2. CASOS DE ESTUDIO
1.- Calcule la entalpia molar de formación del acetileno a partir de sus elementos
Ecuación deseada
2𝐶(𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑡𝑜) + 𝐻2(𝑔) → 𝐶2𝐻2(𝑔)
Las ecuaciones de la combustión y los cambios respectivos de entalpia son:
𝐶(𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑡𝑜) + 𝑂2(𝑔) → 𝐶𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −393.5 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
𝐻2(𝑔) +
1
2
𝑂2(𝑔) → 𝐻2𝑂(𝑙) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −285.8 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
2𝐶2𝐻2(𝑔) + 5𝑂2(𝑔) → 4𝐶𝑂2(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑙) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −2598.8 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
F(2) 2𝐶(𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑡𝑜) + 2𝑂2(𝑔) → 2𝐶𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −787.0 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
𝐻2(𝑔) +
1
2
𝑂2(𝑔) → 𝐻2𝑂(𝑙) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −285.8 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
F(÷2) 2𝐶𝑂2(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝐶2𝐻2(𝑔) +
5
2
𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 1299.4 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
____________________________________________________________________________________________________
2𝐶(𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑡𝑜) + 𝐻2𝑂2(𝑙) → 𝐶2𝐻2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 226.6 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
∆𝐻𝐹 = ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 226.6 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙 Esto significa que cuando se sintetiza 1 mol de C2H2 a partir de 2 moles de C
(grafito) y un mol de H2 el sistema de reacción absorbe 22.6 kj de calor de los alrededores (P. end).
3. 2.- Calcule la entalpia estándar de formación del CS2 a partir de sus elementos dado que:
𝐶(𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑡𝑜) + 𝑂2(𝑔) → 𝐶𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −393.5 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
𝑆(𝑟𝑜𝑚𝑏𝑖𝑐𝑜) + 𝑂2(𝑔) → 𝑆𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −296.4 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
𝐶𝑆2(𝑙) + 3𝑂2(𝑔) → 𝐶𝑂2(𝑔) + 2𝐶𝑆2(𝑙) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −1073.6 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
Ecuación deseada C (grafito) + 2S (rómbico)
𝐶(𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑡𝑜) + 𝑂2(𝑔) → 𝐶𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −393.5 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
2𝑆(𝑟𝑜𝑚𝑏𝑖𝑐𝑜) + 2𝑂2(𝑔) → 2𝑆𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −592.8 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
𝐶𝑂2(𝑔) + 2𝑆𝑂2(𝑔) → 𝐶𝑆2(𝐿) + 3𝑂2(𝑔) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 1073.6 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
_____________________________________________________________________________
𝐶(𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑡𝑜) + 2𝑆𝑟𝑢𝑚𝑏𝑖𝑐𝑜 → 𝐶𝑆2(𝑙) ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 87.3 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
4. 3.- La reacción térmica involucra al aluminio y al óxido de hierro III
2𝐴𝑙(𝑠) + 𝐹𝑒2𝑂3(𝑠) → 𝐴𝑙2𝑂(𝑠) + 2𝐹𝑒(𝑙)
Esta reacción es altamente exotérmica y el hierro liquido formado se utiliza para soldar metales ¿Calcule el calor liberado en
Kj/g de aluminio que reacciona con óxido de hierro III Fe2O3 la ∆𝐻𝐹 para el fierro (liquido) es de 12.40 kj/mol.
Solución:
Los valores de ∆𝐻𝐹 se encuentran en las tablas termodinámicas
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = ∆𝐻𝐹 𝐴𝑙2𝑂3 + 2∆𝐻𝐹 𝐹𝑒 − [2∆𝐻𝐹 𝐴𝑙 + ∆𝐻𝐹 𝐹𝑒2𝑂3 ]
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −1669.8 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙 + 2 12.40 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙 − [2 0 + −822.2 𝑘𝑗 /𝑚𝑜𝑙 ]
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −822.8 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
Para convertir a kj/g de Al se sabe que la masa molar del Al es 26.98 g de manera que:
El calor liberado por gramo de Al =
−822.8𝑘𝑗
2𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙
𝑥
1𝑚𝑜𝑙
26.98𝑔
= −15.25 𝑘𝑗/𝑔
NOTA:
En general mientras más negativa sea la entalpia estándar de formación de un compuesto más estable será el compuesto.
Por lo tanto en la reacción térmica el Fe2O3 menos estable se convierte en Al2O3 más estable y se espera que la reacción
libere una gran cantidad de calor.
5. 4.- El benceno C6H6 se quema en el aire para producir CO2 y H2O ¿calcule el calcule el calor liberado en KJ/g de
compuesto que reacciona con el O2?
2𝐶6𝐻6(𝑙) + 15𝑂2(𝑠) → 12𝐶𝑂2(𝑠) + 6𝐻2𝑂(𝑙)
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 12∆𝐻𝐹 𝐶𝑂2 + 6∆𝐻𝐹 𝐻2𝑂 − [2∆𝐻𝐹 𝐶6𝐻6 + 15∆𝐻𝐹 𝑂2 ]
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −6534.88
𝐾𝐽
𝑚𝑜𝑙
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 =
−6534.88𝑘𝑗
2𝑚𝑜𝑙 𝐶6𝐻6
𝑥
1 𝑚𝑜𝑙 𝐶6𝐻6
78𝑔 𝐶6𝐻6
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −41.89𝐾𝐽/𝑔
NOTA:
En general mientras más negativa sea la entalpia estándar de formación de un compuesto más estable será el compuesto.
6. 5.- El metabolismo es la descomposición en etapas del alimento que comemos para suministrar energía para el
crecimiento y funciones orgánicas, una ecuación general de este complejo proceso representa la degradación de la
glucosa C6H12O6 en CO2 y H2O.
2𝐶6𝐻12𝑂6(𝑠) + 6𝑂2(𝑠) → 6𝐶𝑂2(𝑠) + 6𝐻2𝑂(𝑙)
¿Calcule la entalpia estándar de esta reacción a 289 K?
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = 6∆𝐻𝐹 𝐶𝑂2 + 6∆𝐻𝐹 𝐻2𝑂 − [∆𝐻𝐹 𝐶6𝐻12𝑂6 + 6∆𝐻𝐹 𝑂2 ]
∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 = −2801.3 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
O ∆𝐻𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑜𝑛
