unidad 6 - termoquimica

UdeC/FCQ/M E Knig Unidad 6

1

Universidad de ConcepcinFacultad de Ciencias Qumicas

Qumica General para Ingeniera

Unidad 6Tema: Termoqumica


2

Unidad 6. Termoqumica.

6.1. Definiciones: sistema, lmite, ambiente. Primera ley de la termodinmica, calor, trabajo.

6.2. Intercambios de calor en cambios qumicos.6.3. Calorimetra.6.4. Entalpa y H de cambios.6.5. Reaccin de formacin y Entalpa estndar de

formacin.6.6. Clculos de H para cambios fsicos y para

cambios qumicos, ley de Hess.


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6.1. Definiciones: sistema, lmite, ambiente. Primera ley de la termodinmica, calor, trabajo.

Todos los cambios que experimenta la materia, sean fsicos o qumicos, deben satisfacer principios fundamentales:

- conservacin de la masa- conservacin de la energa

Un rea importante en el estudio de las ciencias es la Termodinmica y un aspecto de este estudio, relacionado con los cambios qumicos, es la Termoqumica.


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Termoqumica

Termodinmica

El propsito de la Termodinmica es investigar de for-ma lgica las relaciones entre las diferentes clases de energa y sus manifestaciones diversas. Las leyes de la termodinmica rigen la transformacin de un tipo de energa en otro. La Termoqumica estudia los intercambios de energa (en forma de calor) asociados a las reacciones qumicas.


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Ejemplos de cambios y su relacin con energa:

En incendio forestal la madera se convierte en cenizas y gases y se libera gran cantidad de energa como calor y luz.

Parte de la energa de un rayo puede ser absorbida por N2 y O2 para formar NO.

Cuando se funde la nieve sta absorbe energa.

etc.


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Definiciones

SISTEMA: es la parte del universo que se estudia.

LMITE: es lo que separa al sistema del resto del universo (puede ser real o ficticio)

AMBIENTE: el resto del universo.

( El ambiente tambin suele llamarse alrededores o entorno) .


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LMITE

AMBIENTE

SISTEMA

Universo


8

SISTEMA, LMITE Y AMBIENTESISTEMA, LMITE Y AMBIENTE


9

Los sistemas se clasifican, segn ellos puedan o no intercambiar materia y/o energa con el ambiente, en:

nonoAislado

sinoCerrado

energamateriasisiAbierto

Puede intercambiarSistema se denomina


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Primera ley de la Termodinmica.

La primera ley de la Termodinmica es el principio fundamental que establece la conservacin de la energa. La energa del universo es constante.

Lo anterior significa que la energa slo puede transferirse de una parte del universo a otra parte de ste y se puede expresar:EUNIVERSO = ESISTEMA + EAMBIENTE = constante


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La energa es POTENCIAL o CINTICA, y estas formas son convertibles una en otra. La energa de un sistema se denomina energa interna y se designa por E.(La teora atmica moderna permite considerar otras formas de energa elctrica, solar, nuclear y qumica como ejemplos de energa cintica y potencial a escalas moleculares y atmicas).

Cualquiera de estos tipos de energa cuando se transfieren del sistema al ambiente, o viceversa, lo hacen en dos formas:

- CALOR, ( se disgna por q)- TRABAJO, (se designa por w)


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Cuando la energa se transfiere de un objeto a otro, sta aparece como TRABAJO y/o CALOR.

Cundo se transfiere energa?

La energa slo se transfiere slo DURANTEun CAMBIO DE ESTADO que experimente un sitema.


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Otras definiciones.

ESTADO de un sistema: es una situacin perfectamente definida del sistema. Se la define dando valores a cierto nmero mnimo de propiedades del sistema.

Ejemplos:

1) H2O ( s, 1 kg, 1 atm, -10C)2) O2 ( g, 2L, 400 torr, 300 K)

Definido el estado del sistema ste es nico.


