98,230 cal

H2(g) + S(s) + 2 O2(g) = H2SO4(I)                  ∆Ho = -193,910 cal

2 Na(s) + S(s) + 2 O2(g) = Na2SO4(s)             ∆Ho = -330,500 cal

½ H2(g) + ½ CI2(g) = HCl(g)                         ∆Ho = -22,060 cal

     A partir de estos datos hallar el calor de reacción a volumen constante y 25°C para el proceso        [pic 13]

Las 4 primeras reacciones son de formación (para un mol de producto), de manera que para la reacción propuesta se utilizan las entalpias de formación de acuerdo a la estequiometría:     [pic 14]

[pic 15]

Solamente la especie HCl está como gas por tanto  Δng=2

Finalmente:                                        Respuesta    ΔUo=15750-2*1.987*298.15=14,565.15 cal 

7.- A partir de las ecuaciones y calores de reacción siguientes, calcular el calor molar tipo de formación del AgCl a 25°C

Respuesta:  Se proporciona el calor de la primera reacción donde se observa que una especie no tiene valor conocido y por tanto debe determinarse; entonces a 25°C

Ag2O(s) + 2 HCI(g) = 2 AgCI(s) + H2O(l)                      ∆Ho = -77,610 cal

2 Ag(s) + ½ O2(g) = Ag2O(s)                                        ∆Ho = -7310 cal

[pic 16]

[pic 17]

8.-Para la reacción  .  Hallar el calor de formación tipo a 25°C del en calorías por mol[pic 18][pic 19]

Dado que se proporciona el calor de reacción, es similar al caso anterior, por tanto:

[pic 20]

9. De los datos de la tabla 4-1 (Maron y Prutton)calcular los calores de las reacciones siguientes a 25°C

(a) Fe2O3(s) + CO(g) = CO2(g) + 2 FeO(s)

(b) 2 NO2(g) = 2 NO(g) + O2(g)

(c) 3 C2H2(g) = C6H6(l)

Consultando los calores de formación estándar para los compuestos que están en cada reacción se tiene:

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