UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y AMBIENTAL

ESCUELA DE INGENIERA EN PETRLEOS

TERMODINMICA Y FSICO-QUMICA

Nombre: Navarrete Patio Joe FernandoDeber: N3

Profesor: Ing. Bolvar EnrquezTema: Resolucin de ejercicios

1. Se producen 35 litros de hidrogeno por accin de un acido sobre un metal a una presin total de 1 atm. Calcular el trabajo efectuado por el gas al hacer retroceder la atmosfera expresada en: a) Atmosferas-litrob) Joulec) Calorasd) ErgiosDATOS:

V= 35 L P= 1 atma) b)

c)

d)

e)

2. Un calentador elctrico de 500 watts Cuntos grados de temperatura tendr que elevar 10 litros de agua durante una hora, suponiendo que no hay perdida de calor? El calor especfico del agua puede tomarse como 1 cal grad-1 g-1 y la densidad es 1 g cm-3 independientemente de la temperatura.

DATOS

Q= 500 watts 1 J/s 1 wattsT=? d = m/vV= 10 L m= d vt= 1 h = 60 minm= 1 g/cm3 (10000 cm3)c= 1 cal / gramos m= 10000 gdH2O= 1 gramos/cm31 cal = 4,186 J 500 J/s = 119, 96 cal/s1h = 3600 sEntonces 119,96 cal/s = 430009,78 cal/hQ= mcT430009,78 cal = 10000 gramos 1 cal / gramosT430009,78 cal = 10000 gramos-cal / gramos TT = 430009,78 cal / 10000 cal T = 43,009

3. 100 gramos de Benceno se vaporizan en su punto de ebullicin de 80.2o a 760 mm Hg. El calor de vaporizacin es de 94.4 cal g-1. Calcular a) Trabajo reversibleb) Calor c) Entalpia d) Variacin de energa

DATOS

m= 100 g C6H6n = m/PebC6H6= 80,2n = 100 g/ 78 g/molP= 760 mmHgn = 1,28molQv= 94,4cal g-1

a) Wrev = nRTb) Q = mcTWrev = 1,28mol x 1, 987 cal/molK x 353, 2 K Q = 100 x 94, 4 x 353, 2Wrev =898 cal Q = 9440 cal

c) H= E + L d) E = Q - LH = 8542 cal + 898 calE = 9440 cal 898 calH = 9440 calE = 8542 cal

4. 100 gramos de nitrgeno a 25o y 760 mm Hg, se expanden reversiblemente e isotrmicamente a una presin de 100 mm Hg. a) Calcular el trabajo mximo en caloras que se puede obtener de esta expansin b) Cul es el trabajo mximo que se puede obtener si la temperatura es de 100o.DATOS:

mN2= 100 gT= 250C= 298 0KP1= 760 mm HgP2= 100 mm Hg28g 1 mol100g x= 3,57 mol

a)

b)

5. Calcular el trabajo realizado en caloras cuando una mol de bixido de azufre se expande isotrmica y reversiblemente a 27o de 2,46 a 24,6 litros , suponiendo que el gas es ideal DATOS:

nso2= 1 molT= 270C = 300 0KV1= 2,46 LV2= 24,6 L

6. a. Demuestre que para una expansin reversible isotrmica de V1 a V2 de una mol de un gas que obedece a la ecuacin de Van der Waals el trabajo efectuado por el gas esta dado por:

Calcular el trabajo que se puede obtener de una expansin reversible isotrmica de un mol de cloro de 1 a 50 litros a 0o. b. Suponiendo que se comportara como un gas ideal.c. Suponiendo que siguiera la ecuacin de Van der Waals.DATOS:

V1 = 1LV2= 50 LT= 00C = 2730Kn= 1 mol

a)

b)

7. Cunto calor se necesita para aumentar la temperatura de 10 g de argn (un gas monoatmico) a 100. a) A volumen constante.b) A presin constante

DATOS:

M= 10 gramos a) Qv = CvdT b) Qp = CpdTT=10o Qv = 0,747 x 10o Qp = 1,25 x 10oQv = 7,47 calQp = 12,5 cal

8. Un mol de argn a 250 y una atmosfera de presin, se expande reversiblemente hasta un volumen de 50 litros.a) Isotrmicamente b) Adiabticamente, calcular la presin final en cada caso, suponiendo que el gas es ideal.

