Los Gases

TERMOQUÍMICA- A-01

Calcular la entalpía estándar de formación del óxido de zinc a partir de los datos siguientes:

a) H 2 SO 4 (aq) + Zn (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcal

b)2 H 2 (g) + O 2 (g) –> 2 H 2 O (l ) ; /\ H = -136,6 Kcal

c) H 2 SO 4 (aq) + ZnO (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 O (l ) ; /\ H = - 50,52 Kcal

RESOLUCIÓN

La reacción de formación del óxido de zinc es: Zn (s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) . Y esta reacción se obtiene a

partir de las reacciones anteriores combinandolas de forma que se anulen los compuestos que no entran a formar

parte de la reacción pedida. Se combinan de la forma siguiente:

- c ) ZnSO 4 (aq) + H 2 O (l ) ------> H 2 SO 4 (aq) + ZnO (s) ; /\ H = + 50,52 Kcal

a ) H 2 SO 4 (aq) + Zn (s) ----—> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcal

1/2 b) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) --------–> H 2 O (l ) ; /\ H = - 68,3 Kcal

__________________________________________________________

Zn (s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) /\ H = - 97,88 Kcal

TERMOQUÍMICA-A-02

Calcular el calor de combustión del butano sabiendo que los calores de formación de dióxido de carbono,

agua líquida y butano son, respectivamente, -393,0; -242,0 y -125,0 Kj/mol

RESOLUCIÓN

La reacción que hemos de obtener: la combustión del butano es la siguiente:

C 4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l)

mientras que las reacciones de formación que nos dan son las siguientes:

a) C (s) + O 2 (g) ----> CO 2 (g) ; /\ H = - 393,0 Kj

b) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) ----> H 2 O (l) ; /\ H = - 242,0 Kj

c) 4 C (s) + 5 H 2 (g) -----> C 4 H 10 (g) ; /\ H = -125,0 Kj

Combinando estas tres reacciones debemos obtener la primera, lo cual se consigue sumándolas de la forma

siguiente:

4.a ) 4 C (s) + 4 O 2 (g) ----> 4 CO 2 (g) ; /\ H = - 1572,0 Kj

5.b) 5 H 2 (g) + 5/2 O 2 (g) ----> 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 1210,0 Kj

- c) C 4 H 10 (g) -----> 4 C (s) + 5 H 2 (g) ; /\ H = + 125,0 Kj

____________________________________________________________________

C 4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 2657,0 Kj

que es la reacción de combustión del butano y por tanto, esta entalpía así obtenida es la entalpía de combustión

del butano

TERMOQUÍMICA - A-03

Conociendo las entalpías normales de formación del dióxido de carbono: -94,05 Kcal/mol y del agua

líquida: -68,52 Kcal/mol y la entalpía de combustión del benceno (C 6 H 6 ) : - 781,68 Kcal, calcular la entalpíaPROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL TERMOQUÍMICA - 7 de 23

normal de formación del benceno.

RESOLUCIÓN

Las reacciones para las cuales nos ofrecen datos sobre sus entalpías son:

a) C (s) + O 2 (g) —> CO 2 (g) ; /\ H = - 94,05 Kcal

b) H 2 (g) + ½ O 2 (g) —> H 2 O (l) ; /\ H = - 68,52 Kcal

c) C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) —> 6 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l) ; /\ H = - 781,68 Kcal

Las cuales hemos de combinar para obtener la reacción de formación del benceno, que es:

6 C (s) + 3 H 2 (g) —> C 6 H 6 (l) Para lo cual debemos asociarlas de la forma siguiente:

- c) 6 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l) —> C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) ; /\ H = + 781,68 Kcal

6 a) 6.C (s) + 6.O 2 (g) —> 6.CO 2 (g) ; /\ H = 6. (- 94,05) = - 564,3 Kcal

3 b) 3.H 2 (g) + 3/2 O 2 (g) —> 3.H 2 O (l) ; /\ H = 3.(- 68,52) = -205,56 Kcal

Las cuales, al sumarlas, queda: 6 C (s) + 3 H 2 (g) —> C 6 H 6 (l) ; /\ H = + 11,82 Kcal

TERMOQUÍMICA-A-04

La entalpía normal de formación del cloruro de plata sólido es de - 30,4 Kcal/mol, mientras que para la

reacción: Pb (s) + 2 AgCl (s) —> 2 Ag (s) + PbCl 2 (s) Es /\ H = + 25,1 Kcal . Con estos datos, determine la

entalpía normal de formación del Cloruro de plomo(II) sólido.