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CAMBIO DE ESTADO de un sistema: se define dando dos estados de un sistema tales que ellos difieran en a lo menos una propiedad. El cambio de estado de un sistema se escribe:

Estado 1 Estado 2

Ejemplos:H2O(s, 18 g, 1 atm, 0C) H2O(s, 18 g, 1 atm, -5C )

C2H4(g) C2H2(g) + H2(g)


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Slo mientras est ocurriendo un cambio de estado se produce una transferencia de energa entre el sistema y su ambiente.

Dependiendo del cambio de estado, la transferencia de energa puede ser de sistema a ambiente o de ambiente a sistema. (direccin)

Dependiendo de los lmites que encierran al sistema, la transferencia de energa puede ser slo como calor, slo como trabajo o ambas. (forma).


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Energa pasa al am

biente

Ener

ga,

E

SISTEMAinicial

SISTEMAfinal

Einicial

Efinal

TRANSFERENCIA DE ENERGATRANSFERENCIA DE ENERGA

El sistema experimenta una variacin de energa E. Esta se define por:

E = Efinal - EinicialPara el sistema:

E < 0 debido a que Efinal < EinicialEl sistema transfiere energa hacia el ambiente.

E


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Ener

ga,

E

Estadoinicial

Estadofinal

E del sistema es > 0debido a que Efinal > Einicial

La energa pasa del ambiente al sistema

Efinal

Einicial


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La direccin de la transferencia de energa se representa por un signo y la convencin es la siguiente:

El signo de q y w se define desde el punto de vista del sistema.

SISTEMA

q < 0

w < 0

q > 0

w > 0

ambiente


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La primera ley de la termodinmica se formula:

Si entra q y w a un sistema ste aumenta su energa en E.Si sale q y w de un sistema ste disminuye su energa en E.

E = q + w


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TRANSFERENCIA DE ENERGATRANSFERENCIA DE ENERGA


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Ener

ga,

E

Ener

ga,

E

Calor (q) transferido hacia el ambiente (q < 0)

E > 0

2 Temp amb

Tsistema

2 heladaTsistema

Tsistema < Tambiente

Tambiente

2 calienteTsistema

Tsistema > Tambiente

Tambiente

E < 02

Temp ambTsistema

Tsistema = Tambiente

Tambiente

Calor (q) transferidodesde el ambiente(q > 0)

Efinal

Einicial

Tsistema = Tambiente

Tambiente

A B

Einicial

Efinal

Intercambio de CALOR solamenteIntercambio de CALOR solamente


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Cuando se produce un cambio de volumen en el siste-ma, en contra de una presin externa o debido a una presin externa, se intercambia energa a la forma de trabajo llamado trabajo presin-volumen, wpv.

w < 0

w > 0

La expansin de un sistema produce trabajo en el ambiente (w0).

GAS

P ambiente

GAS

P ambiente


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Intercambio de TRABAJO solamente.Intercambio de TRABAJO solamente.

Reaccin de Zn(s) + 2H+(ac) = H2(g) + Zn2+(ac)

Ener

ga,

E

PatmPatm

Zn(s)Zn(s)

HCl(ac)

PatmPatmPH2PH2

ZnCl2(ac)

H2(g)

E = w < 0

Sistema

Sistema

Einicial

Efinal

La reaccin de relizada en un recipiente provisto de un pistn, libera trabajo hacia el ambiente.

Trabajo (W) realizado sobre el ambiente (W


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Signos de q, w y E para el sistema:Signos de q, w y E para el sistema:

q + w = E

++ +

-- -

-+-

Depende de magnitud de q y w

+ Depende de magnitud de q y w


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(J) Joule (J) Joule

Cantidad de energa necesaria para elevar la temperatura de 1 g de agua desde 14,5 a 15,5 C, a 1 atm

1(cal) = 4,184 J

Las unidades ms frecuentes para expresar la energason:

= 2

2

sm kg1 1(J)

= 2

2

sm kg1 1(J)

Calora (cal):

Tambin se usan los mltiplos kJ y kcal.