DATOS: n=1mol a) PV=nRTT=25 P1= 1atm V1= 24,43lts V2=50 lts

-0,311=logP2

P2=

P2=0, 4886 b)

9. 10 litros de nitrgeno a 1 atm y 250 se hace expandirse reversible y adiabticamente hasta 20 litros. Cuales son las temperaturas y presin finales? DATOS:

V1= 10 LP= 1 atmT1= 250C = 2980KV2= 20 LT2= ..?V2= ..?

a)

b)

10. a. Calcular el trabajo mximo de expansin isotrmica de 10 g de helio de un volumen de 10 litros a otro de 50 litros a 250.b. Calcular el trabajo mximo de una expansin adiabtica, partiendo las mismas condiciones y permitiendo al gas expandirse hasta 50 litros.

DATOS:

mHe= 10g V2= 10LV1= 50 LT1= 250C = 2980K 4g 1 mol 10g x= 2,5mola)

b)

11. En un calormetro adiabtico la oxidacin de 0.4362 gramos de naftaleno produciendo un aumento de temperatura de 1707. La Cp del calormetro y del agua fue de 2460 cal mol. Despreciando las correcciones por oxidacin del cable y del nitrgeno residual, cul ser la entalpa por mol de la combustin del naftaleno?

/mol

12. Calcular el cambio de entalpia para la transicin de un mol de azufre monoclnico a rmbico a temperatura ambiente. Esta transicin es demasiando lenta para medidas calorimtricas directas. La entalpia de combustin monocclica del azufre es de -71.03 kcal y del rmbico es -70.96

13. La siguiente reaccin se puede utilizar para impulsar cohetes:1) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)2) CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)Calcular el cambio de entalpa a 25 grados por kilogramo de combustible, ms la cantidad necesaria del agente oxidanteH2 (g)+1/2O2 (g)=H2O (g)0 + 0 = -57.7979

-57.7979 18g X 1000= -3210

CH3OH (l) +3/2O2 (g) =CO2 (g) +2H2O (g)

14. Calcular el calor desprendido durante la combustin de 1 g de etileno a) a presin constante a 25 con exceso de aire b) con un exceso de oxgeno puro a 20 atm de presin en una bomba cerrada a 25

DATOS: a) b) P=cte

T=25C

H=-337, 23 cal

15. Calcular la entalpa de formacin del PCl5(s), basndose en los calores de las siguientes reacciones a 252P(s) +3Cl2(g) = 2PCl3 (l)PCl3 (l) +Cl2 (g) = PCl5(s) Dividimos (1) para 2 para obtener la entalpia de formacin de una mol de PCl3 y la entalpa tambin disminuye a la mitad, es decir, -75900 Sumamos las entalpas de las dos reacciones que dan lugar a la formacin del PCl5 y obtenemos -108.71 kcal mol-116. Usando el valor de entalpa de formacin, calcular la entalpa de combustin a 25 grados, obteniendo H2O(l) y CO2(g): a)n-butano, b) metanol, c) cido actico

17. a) n-butanoC4H10 (g) + 13/2 O2 0 CO2 + 5H2O4(-94.0518)+5(-68.3174)-[(-57.02))]H=-687.98b) METANOLCH3OH + 3/2 O2 = 6CO2 + 6H2OH= 6(94.0518+6(-68.3174)-(-61.14)H=-173.66c) CIDO ACTICOCH3COOH + 2O2 = 2CO2 + 2H2OH= (-94.0518)+2(-68.3174)-(-116.4)H=208.33

18. Para la acetona, (CH3)2CO, la entalpa de formacin es de -61.4 kcal mol^ (-1) a 25.(a) Calcular el calor de combustin de la (CH3)2CO a presin constante.(b) Calcular el calor desprendido al quemar 2 gramos de (CH3)2CO a presin, en una bomba cerrada a 25.a) (CH3)2CO + 4O2 = 3CO2 + 3H2OH=3(-94.0518)+3(-57.7979)- (CH3)2CO(CH3)2CO=-455.5491+61.4(CH3)2CO = -425.7B) -4257076 1 MOL X 0.0344 = 14.679