RESOLUCIÓN

Las reacciones cuyas entalpías conocemos ya que son las que se nos dan en el problema, son:

a) Ag ( s ) + 1/2 Cl 2 (g) -----> AgCl ( s ) ; /\ H = - 30,4 Kcal

b) Pb ( s ) + 2 AgCl ( s ) -----> 2 Ag ( s ) + PbCl 2 ( s ) ; /\ H = + 25,1 Kcal

La reacción cuya entalpía hemos de calcular es la reacción de formación del cloruro de plomo(II) sólido, y es:

Pb ( s ) + Cl 2 ( g ) —> PbCl 2 ( s )

Para obtenerla a partir de las reacciones dadas, hemos de tomar la reacción b) , que es en la que aparece el PbCl

2 ( s ) , y para eliminar el AgCl que está incluido en ella, se coge 2 veces la reacción a), y nos queda:

2 a) 2.Ag ( s ) + Cl 2 (g) -----> 2.AgCl ( s ) ; /\ H = 2.(- 30,4) = - 60,8 Kcal

b) Pb ( s ) + 2 AgCl ( s ) -----> 2 Ag ( s ) + PbCl 2 ( s ) ; /\ h = + 25,1 kcal

Al sumar ambas: Pb ( s ) + Cl 2 ( g ) —> PbCl 2 ( s ) ; /\ H = - 35,7 kcal

Que es, por tanto, la entalpía de formación del cloruro de plomo(II) sólido

TERMOQUÍMICA - A05

Las entalpías de formación del dióxido de carbono gas, y agua líquida son, respectivamente,- 94,05 y -

68,52 Kcal/mol, mientras que el calor de combustión del ácido acético (CH 3 -COOH) líquido es de - 2,08

Kcal/mol. Con estos datos, determine la entalpía normal de formación del ácido acético líquido.

RESOLUCIÓN

Las reacciones cuyas entalpías conocemos ya que son las que se nos dan en el problema, son:

a) C ( s ) + O 2 (g) -----> CO 2 ( s ) ; /\ H = - 94,05 Kcal

b) H 2 ( s ) + 1/2 O 2 ( g ) -----> H 2 O ( l ) ; /\ H = - 68,52 Kcal

c) CH3 -COOH( l ) + 2 O 2( g ) -----> 2 CO 2( g ) + 2 H 2 O ( l ) ; /\ H = - 2,08 kcal

PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL TERMOQUÍMICA - 8 de 23

La reacción cuya entalpía hemos de calcular es la reacción de formación del ácido acético líquido, y es:

2 CO( s ) + 2 H 2 (g) + O 2 ( g ) —> CH3 -COOH( l )

Para obtenerla a partir de las reacciones dadas, hemos de tomar la reacción c) dada la vuelta (- c) , que es en la

que aparece el CH3 -COOH( l ) , y para eliminar el CO 2( g ) y el H 2 O ( l ) se deben coger 2 veces las reacciónes a) y

b) , y nos queda:

- c) 2 CO 2( g ) + 2 H 2 O ( l ) —> CH3 -COOH( l ) + 2 O 2( g ) ; /\ H = + 2,08 kcal

2 a) 2 C ( s ) + 2 O 2 (g) -----> 2 CO 2 ( s ) ; /\ H = 2.(- 94,05) = - 188,10 Kcal

2 b) 2 H 2 ( s ) + O 2 ( g ) -----> 2 H 2 O ( l ) ; /\ H = 2.(- 68,52) = - 137,04 Kcal

Al sumar ambas: 2 CO( s ) + 2 H 2 (g) + O 2 ( g ) —> CH 3 -COOH( l ) ; /\ H = - 323,06 kcal

Que es, por tanto, la entalpía de formación del ácido acético líquido

TERMOQUÍMICA - A06

Calcular la afinidad del yodo, sabiendo que:

A) Energía reticular del yoduro de potasio = – 631,8 kJ mol-1

.

