termoquímica Clase Virtual

TQM - 8 UPV – Junio 2010 Se sabe que las entalpías de formación estándar del CO2 y del H2O son, respectivamente, -94’0 kcal/mol y -68’3 kcal/mol. La entalpía de combustión del gas propano es -526’3 kcal/mol. Calcular razonadamente: La entalpía de formación del propano. El número de kilogramos de carbón que serían necesarios para producir la misma cantidad de energía que la liberada por la combustión de 1 kg de propano, si el calor de combustión del carbón se aprovecha con un rendimiento del 59’8 %. DATOS: Entalpía de combustión del carbón = -5000 cal/g ; 1 julio = 0’24 cal. Masas atómicas: C = 12 ; O = 16 ; H = 1 PISTAS: el apartado (a) es sencillo. Basta aplicar el procedimiento del cálculo de la entalpía de una reacción a partir de las entalpías de formación de las sustancias que intervienen (recuerda que las entalpías de formación de los elementos en su estado natural es cero) (b): con el resultado del apartado (a) tendrás que buscar la cantidad de carbón que produce esa misma cantidad de calor al quemarse. Recuerda que el carbón es C(s). La cuestión del rendimiento: dado que el proceso es menos eficiente que si el rendimiento fuese el 100 %, tendrá que haber más cantidad que la calculada teóricamente. (piensa si para obtener una cantidad mayor que la teórica tendrás que multiplicar o dividir entre el rendimiento, 0’598)

TQM - 9 UPV – Junio 2011 Se sabe que el calor de formación del carbonato de calcio, del óxido de calcio y del dióxido de carbono son, respectivamente: -289 ; -152 y -94 Kcal.mol-1. Se desea que calcules razonadamente: La cantidad de calor que hay que suministrar a 1 tonelada de piedra caliza que tiene 80 % en peso de carbonato de calcio para descomponerlo en óxido de calcio y dióxido de carbono, si la instalación opera con un redimiento del 65 % Si la cantidad de calor necesria para descomponer 1 tonelada de la caliza con el 80 % en peso de carbonato de calcio se obtiene a partir de la combustión de butano. ¿Cuál sería la masa (en g) de butano necesaria? Dibuja un diagrama energético (energía vs. avance de la reacción) para una reacción endotérmica, mostrando las energías de activación para la reacción directa e inversa. DATOS: masas atómicas: C = 12 ; O = 16 ; Ca = 40 Calor de combustión del butano = -686 kcal.mol-1. Espero que te acuerdes que 1 Ton son 1000 kg. (a): que no te espanten los dos procentajes. El primero se aplica a la tonelada de caliza para saber realmente cuantos gramos hay de carbonato de calcio (menos, por supuesto) y el otro, el rendimiento, indica que hay que suministrar más calor que el teórico. (b): una vez más, lo calculado en el apartado (a) es el punto de partida. A partir del calor de combustión del butano tendrás que calcular que masa de ese gas produciría la cantidad de calor necesaria (aborbida) para satisfacer el apartado (a). (c) Este apartado es una sorpresa ya que te exige tener disponibles conocimientos teóricos.

TQM - 10 Se dan los siguientes calores de combustión a 289oK C (grafito) + O2 (g) CO2 (g) ΔH = -94’05 Kcal H2 (g) + ½ O2 (g) H2O (l) ΔH = -68’32 Kcal C6H6 (l) + 15/2 O2 (g) 3 H2O + 6 CO2 ΔH = -781 Kcal Calcular el calor de formación del benceno. Es el típico ejercicio de la ley de Hess. La metodología es fácil: (i): Se escribe la reacción cuyo calor queremos calcular. (ii): Escribimos las ecuaciones termoquímicas cuya entalpía conocemos. (iii): a partir de estas últimas se estudia el coeficiente por el que hay que multiplicarlos para que sumadas se pueda obtener la reacción problema. El sistema es ver el coeficiente y si está en productos o en reactivosque tiene cada compuesto en la reacción problema y multiplicar por dicho coeficiente. Si están en lados opuestos (por ejemplo en la reacción problema está como producto y en la dada como reactivo, el coeficiente tendrá signo negativo) (iv): recomiendo escribir todo el proceso para comprobar que de verdad se obtiene la reacción problema con los coeficiente deducidos.