19. CALCULAR 298 PARA LA SIGUIENTE REACCINCDSO4(S) +H2O (G) = CDSO4*H2O(S)SABIENDO QUE(2) CDSO4(S)+400H2O (L) = CDSO4 EN 400 H2O(3) CDSO4*H2O(S)+ 399H2O (L) = CDSO4 EN 400 H2O(4) H2O (G) = H2O (L)Por medio de determinaciones de la capacidad calorfica a temperaturasprximas al cero absoluto y midiendo las presiones de equilibrio entre el agua y el vapor de agua M.N. Papadopoulus han obtenido un valor de -15451 cal mol -1 1. Damos la vuelta a (4) cambiando el signo de la entalpia2. Sumamos (3) y 4) y obtenemos (5) CdSO4*H2O(s)+ 400H2O(l) = CdSO4 en 400 H2O + H2O(g)3. Sumamos (5) y (2) cambiando el signo de (2) y obtenemos CdSO4(s)+H2O(g) = CdSO4*H2O(s)4. Trabajando con las entalpas -60.95+9.717+10.9775. El resultado final es -15.599

20. Calcular las entalpas de reaccin a 25 para las siguientes reacciones en soluciones acuosasa) HCl(aq) +NaBr(aq) = HBr(aq) + NaCl (aq)H= -28.80-97.302-(-40.23-86.18) = 0

21. El calor de la reaccin 6C(g) + 6 H (g) = C6H6 (g)Se va a determinar a) basndose en las energies de enlace de la tabla 2.4 suponiendo que el bencenoC6H6tiene 3 C=C tres C-C y seis C-H y b) a partir de los calores de formacin del C6H6 (g), C(g) Y H(g) de la tabla 2.3 c) Calcular la energia de ressonncia del C6H6 que es igual a la diferencia entre estos dos valoresa) 3 (C=C) 3(145)3(C-C) 3(80.5)6(C-H) 6(98.2) = -1265.7

b) 6C(g) + 6 H (g) = C6H6 (g)H=19.82-[6(171.698)+6(52.089)]H=-1322.902

c) Er =-1265.7-(-1322.902) = 57.202

22. La ecuacin de la capacidad calorfica molar del n-butano es:Cp= 4.64+0.0558TCalcular el calor necesario para elevar la temperatura de un mol desde 25 hasta 300 a presin constante.

H = CpdtH = 4.64T + 0.0279T2H = 4.64(573-298) + 0.0279(573^2-298^2)H = 7958.75cal.

23. Calcular H A 1000 K para la reaccinCH4 (g) + 2 O2 (g) = CO2 (g) +2 H2O (g)DATOS:Segn la Tabla 3.3 ----- ENTALPAS DE FORMACIN (Kcal mol-1)H CH4 = - 17.889H O2 = + 59.16H CO2 = - 94.0518H H2O = - 57.798

H = HPRODUCTOS - H REACTIVOSH = (H CO2 + H H2O) (H CH4 + H O2)H = (-94.0518 57.798) (-17.889 + 59.16)H = (- 151.8498) (41.271)H = 193.12 Kcal

24. La tensin del superficial del agua es de 72 dinas cm-1(72 ergs cm-2) 25 calcular la energa superficial en caloras de una mol de agua dispersada en forma de roco, teniendo en las gotas 1 micra (10-4cm) de radio. La densidad de agua puede tomarse como 1g cm-3.DATOS:= 72 dinas cm-1 (72Erg cm-2)T= 25CW=?= 1micra=1g cm3

=A= 2W= .AA= (1 * 10 4 cm)2W= 72 dinas *3,14 * 10-8 A= 3.14 10-8W= 2,26 * 10-6 dinas

25. Que corriente debe pasar a travs de un calentador de 100 ohms para calentar un termostato de agua de 10 litros 0.1grad min -1? El color especfico del agua puede tomarse como o1 de cal grad-1 g-1 y la densidad como de 1 g cm-3.

1= 100ohmsV= 10L H2O0.1 grad min -1

A=0.05

W=QQ=.A

Q=0.05

26. Una mol de amoniaco se condensa en su punto de ebullicin de -33.4 C sometindola a una presin infinitesimal, mayor a 1 atm. Para evaporar un gramo de amoniaco en su punto de ebullicin se requiere la absorcin de 327 cal. Calcular (a)rev(b) q, (c) , (d).DATOS:R= 1 mol e amoniacoTe= -33,4 C -> 239,6 KP= infinitesimal > 1 atma) W rev?b) Qc) d) a) Wrev=RTWrev= 1,987 * 239, 6 kWrev= 476,085 cal k

b) Q=W Q= 476,085 calk

c) = +PV= 327 cal + 476,085 cal= 803 cal

d) = +PV= 803 cal +476,085 cal= 1279,1702 cal

27. Una mol de un gas ideal a 25, y 100 atm, se hace expandir reversible isomtricamente hasta 5 atm, Calcular (a) el trabajo efectuado por el gas en litros atmosfera,(b) el calor absorbido en caloras,(c) y (d).DATOS:R= 1 mol gas idealT= 25C -> 98P= 100 atmExpandir reversible e isotrmicamenteP2= 5 atma) W [1 atm]b) Q[cal]c) d) a) W= nRT/n W= (1mol) (0.0805) (298k)W= 73.24 L .atm