B) Calor de sublimación del potasio = 87,9 kJ mol-1

.

C) Calor de sublimación del yodo = 43,5 kJ mol-1

.

D) Energía de disociación del I 2 = 150,9 kJ mol-1

.

E) Energía de ionización del potasio = 418,7 kJ mol-1

.

F) Calor de formación del yoduro = -330,5 kJ mol

RESOLUCIÓN

La reacción cuyos datos nos piden es la de ganancia de un electrón por parte de un átomo de yodo para convertir

se en el ion yoduro: : I ( g ) + 1 e - —> I -

( g )

Las reacciones para las cuales nos dan datos son:

a) I -

( g ) + K +

( g ) —> KI ( s ) ; /\ Hº = - 631,8 kJ ( E RETICULAR KI)

b) K ( s ) —> K ( g ) ; /\ Hº = + 87,9 kJ ( /\ Hº SUBLIMAC POTASIO)

c) I 2 ( s ) —> I 2 ( g ) ; /\ Hº = + 43,5 kJ ( /\ Hº SUBLIMAC YODO )

d) I 2 ( g ) —> 2 I ( g ) ; /\ Hº = + 150,95 kJ ( /\ Hº DISOCIACIÓN YODO )

e) K ( g ) —> K +

( g ) + 1 e - ; /\ Hº = + 418,7 kJ ( /\ Hº IONIZACIÓN POTASIO )

f) ½ I 2 ( s ) + K ( s ) —> KI ( s ) ; /\ Hº = - 330,5 kJ ( /\ Hº FORMACIÓN KI )

Se trata del Ciclo de Born Haber de formación de los compuestos iónicos, que es:

/\ Hº FORMACIÓN KI = ½ /\ Hº SUBLIMAC YODO + ½ /\ Hº DISOCIACIÓN YODO + /\ Hº AFINIDAD YODO +

/\ Hº SUBLIMAC POTASIO + /\ Hº IONIZACIÓN POTASIO + E RETICULAR KI

donde, al despejar:

+ /\ Hº AFINIDAD YODO = /\ Hº FORMACIÓN KI - ½ /\ Hº SUBLIMAC YODO - ½ /\ Hº DISOCIACIÓN YODO

- /\ Hº SUBLIMAC POTASIO - /\ Hº IONIZACIÓN POTASIO - E RETICULAR KI

Por lo que hemos de combinar las reacciones que nos dan de la siguiente forma

( /\ Hº FORMACIÓN KI ) f) ½ I 2 ( s ) + K ( s ) —> KI ( s ) ; /\ Hº = - 330,5 kJ

- ½ ( /\ Hº SUBLIMAC YODO ) - ½ c) ½ I 2 ( g ) -–> ½ I 2 ( s ) ; /\ Hº = - ½ . 43,5 kJ

- ½ ( /\ Hº DISOCIACIÓN YODO ) - ½ d) I ( g ) —> ½ I 2 ( g ) ; /\ Hº = - ½ 150,95 kJ

- ( /\ Hº SUBLIMAC POTASIO) - b) K ( g ) —> K ( s ) ; /\ Hº = - 87,9 kJ

- ( /\ Hº IONIZACIÓN POTASIO ) - e) K +

( g )

+ 1 e - —> K ( g )- ; /\ Hº = - 418,7 kJ

- ( E RETICULAR KI) - a) KI ( s )—> I -

( g ) + K +

( g ) ; /\ Hº = + 631,8 kJ

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I ( g ) + 1 e - —> I -

( g ) ; /\ Hº = + 302,525 kJPROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL TERMOQUÍMICA - 9 de 23

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