La Calora usada en nutricin corresponde a 1 kcal.

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Energa solar que recibe la Tierra por daEnerga de un terremoto

Produccin elctrica diaria del embalse ColbnCombustin de 1000 toneladas de carbn

Explosin de 1 tonelada de TNT1 Kilowatt-hora de energaCalor liberado de la combustin de 250 g de glucosa

1 calora (4,184 J)

Calor absorbido en la divisin de una clula bacterianaEnerga de la fusin de 1 tomo de 235U

1018

1024

1021

10-6

10-12

1015

1012

109

106

103

100

10-3

10-9

10-15

10-18

10-21

E (J)

Ordenes de magnitud de ENERGAS.Ordenes de magnitud de ENERGAS.

Energa cintica de una molcula.


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6.2. Intercambio de calor en reacciones qumicas.

Las reacciones qumicas son cambios de estado con alteracin de la naturaleza de las sustancias, por lo tanto ellas ocurren con intercambio de energa.

Generalmente las reacciones se realizan a P y T constantes y dentro de lmites que permiten que el intercambio de energa se manifieste en la forma de calor.


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La reaccin se puede representar por:

Reactantes = ProductosP,T

Durante la reaccin puede:entrar energa en forma de calor al sistema (q > 0)

o salir energa en forma de calor del sistema (q < 0)

Una reaccin qumica consiste en ruptura de enlaces y formacin de nuevos enlaces entre tomos o entre iones. El calor absorbido o liberado en una reaccin est relacionado con las energas involucradas en los enlaces.


29

La cantidad de calor que se intercambia durante una reaccin puede ser medida experimentalmente.

La tcnica de medicin de una cantidad de calor se denomina Calorimetra.


30

6.3. Calorimetra.

Consiste en: hacer un cambio con cantidad de sistema

conocida, en un ambiente conocido medir la cantidad de calor intercambiada

entre sistema y ambiente. El experimento se hace en un equipo

llamado CALORMETRO. (Los hay de varios tipos).

Cmo se procede?


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TermmetroAgitador

Sistema

Ambiente(agua)

Vaso de paredes de material aislante trmico.

El intercambio de calor ocurre sloentre SISTEMA y AMBIENTE.

Un ejemplo de CALORIMETRO.Un ejemplo de CALORIMETRO.


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Fuente elctrica

+-

Agitador motorizadoAgitador motorizado

Termmetro

Camisa de aislacin

Bao de agua

Calor transferido

Sistema (sustancia combustible y oxgeno comprimido)

CALORMETRO DE BOMBACALORMETRO DE BOMBA

Bomba con revestimiento de acero

Espiral de ignicin


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Esquematizando el intercambio de calor, q, entre sistema y ambiente (al interior de un calormetro), se tiene: T

T=Tfinal -Tinicial

y se verifica que

SISTEMA

AMBIENTE

q

q = C T


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En la relacin: q = C Tq es la cantidad de calor intercambiadaC es la capacidad calrica del calormetro

(agua, termmetro, agitador, )T es la variacin de temperatura del conjunto

(sistema y ambiente) = Tfinal - Tinicial

Capacidad calrica de un objeto: corresponde a la cantidad de calor necesaria para variar su temperatura en 1C. Tiene dimensiones de energa/C = energa/K


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La capacidad calrica de un calormetro es la cantidad de calor necesaria para variar en 1C (o en 1K) la temperatura del calormetro. El ambiente dentro del calormetro est formado por diversos materiales: termmetro, agitador, fluido (generalmente agua), otros , por lo tanto, es necesario determinar la capacidad calrica del calormetro en forma experimental. El experimento que se realiza en el calormetro y que tiene por finalidad determinar su capacidad calrica se denomina calibracin del calormetro.