b) Q=WQ= -73,24 L atm.c) gas ideal =O

d) gas ideal =O

28. Calcular el trabajo mximo obtenido en una expansin isomtrica de 10 gramos de helio, de 10 a 50 litros a 25, suponiendo un comportamiento de gas ideal. Exprese la respuesta en (a) caloras, (b) ergs y (c) atmosfera litro.Lmax=?Expansin isomtrica10g H2V1= 10 LV1= 50LT= 25C -> 298kW maxGas ideala) calorasb) ergiosc) atm L

c) W=nRT In =>n

W= 5mol * 0, 08205 * 298 * In n W= 196,76atmL

b) W=nRTIn W= 5 mol * 1,98cal/mol 298 k * In W= 4148,16 calorasa) W=nRT In W= 5 mol * 8316Grg 298 k * In W= 19927,89 ergios

29. Diez moles de bixido de carbono contenidas en un volumen de 20 litros, se las expande a un volumen de 200 litros a 25. Calcular el trabajo mximo que se puede efectuar si (a) se supone que el gas es ideal y (b) si se utiliza la ecuacin de Van der Waals. (vase la ecuacin de Prob. 2.6.)R= 10 mol CO2V1= 20 LV1= 200LT= 25C -> 248ka) gas idealb) Van der Waalsa) Wmax = nRT In Wmax= 10 mol * 0.08200 * 698k InWmax= 56200 atm LWmax= RT In ( ) + a ()a= 549 molb= 0, 0064 1/ molWmax= 1.981 298 In ( ) 549Wmax= 5938,36 + (0,0164)Wmax= 5938,34 1 atm

30. Cien litros de helio a 0y 1 atm, se calientan en un vaso cerrado a 800. (a) calcular el cambio de la energa interna en kilocaloras, (b) Que tanto ms calor se requerira si el gas fuera calentado a una presin constante de 1 atm?V= 100L HeT1= 0C -> 273kP= 1atmT2= 800C -> 1078ka) Q=[kcal]b) Q-> 1atma) Q= PV 1n Q= 1 atm .100L .lnQ= 393 atm L.Q= 780,97 calb) P= cleQ= RT 1n Q= 1987. 298.Q=O31. Diez pies cbicos de oxigeno bajo presin y a 25 se hacen expandir reversible y adiabticamente hasta un volumen de 30 pies cbicos. Considerando al oxgeno ser un gas ideal con la capacidad de calor dad en la tabla 2.2; Calcular la temperatura final.DATOS: V= 10 piesT= 298,15V= 30 piesT=?-nCv (-n () (= n R Si = P constante- (- ( = ( - = - = -298, 15= = -298, 15 K

32. Una mol de hidrogeno a 25 y a 1 atm, se comprime adiabtica y reversiblemente a un volumen de 5 litros. Calcular (a) la temperatura final, (b) la presin final, y (c) el trabajo efectuado por el gas.DATOS:T1 = 25C (a)

(b)

P1 = 1atmn = 1molV1 = 22,4 L V2 = 5 L( c)

33. En la combustin de 1.000 g de azufre slido en las condiciones standard de temperatura y presin se desprenden 9.245 kJ. Calcular la entalpa de formacin del dixido de azufre.

S(s) + O2 (g) SO2 (g) H= ?

H= - 9.245 x 32.07 = - 296.5 kJ mol-1

34. La combustin del cido oxlico en una bomba calorimtrica proporciona 673 cal g-1 a 25. Calcular (a) E y (b) H para la combustin de una mol de cido oxlico (M= 90.0)Por ser el proceso a presin cte: H = 673cal/gE = QV = U = 673cal/g 90 g/mol = -60570 cal mol-135. El cambio de entalpia en la combustin del tolueno para formar H2O (l) y CO2 (g) es de -943.58 kcal mol -1 a 25. Calcular la entalpia de formacin del tolueno.C7H8 + 9O2 7CO2 + 4H2O

/mol

36. A 25, el cambio de entalpia para la combustin del bisulfuro de carbono, CS2 liquido en CO2 y SO2 es de 256.97 kcal mol -1. Calcular la entalpia de formacin H del CS2 lquido.CS2 + 3O2 CO2 + 2SO2

