Examen 1Ev2009P1-M2004B2

Si se dispone de naftaleno sólido ( C10H8 ) como combustible:
a) Calcula la entalpía de la reacción de combustión
b) Calcula la energía que se desprenderá al quemar 100g de naftaleno
c) Calcula el calor desprendido, a volumen constante, cuando se queman 100g de naftaleno a 298K
d) Calcula el volumen que ocupará el dióxido de carbono desprendido de la combustión de los 100g de naftaleno si se recoge a 25ºC y 1,20atm de presión.

Datos: ΔHfº(naftaleno)=-58,6kJ/mol;ΔHfº(dióxido de carbono)=-393,6kJ/mol; ΔHfº(agua)=-284,7kJ/mol; R=0,082atm.L/K.mol=8,31J/K.mol; H=1; C=12; O=16

Solución:

a)Escribimos la reacción de combustión ajustada. Cuando se quema un compuesto orgánico, como productos, siempre se obtienen dióxido de carbono y agua:

C10H8 (s) + 12O2(g ) → 10CO2 (g) + 4H2O (l )

La entalpía de la reacción la podemos calcular como:
ΔHR = ΣΔHp +ΣΔHr=10.ΔH(CO2) + 4.ΔH(H2O – ΔH(C10H8) – 12ΔH(O2)= 10(-393,6) + 4(-284,7) – (-58,6) – 12.(0) = -5016,2kJ
ΔHR =-5016,2kJ

b) La entalpía calculada en el apartado anterior corresponde a la reacción de combustión de 1mol de naftaleno ( PM(naftaleno)=128g/mol ), es decir, la combustión de 128g.

Si 128g de naftaleno → -5016,2kJ
100g → x = -3918,9kJ
Como nos piden el calor desprendido y sabemos que ΔH=-Qentorno → Q=+3918,9kJ

c) El calor desprendido a volumen constante está realcionado con ΔU de la reacción, de manera que: ΔU=Qsistema(V=cte)=-Qentorno(V=cte)
Para calcular ΔU utilizamos la expresión: ΔH=ΔU + p.ΔV=ΔU + Δn.R.T
IMPORTANTE: Δn solo tiene que tener encuenta los moles gaseosos puesto que son los que suponen una variación apreciable de volumen en la reacción: Δn=10-12=-2
ΔU=ΔH-ΔnRT= -5016,2kJ – (-2).8,31.10-3.298 =-5011,25kJ
Esta sería la variación de energía interna para la reacción que hemos ajustado, es decir para 1mol de naftaleno. Para 100g:
1mol → -5011,25kJ
100/128moles → -3915,04kJ
Como nos piden el calor desprendido: Qentorno=+3915,04KJ

d) Se trata de un cálculo estequiométrico.
n(naftaleno)=100/128=0,78moles
Si 1mol de naftaleno produce 10moles de dióxido de carbono
0,78moles producirán 7,8moles de dióxido de carbono.
Utilizando la ecuación de los gases ideales: pV=nRT; V=nRT/P=7,8.0,082.298/1,2=158,83L

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2 thoughts on “Examen 1Ev2009P1-M2004B2

  1. Si utilizas el dato obtenido en el apartado b), entonces debes poner la variación de moles gaseosos cuando se reaccionan 100g ( que no coincide con tus coeficientes estequiométricos ), por eso creo que es mejor calcularlo para mi ajuste estequiométrico y luego hacer una regla de 3 para calcular lo que corresponde al número de moles que son 100g