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Si el objeto est formado por una clase de sustancia, la capacidad calrica se puede expresar como el producto de la masa, m, del objeto y su calor especfico, s. As:

C = m s y en consecuencia: q = m s T

Calor especfico de una sustancia, s: correspon-de a la cantidad de calor necesaria para variarle en 1C la temperatura a 1 g de la sustancia. Tiene dimensiones de energa/g C = energa/g K


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Algunos valores de calor especfico de sustancias:

0,9000,3874,1842,461,760,880,84

Al(s)Cu(s)H2O(l)C2H5OH(l)MaderaCementovidrio

s (J/g K) = (J/g C) SUSTANCIA


38

Tambin se define la capacidad calrica molar, c, de una sustancia como la cantidad de calor necesario para variar en 1C la temperatura de 1 mol de la sustancia. De las definiciones de s y de c, para una sustancia se tiene que:

c (J/mol C) = s (J/g C) x M (g/mol)

Por ejemplo para H2O: c = 4,184 (J/g C) x 18,016 (g/mol) c = 75,379 (J/mol C)


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Segn se use s(calor especfico) o c(capacidad calrica molar), la expresin para calcular la cantidad de calor que absorbe o que libera una sustancia se escribe:

q = m s T m= gramos de sustancia

o

q = n c T n moles de sustancia


40

3 Lagua

Problema 1.Se desea elevar la temperatura de 3 L de agua desde 12, 5 C hasta 90C. a)Qu cantidad de calor necesita?b) La cantidad de calor calculada en a) entra o sale del sistema?

Solucin. Tinicial = 12,5C Tfinal = 90C

3 Lagua


41

a) la cantidad de calor se calcula con la relacin: q = m s T

b) q resulta positivo, luego la cantidad de calor calculada entra al agua (pasa del ambiente al sistema)

( )kJ 972,780 J 972780q

C12,590Cg

J4,1843000gq

Tsm q aguaaguaagua

===

=


42

Problema 2.Si el agua del problema anterior disminuyera su temperatura desde 90C hasta 80C, a)qu cantidad de calor intercambia con el ambiente?b) La cantidad de calor calculada en a) entra o sale del sistema?

Solucin. Tinicial = 90C Tfinal = 80C

3 Lagua

3 Lagua


43

a) la cantidad de calor se calcula con la relacin: q = m s T

b) q resulta negativo, luego la cantidad de calor calculada sale del agua (pasa de sistema al ambiente).

( )kJ 125,520 J 125.520q

C9080Cg

J4,1843000gq

Tsm q aguaaguaagua

===

=


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La cantidad de calor es algebraica.El signo de q queda determinado por el signo del Tsistena causado por el calor intercambiado.

SISTEMA

q < 0 => Tsistema < 0(Tambiente> 0)

q > 0 => Tsistema > 0(Tambiente< 0)

AMBIENTE


45

Problema 3.125 g de cobre recubren la superficie externa del fondo de una sartn. Cunto calor se requiere para aumentar la temperatura de esta capa de cobre desde 25C hasta 300 C? El calor especfico del cobre es 0,387 (J/g K). Resp: 13,3 kJ


46

Problema 4.Dentro de un calormetro de capacidad calrica 2,310 kJ/C, se hace la combustin completa de 0,500 g de un azcar de frmula C5H10O5. A consecuencia de la reaccin, la elevacin de temperatura del calormetro y su contenido es 3,08 C. Calcule el calor de combustin del azcar y exprselo en kJ/mol.


47

Solucin.El anlisis del enunciado permite inferir: El sistema es el azcar que se quema con

oxgeno (combustin del azcar). El ambiente es todo el interior del

calormetro que resta del sistema. Si el calormetro eleva su temperatura a

consecuencia de la combustin significa que el sistema (la reaccin) LIBERA calor hacia el ambiente (calormetro con sus accesorios), por lo tanto el calor de combustin del azcar es negativo.


48

Clculo de la cantidad de calor absorbido por el calormetro en la combustin de 0,500 g de C5H10O5 :

El calor liberado en la combustin se escribe:qcombustin = -7,115 kJ por cada 0,500 g

de azcar.

