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Trabajo Practico 10. Termodinamica y termoquimica.

 

Ejercicios interactivos

 

Laboratorio

1)Expresar en Joule:

a)100 lt.atm

b)100 cal.

 

Para realizar este ejercicio sólo hace falta el factor de conversión.

R= 8,31 J/mol ºK = 1,98 cal /mol ºK

 

 

2) ¿Cuál es la cantidad de calor necesaria para obtener 1 Kg de CaC2?

 

                                CaO  +   3 C           CaC2   +   CO

                               1 mol     3 moles     1 mol       1 mol

 ∆Hº formacion          -152        0             -15          -26,4

En  Kcal/mol 

 

∆Hº reacción= ∆Hº prod - ∆Hº react= (-15-26,4)-(-152)= 110 Kcal para la reacción.

 

Nro de moles en  1kg de CaC2= 1000 g/64,1 g/mol= 15,6 moles

 

Calor necesario: para obtener 1 mol de CaC2………110 Kcal .

                        Para    15,6 moles……………… 1816 Kcal.

 

3)Hallar el  ∆H º de la reaccion empleando la ley de Hess

 

 

C + 2H2      CH4

 

Conociendo                                          ΔHº (kJ/mol)

       C + O2Þ CO2                                     -393

 

  2 x   (H2 + ½O2 Þ  H20                            -286)

 

  - (CH4 + 202         CO2 + 2 H2O )             -890

___________________________________________

 C    +    2 H2   --à  CH4                    -75 

 

4) Utilizando los datos de la tabla de entalpias de formación, calcular  el  ∆Hº reaccion para:

 

b)CaO + H2O            Ca(OH)2    ∆H º reaccion??

-635       -285            - 986    ( datos de H° en kJ/mol)

 

∆Hº reaccion= ∆Hº prod -  react= -986 –(-635-285)=66 kJ/mol

 

 

5)La capacidad calorífica molar (C), es la cantidad de calor que se requiere para elevar en un grado (1°C o 1°K) la temperatura de un mol de sustancia.

Dada que el calor no es función de estado, el valor de C varia si la transformación se realiza a volumen constante o a presión constante:

 

 

Cv= dQv/dT= dU/dT,            Cp= dQp/dT= dH/dT

 

De tal forma que la ley de Hess a T distinta de Tref (298°K), se escribe:

 

    Hreaccion =    ( H° + n Cp  T) - ( H° + n Cp  T)

                          Productos                 reactivos

 

 

A partir de los datos de la tabla de capacidades caloríficas , calcular el Δ H de la reacción a 500 °C para:

  CaO    +    H2O ---à    Ca(OH)2

-635           -285            -986      datos de H° en kJ/mol (se multiplican por 1000

                                                 Para pasar a Joule)

 

42                75             87          datos de Cp en J/mol ºK

 

Por lo tanto

T= (773 ºK -298ºK)= (500ºC -25ºC)= 475 º

 

    Hreaccion =    ( H° + n Cp  T) - ( H° + n Cp  T)

                          Productos                 reactivos

 

  [-986.000 + 1. 87 (475)]   - [( -635.000 +1.42.(475)) + (-285.000+1. 75.(475)]=

 

=    Hreaccion a 500º C

 

 

 

6) La 1er ley de la termodinamica dice que:

a)    el calor se conserva.

b)    La energia se conserva.

c)    La entalpia es una funcion de estado.

 

 

 

7)Decir si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos, y justificar en todos los casos:

a)La ley de Hess dice que el calor es una funcion de estado.No, ya que el calor depende del camino recorrido.Son funciones de estado la energia interna y la entalpia.Hess dice que el cambio de entalpía en una reacción química es independiente del camino, sólo depende de los estados inicial y final.

 

b)El calor de reaccion puede medirse utilizando un calorimetro, siempre que la reaccion sea rapida, y no haya reacciones paralelas ni secundarias.

Verdadero, puede medirse en esas condiciones. Siempre puede calcularse la entalpía.

 

c)Cuando no puede medirse el calor de reaccion, puede calcularse, ya que el calor es una funcion de estado.Falso, la entalpia es una funcion de estado.

 

d)La ley de Lavoisier de la termoquimica dice que el calor de reaccion debe medirse a volumen constante.Falso,dice que la cantidad de calor necesaria para descomponer una sustancia es igual a la que se desprende durante su formación,por combinación de sus elementos.