/mol

37. Calcular el calor desprendido a 25 durante la reaccin:3Mg(s) + Fe2O3(s) = 3MgO(s) + 2Fe(s)La entalpia de formacin del MgO(s) es Hf 298 = -145700 cal mol -1

/mol

38. Para 25C se dan los siguientes resultados:Be3N2(s) + 3Cl2(g) 3BeCl2(s) + N2 (g) H = -214.4 kcalBe(s) + Cl2 (g) BeCl2(s) H = -118.1 kcal3Be(s) + 2NH3 (g) Be3N2(s) + 3H2H = -118.4 kcalSabiendo que la entalpia normal de formacin del NH3 (g) a 25 es igual a -11.04 kcal, comparar los dos valores para la entalpia normal de formacin del Be3N2 el cual puede obtenerse por medio de los datos anteriores.

/mol

/mol

Comparando, podemos observar que solo difieren en 0,58 kJ/mol. Lo que nos dice que por cada mol de Be3N2 que reaccione va a liberar 0,58 kJ/mol ms energa que

39. Los siguientes calores de solucin se obtienen a 18cuando se utiliza un gran exceso de agua.CaCl2 (g) + aq = CaCl2 (aq) H= -18.0 kcalCaCl2.6H2O(S)) + aq = CaCl2 (aq) H= +4.5 kcalCalcular el calor de hidratacin del Cacl2 hasta dar CaCl2.6H2O por:(a) H2O(l)(b) H2O(g)El calor de vaporizacin del agua a esta temperatura es de 586 cal/ga) CaCl2 (g) + aq = CaCl2 (aq) H= -18.0 kcalb) CaCl2.6H2O(S)) + aq = CaCl2 (aq) H= +4.5 kcalCaCl2.6H2O(S)) + aq = CaCl2 (aq) H= +13.5KcalB) L=586cal/g*18g/mol =1055cal/mol=63.3Kcal40. Usando estos valores para el calor integral de solucin de m moles de nitrato de cadmio en 1000g de agua, dibujar una grfica de H con respecto a la molaridad m y determinar el calor diferencial de solucin de nitrato de cadmio en solucin 4 molar:m (molaridad)1.063 1.799 2.821 4.251 6.372 9.949H, Kilo joule-34.2 -56.7 -88.3 -126.0 -174.4 -228.5

1 mol CdN 18 mLCdN55.107 moles CdN X = 1010 mL = 107 l CdN[CdN] = 55 mol/litro 41. Usando las entalpias de formacin del NaOH(aq) y del NaNO3 (aq) en solucin a dilucin infinita (tabla 2.3) y los valores de HOH demostrar como se obtuvo el valor de H del NO3-de la tabla 2.3.

Na +1/2 O2+H2= Na +OHH= -112.1OH=O2 +1/2H2 H= +54.96Na=NaH= -57.14Na+NO3=Na+NO3 H= -106.6Na=NaH= +57.14NO3=NO3 H= +49.37Kcal

42. (a) Calcular, basndose en las entalpas de formacin y en las energas de enlace, el calor de disociacin del HCl(g) en tomos. (b) Calcular los calores de reaccin a presin constante de las reacciones siguientes:

DATOS a). Basndose en las

b). a P=cte de las reacciones

H-H 103.2Kcal/mol Cl-Cl 57.1Kcal/mol H-Cl 102.1Kcal/mol

43. Conocindose la entalpia de formacin del (g) a como -31.8 kcal y la entalpia de formacin del HO (g) a como 8 kcal, calcular para la relacin

DATOS

44. Calcular la cantidad de calor requerido para elevar la temperatura de una mol de oxgeno de 300 a 1000K a presin constante.DATOSQ=?

P=cte

45. Una mol de metano (considrese como gas ideal) inicialmente a 25 y a 1 atm de presin, se calienta a presin constante hasta duplicar su volumen. La variacin de la capacidad calorfica molar con la temperatura absoluta est dada por

Calcular (DATOS

P=1atm

A temperatura absoluta(

46. Calcular el calor molar de combustin del monxido de carbono a presin constante y a 1327.DATOS

P=cte

47. Calcular el calor de vaporizacin del agua a 25. El calor especifico del agua de puede considerar como de 1 cal . La capacidad calorfica del vapor de agua a presin constante en este margen de temperatura, es de 8.0 cal y el calor de vaporizacin del agua a 100cal

DATOS

48. Cunto trabajo desarrolla un hombre que pesa 75 kg (165 lb) cuando sube el monumento Washington de 555 pies de alto? Cuntas kilocalorias debe suministrar para hacer este trabajo muscular, suponiendo que el 25% de la energa producida por la oxidacin de los alimentos en el cuerpo, pueden convertirse en trabajo mecanico muscular?