7,115kJC3,08C

kJ2,310q

TCq

===


49

Se pide expresar el calor de combustin en kJ/mol de azcar, luego:

Respuesta : el calor de combustin de C5H10O5 es 2.136 kJ/mol

kJ/mol 2.136qmol

g150,135g 0,5

kJ 7,115q

==


50

6.4. Entalpa y H de cambios.Los sistemas tienen una propiedad denomina-da ENTALPA, se designa por H, tiene dimensiones de energa.Todo cambio de estado de un sistema tiene asociado un cambio en la entalpa, H.Sistema (inicial) Sistema (final) H

Cuando el cambio del sistema se hace a presin constante, el valor de H corresponde a la cantidad de calor, q, intercambiada.

q = H cuando P = cte.


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Las reacciones qumicas se hacen, general-mente, a P y T constantes, por lo tanto la can-tidad de calor intercambiada en estas condi-ciones corresponde al H de la reaccin.El H recibe el mismo nombre de la reaccin. Ejemplos:

HformacinHcombustinHneutralizacinHdisociacinetc.

formacincombustinneutralizacindisociacinetc.

HReaccin de


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6.5. Reaccin de formacin y Entalpa estndar de formacin.

Se define REACCIN de FORMACIN de un compuesto a 1 atm y 25C, como sigue:

Es la reaccin en la cual se forma 1 mol del compuesto a partir de los elementos que lo constituyen, estando estos elementos en elestado ms estable que presentan a 1 atm y 25C.


53

El H de la reaccin de formacin de un compuesto a 1 atm y 25C se designa por

el superndice o indica 1 atm

oC25 (estado), compuesto f,H

En TERMOQUMICA: 1 atm y 25C se conocen como condiciones de P y T estndar.


54

Ejemplos de reacciones de formacin:

1) Formacin de H2O(l)H2(g) + O2(g) = H2O(l) Hf H2O(l)

2) Formacin de CO2(g)C(grafito) + O2(g) = CO2(g) Hf CO2(g)

3) Formacin de KBr(s)K(s) + Br2(l) = KBr(s) Hf KBr(s)


55

El H de un cambio es:H = Hfinal Hinicial

Por ejemplo, para la reaccin de formacin de H2O(l) a 1 atm y 25C:

H2(g) + O2(g) = H2O(l) Hf H2O(l)se tiene que:

2(g)OO

(g)2HO

O2HO

O(l)2Hf,O H

21HHH =


56

Las H de los elementos en su forma ms estable a 25C y 1 atm se definen = 0, esto es:

Helemento(forma estable a 25C) = 0

Por lo tanto, en la ecuacin:

y en consecuencia:

2(g)OO

(g)2HO

O2HO

O(l)2Hf,O HHHH

21=

OHO

Hf,O

2O(l)2 HH =


57

Todos los compuestos y los elementos no estables a 1 atm y 25C tienen un valordistinto de cero para su entalpa de formacin que se simboliza por Hf, 25C .

Estos valores se encuentran tabulados en manuales.


58

Ejemplos de valores de Hformacin a 25C

-635,1-238,6-92,390,3

1,9143

2

CaO(s)CH3OH(l)HCl(g)NO(g)C(diamante)O3(g)S8(monoclnico)

Hf (kJ/mol) a 25CSustancia


59

Todos los compuestos (y los elementos en forma no estable) a 1 atm y 25C tienen un valor para su entalpa de formacin que se simboliza por Hf, 25C .

Estos valores se encuentran tabulados y estn disponibles en la literatura.


60

Algunos valores de Hformacin a 25C

-635,1-238,6-92,390,3

1,9143

2

CaO(s)CH3OH(l)HCl(g)NO(g)C(diamante)O3(g)S8(monoclnico)

Hformacin a 25C, kJ/molSustancia


61

Interpretacin del valor de H de una reaccin.Usando como ejemplo la reaccin de formacin de CaO(s) a 1 atm y 25C:

Ca(s) + O2(g) = CaO(s) H = - 635,1 kJSignifica que: cuando ocurre la reaccin el sistema libera calor

(porque el signo de H es negativo). la cantidad de calor que libera el sistema cuando

reacciona 1 mol de Ca(s) con mol de O2(g) para formar 1 mol de CaO(s) es 635,1 kJ.