DATOSa). W=?m=75Kg

b). Cuntas Kcal debe suministrar?25%de E se convierten en Wmecnico muscular

a).

b).

49. La prdida de un horno es de 100 cal . Qu corriente debe pasar a travs de un calentador de 50 ohms, para compensar esta perdida de calor?DATOS

Calentador de 50ohmsCantidad de corriente para compensar el calor perdido

50. Cul es la cantidad mnima de caloras de trabajo necesaria para comprimir isotrmicamente 1 mol de amoniaco a 1 atm y 150, a un volumen de 10 litros (suponiendo que sigue la ley de los gases ideales, ( suponiendo que obedece tambin la ecuacin de Van der Waals con ? DATOS

P=1atm

V=10lta). ley de los gases idealesb). de Van der Waals con

a).

b).

1 -34.73 +4.17 -0.150.09 +0.09 -3.15 +0.1 1 -34.64 +1.02 0.0

50. Por medio de la determinacin calorimtrica del calor desprendido al enfriar una muestra de bromuro mercrico desde la temperatura indicada de 300K fueron obtenidos los resultados de la tabla inferior. Calcular los valores para el calor de fusin del bromuro mercrico, y la capacidad molar Cp para el bromuro mercrico lquido a 525K. El punto de fusin se considera como 511.3K

Ht-H300

T, KCal/mol

544.19313

533.49083

526.88729

522.38672

516.68695

513.96521

507.44114

502.53923

496.33974

487.43656

51. a) Calcular el cambio en la energa interna del oxgeno cuando se calienta de 0 a 100 a volumen constante. b) Calcular el cambio de entalpa en este proceso.

52. Una mol de oxgeno a 5 atm y contenida en un volumen de 4L se hace expandir reversible y adiabticamente hasta una presin final de una atm, Cul es:a) el volumen finalb) La temperatura final?

53. Un tanque contiene 20L de nitrgeno comprimido a 10 atm y 25. Calcular el trabajo mximo en caloras que se puede obtener cuando el gas se hace expandir a 1 atm de presin:a) isotrmicamenteb) adiabticamente

54. Calcular la entalpa de combustin del acetileno sabiendo que el cambio de entalpa para la combustin es -310.615 Kcal.

C2H2+5/2O2=2CO2+H2OH=310.615Kcal.CO2=-94.005H2O=-57.768H=Hprod-HreacH=2(-94.005)+ (-57.768)- HC2H2HC2H2=2(-94.005)+ (-57.768)- HHC2H2=-245.778-310.615HC2H2=-556.393Kcal

55. La entalpa de formacin del xido ntrico, NO, a partir del nitrgeno y del oxgeno, ha sido calculado a partir de datos espectroscpicos. Es preferible sin embargo una determinacin calorimtrica directa. Se ha encontrado que el fsforo arde completamente en NO dando P2O5, con liberacin de nitrgeno, cuando se le hace arder completamente en una arco (elctrico). Calcular la entalpa de formacin del NO basndose en los siguientes datos.Se quema fsforo en un calormetro con una corriente de NO, durante 12 min y se obtienen 1.508 g de H3PO4. El calormetro est rodeado de 1386 g de agua. El aumento de temperatura observado fue de 2.222 y la correccin por enfriamiento alcanz 0.037. La correccin por el calor de agitacin fue de 11.1 cal desprendidas por minuto. La capacidad calorfica del calormetro determinada con un calentador elctrico fue de 244 cal/grado.En un segundo experimento, el NO fue sustituido por una mezcla de mitad de nitrgeno y mitad de oxgeno. La cantidad de H3PO4 obtenido en 10 min fue de 2.123 g. El aumento de temperatura observado fue de 2.398 y la correccin por enfriamiento de 0.032. La correccin por el calor de agitacin fue de 12.2 cal por min. El peso del agua fue el mismo que la vez anterior. Cul ser la entalpa de formacin del NO?

N2 (g) + 2 O2 (g) =2 NO2 (g) H1 = 16.192 Kcal2 NO (g) + O2 (g) =2 NO2 (g) H2 = -26.976Kcal

N2 (g)+2O2 (g)=2NO2 (g)H=16.1922NO2 (g)=2NO (g)+O2 (g)H=26.976N2 (g)+O2 (g)=2NO (g)H=43.168KcalH NO=43.168/2=21.584Kcal/mol

56. Calcular la entalpa de combustin de n-nonano, C9H20, basndose en los datos sobre la n-heptano, n-hexano y n-octano.4.93

n-Hexano= -39.96Kcal/moln-Heptano= -44.894.93

n-Octano= -49.824.93

n-Nonano= -54.7557. Cien gramos de Fe se disuelven a 25 en cido diluido, obtenindose una sal ferrosa. Se desprender ms calor si la reaccin se efecta en un recipiente abierto o en una bomba cerrada? cunto ms?

El calor generado en un sistema abierto es mayor en 1.67 veces.

58. Calcular la entalpa de formacin para una mol de HI segn los valores siguientes:

H2g+Cl2g=2HClgH=-44.122HClg+aq=2HClaqH=-35.922KOHaq+2HClaq=2KClaqH=-38.422KIaq=2KOHaq+2HIaqH=27.342KClaq+I2s=Cl2g+2KIaqH=52.422HIaq=aq+2HIgH=38.42H2g+I2s=2HIgHt=-0.28Ht=-0.28/2=-0.14Kcal/mol

59. Utilizando las entalpias de formacin de la tabla 2.3 calcular los calores de combustin, a presin constante, a 25 de (a) CO, (b) H2, (c) C2H6, y (d) C2H5OH (a) 2CO + O2 2CO2H = [2 (-393,5 KJ/mol)] [2(-110,4 KJ/mol) +0]H = -566,2 KJ/mol(b) H2 (g) + O2 (g) H2O (l) H = [(-285,5 KJ/mol)] [0+ (0)]H = -285,5 KJ/mol (c) C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O (l) H = [2 (-393,5 KJ/mol)+ 3(-285,5 KJ/mol)] [(-84,7 KJ/mol) +0 ]H = -1559,82 KJ/mol(d) C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O (l) H = [2 (-393,5 KJ/mol)+ 3(-285,5 KJ/mol)] [(-277 KJ/mol) +0]H = 1367,52 KJ/mol

60. Calcular el calor de hidratacin del Na2SO4 (s) a partir de los calores integrales de solucin del Na2SO4 (s) y el Na2SO4. 10H2O (s) a dilucin infinita, los cuales son -0,56 Kcal y + 18,85 Kcal, respectivamente, las entalpias de hidratacin no pueden medirse directamente debido a la lentitud de la transformacin de la fase 1) Na2SO4 (s) = -0,56 Kcal2) Na2SO4. 10H2O (s)= + 18,85 KcalPuede expresarse como: (2) (1)H = + 18,85 Kcal -0,56 Kcal Hhidratacin = 18,29 Kcal 61. El calor integral de solucin de una mol de H2SO4 en n moles de agua, en caloras, se obtiene segn la ecuacin

Calcular el H para las siguientes reacciones: (a) solucin de una mol de H2SO4 en 5 moles de agua; (b) solucin de una mol de H2SO4 en 10 moles de agua; (c) solucin de una mol de H2SO4 en un gran exceso de agua, 100000 moles de agua por ejemplo; (d) adicin de un gran exceso de agua a la solucin de 10 moles de agua; (e) adicin de 5 moles de agua a la solucin que contiene 5 moles de agua.

(a) (b) (c) (d) (e)

62. Calcular las entalpias de reaccin a 25 , en soluciones acuosas diluidas de las siguientes reacciones (1) AgNO3 (aq) + KCl (aq) = AgCl (s)+ KNO3 (aq)(2) Zn (s) + 2HCl (aq) = ZnCl2 (aq) + H2 (g) DATOS 1AgNO3 (aq)= -100,5717 KJ/molKCl (aq)= -419,386 KJ/molAgCl (s) = -127,068 KJ/mol KNO3 (aq) = -459, 69 KJ/molAgNO3 (aq) + KCl (aq) AgCl (s) + KNO3 (aq)H = [(-127,068 KJ/mol) + (-459,69 KJ/mol)] - [(-100,5717 KJ/mol)+ (-419,386 KJ/mol) ]H = -66,8003 KJ/molDATOS 2 Zn (s) = 0HCl (aq) = -167,576 KJ/mol ZnCl2 (aq) = -483,347 KJ/molH2 (g) = 0 Zn (s) + 2HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g)H = [(-483,347 KJ/mol) + (0)] - [(0)+2 (-167,576 KJ/mol)] H = -315,771 KJ/mol63. Calcular la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un mol de CO2 desde 0 hasta 300 (a) a presin constante y (b) a volumen constante. Cp= 6, 40 + (10,2x) T - (35x)Cp= 6, 40 + (10,2x) (300-0) - (35x)Cp= 6,40 + 3,06 -0,315 = 9,145 cal/ mol