62

El valor del H de una reaccin es vlido para la estequiometra de la reaccin.

Si la reaccin se escribe:2 Ca(s) + O2(g) = 2 CaO(s) H= - 1270,2 kJ

por lo tanto cuando se forman 2 moles de CaO(s) se libera 1270,2 kJ.

n (reaccin) => n (H)n puede ser entero o fraccionario, positivo o negativo.

Si una reaccin se multiplica por n el valor de H tambin se multiplica por n


63

Si la reaccin:

Ca(s) + O2(g) = CaO(s) H = - 635,1 kJ

se multiplica por 1 se obtiene:

-Ca(s) - O2(g) = - CaO(s) H = 635,1 kJque es equivalente a:

CaO(s) = Ca(s) + O2(g) H = 635,1 kJ

Multiplicar una reaccin por 1 equivale a invertir la reaccin y el H cambia de signo.


64

Las reacciones que tienen H negativo se denominan exotrmicas y las que tienen H positivo se denominan endotrmicas.

El conjunto

se denomina ecuacin termoqumica o reaccin termoqumica.

Ecuacin de la Reaccin HEcuacin de la Reaccin H


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6.6. Clculos de H para cambios fsicos y para cambios qumicos. Ley de Hess.

Una de las aplicaciones ms poderosas de la propiedad entalpa (H) es que ella permite calcular el valor de H de cualquier cambio de estado, an si ste es imposible de realizarlo.

El clculo se hace usando la Ley de Hess.


66

Ley de Hess:

El cambio de entalpa de un proceso completo es la suma de los cambios

de entalpa de cada etapa del proceso.

Ley de Hess:

El cambio de entalpa de un proceso completo es la suma de los cambios

de entalpa de cada etapa del proceso.


67

Supongamos que se desea calcular H para el cambio:

Estado 1 Estado 2 H = H2 H1= ?y este cambio se puede hacer en etapas, por ejemplo:

Estado 1 Estado 2

Estado A Estado B

Etapa I

Etapa II

Etapa III


68

La ley de Hess establece que el H del cambio es equivalente a:

H = H etapa I + H etapa II + H etapa IIIEsta relacin se puede verificar puesto que:

H etapa I = HA H1H etapa II = HB HAH etapa III = H2 HB

y la suma de ellas conduce a:HA H1 + HB HA +H2 HB = H2 H1 = H


69

Ejemplos de aplicacin de ley de Hess.

Problema 5.La oxidacin del azufre a trixido de azufre es el proceso central en la produccin industrial del cido sulfrico y tambin en la formacin de la lluvia cida:

S(s) + 3/2 O2(g) = SO3(g) H = ?(La frmula correcta del azufre es S8 y slo para simplificar la ecuaciones se escribir el azufre como S).El proceso de oxidacin ocurre en dos etapas cuyas reacciones son:


70

Reaccin:1) S(s) + O2(g) = SO2(g) H1) = -296,8 kJ2) SO2(g) + 1/2O2(g) = SO3(g) H2) = -198,4 kJ

Cmo calcular el valor de H para la reaccin:3) S(s) + 3/2 O2(g) = SO3(g) H3) = ?

Solucin.La reaccin 3) = reaccin 1) + reaccin 2)por lo tanto: H 3) = H1) + H2)

H3) = -296,8 kJ + -198,4 kJ H3) = - 495,2 kJ


71

Problema 6.Dos gases contaminantes que se producen en la combustin de gasolinas son CO(g) y NO(g). La contaminacin sera menor si estos gases reaccionaran entre s segn la reaccin:

CO(g) + NO(g) = CO2(g) + 1/2N2(g).