Cp-Cv=RCV= Cp RCv = 9,145 1,987Cv= 7,158 (a) a presin constante Q= Cp (T2-T1)Q= 9,145 cal/ mol (300 -0)Q= 2743,5 cal/mol (b) a volumen constanteQ= Cv (T2-T1)Q= 7,158 cal/ mol (300 -0)Q= 2147,4 cal/mol

64. Calcular el calor desprendido durante la reaccin H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) a 1023 K y a presin constante.H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) Capacidad Calorfica Productos:HCl= 6,7319 + 0,4325 X 103 + 3,697 X 1072HCl = 13, 4638 + 865 + 73,94 X 106 Capacidad Calorfica Reactivos: H2= 6,9469 0,1999 X 103 + 4,808 X 107Cl2 = 7,5755 + 2,4244 X 103 9,650 X107

Cp prod. = 13,4638 + 865 + 73, 94 X 106 Cp react = 14, 5224 + 2624, 3 48, 42 X 106Cp= -1, 0586 1759, 3 + 558, 14 X106

Cp= -1, 0586 1759, 3T + 558, 14 X106 T2

-44, 12 = + (-1, 0586 1759, 3T + 558, 14 X106 T2)-44, 12 = - 1, 0586 T - + -44, 12 = - 1, 0586 (298) - + -44, 12= 315,463 78116438, 6 + 4, 9235 X 1015-44, 12 = + 4, 9235 X 1015 = -44, 12 - 4, 9235 X 1015 = - 4, 9234 X 1015 Kcal.

65. Utilizando los datos de este captulo y el Cp del grafitoCp= 2.673 + 0.002617 T - Calcular AH para la siguiente reaccin a 600kH2O + C CO + H2 Capacidad Calorfica Productos:CO= 6,3424 + 1,8363 X 103 2,801 X 107H2 = 6, 9469 0,1999 X 103 + 4,808 X 107 Capacidad Calorfica Reactivos: H2O= 7,1873 + 2,3733 X 103 + 2,084 X 107C= 2,673 + 0,002617 -

Cp prod. = 13, 2893 + 1636, 4 T + 20, 07 X 106 T2Cp react = -116, 89 X 103 + 2, 37 X 103 T + 2,884 X 107 T2Cp= 116, 90 X 103 733, 6 T 8, 77 X 106 T2

Cp= -1, 0586 1759, 3T + 558, 14 X106 T2

30,929 = + 116, 90 X 103 733, 6 T 8, 77 X 106 T230,929 = + 116, 90 X 103 (298) - - 30,929= + 34, 84 X 106 32, 57 X 106 232, 09 X 101230,929 = 2, 3201 X 1014 = 30,929 + 2, 3201 X 1014 = 2, 3209 X 1014 Kcal.

66. Calcular la temperatura terica de la flama durante la combustin de etano con una cantidad estequiometria de oxgeno. El calor desprendido en la reaccin, se utiliza para calentar los productos, a la temperatura de la flama, suponiendo que la reaccin es completa y no se pierde calor por radiacin. La temperatura de la flama obtenida experimentalmente ser menor que este valor terico porque a temperaturas tan elevadas, los productos de la combustin se encuentran impurificados, y no constan de CO2 y de H2O exclusivamente, adems se presentan prdidas por radiacin.C2H6 + 7/2 O2 2 CO2 + 3 H2OCapacidad Calorfica Productos:CO2= 6,3957 + 0,1933 35,333H2O= 7,1873 + 2,3733 + 2,084Capacidad Calorfica Reactivos: C2H6= 1,375 + 41,852 138, 27O2 = 6, 0954 + 3,2533 10,171

Cp prods. = 13,583 + 14, 5667 T 33,249T2Cp react = 7, 4704+ 45, 1053 T -148,441T2Cp= 6, 1126 30, 5386 T +115,192T2

67. Calcular el cambio de entalpa para la disociacin del N2 (g) a 25utilizando los valores de la tabla 2.3. Explicar porque es diferente este resultado del indicado en la tabla 2.4.N2 2N

68. Calcular el cambio de entalpa a 25 para la reaccin, en solucin acuosa diluida, entre el AgNO3 y el NaCl.

AgNO3 (s) + NaCl (s) NaNO3 + AgCl