Calcule el valor de H de esta reaccin a partir de las reacciones termoqumicas siguientes: CO(g) + O2(g) = CO2(g) H = -283,0 kJN2(g) + O2(g) = 2 NO(g) H = 180,6 kJ


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Sean las reacciones (R):1) CO(g) + NO(g) = CO2(g) + 1/2N2(g) H1) = ?2) CO(g) + O2(g) = CO2(g) H2) = -283,0 kJ3) N2(g) + O2(g) = 2 NO(g) H3) = 180,6 kJ

La R 1) se puede obtener sumando la R 2) con la inversa de (1/2) x R 3), esto es:

CO(g) + O2(g) = CO2(g) H2) = -283,0 kJNO(g) = N2(g) + O2(g) -1/2 H3) = - 90,3 kJ CO(g) + NO(g) = CO2(g) + 1/2N2(g) H1) = -373,3 kJ


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Problema 7.A partir de las reacciones:N2O5(s) = 2 NO(g) + 3/2 O2(g) H = 223,7 kJNO(g) + O2(g) = NO2(g) H = -57,1 kJcalcule el valor de H para la reaccin:2NO2(g) + O2(g) = N2O5(s)

Resp: - 109,5 kJ


74

Determinacin de H298 de reaccin usando Hformacin 298 .

Aplicando la ley de Hess es posible calcular elH298 de reaccin a partir de los valores de los Hformacin 298 de las sustancias que intervienen en la reaccin.


75

Problema 8. Use valores de Hf 298K para calcular el valor de H a 298 K para la reaccin:CH3OH(l) +3/2O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(g)Datos:

sustancia Hf 298K kJ/molCH3OH(l) - 238,6CO2(g) - 393,5 H2O(g) - 241,8


76

Las reacciones de formacin son:1) C(graf) + 2H2(g) + O2(g) = CH3OH(l) Hf, CH3OH(l)2) C(graf) + O2(g) = CO2(g) Hf, CO2(g)3) H2(g) + O2(g) = H2O(g) Hf, H2O(g)

Para obtener:CH3OH(l) +3/2O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(g) H = ?hay que sumar: R2) + 2 R3) R1) por lo tanto:H298 = Hf, CO2(g) + 2 Hf, H2O(g) - Hf, CH3OH(l)H298 = - 393,5 + 2(- 241,8)-(- 238,6) = -638,5 kJ


77

En general para una reaccin cualquiera:

aA + bB = cC + dD H298 = ?

H298 = c Hf,C + d Hf,D (a Hf,A + b Hf,B)

de n Hf, de de n Hf, de los Productos los Reactantes


78

Problema 9.A partir de valores de Hf, calcule H298 para el cambio: H2O(l) = H2O(g).Cmo se denomina este H?

Datos: Hf, de H2O(l) =-285,8 kJHf, de H2O(g) =- 241,8 kJ


79

Solucin.H2O(l) = H2O(g).

H = Hf, de H2O(g) - Hf, de H2O(l) H = - 241,8 kJ (-285,8 kJ)H = 44,0 kJ

Este es H de vaporizacin.


80

Problema 10.A partir de valores de Hf a 25C, calcule H298para la reaccin:

2 NH3(g) + 5/2 O2(g) = 2 NO(g) + 3 H2O(l)


81

Datos: Hf, 298 (kJ/mol) H2O(l) -285,83NH3(g) - 45,94NO(g) 90,25

2 NH3(g) + 5/2 O2(g) = 2 NO(g) + 3 H2O(l)

Hreac = 2 Hf, NO(g) + 3 Hf, H2O(l) - 2 Hf, NH3(g)Hreac =2 x 90,25 + 3 x (-285,83) 2 x (- 45,94)Hreac = - 585,11 kJ

Universidad de ConcepcinFacultad de Ciencias QumicasUnidad 6. Termoqumica.6.1. Definiciones: sistema, lmite, ambiente. Primera ley de la termodinmica, calor, trabajo.DefinicionesPrimera ley de la Termodinmica.6.2. Intercambio de calor en reacciones qumicas.

unidad 6 - termoquimica

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