miércoles, 3 de noviembre de 2021

11. Ley de Hess | 🔥 Termoquímica | Joseleg

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La entalpía o calor de reacción es básicamente un tipo de energía, y como toda energía está sujeta a la ley de la conservación de la energía, que es la suma ponderada de los aportes energéticos de los componentes de un sistema. Por ende, es posible calcular el ∆H para una reacción a partir de los valores tabulados de ∆H de otras reacciones más simples, o que en una suma lógica permite deducir la reacción problema. Por lo tanto, no es necesario realizar mediciones calorimétricas para todas las reacciones.

Debido a que la entalpía es una función de estado, el cambio de entalpía total, ∆H, asociado con cualquier proceso químico depende solo de la cantidad de materia que sufre cambios y de la naturaleza del estado inicial de los reactivos y el estado final de los productos. Esto significa que, si una reacción particular se lleva a cabo en un paso o en una serie de pasos r, la suma de los cambios de entalpía asociados con los pasos individuales ∑∆Hr debe ser la misma que el cambio de entalpía asociado con el proceso de un paso ∆H.

Todos los tipos de entalpía de reacción que hemos visto hasta ahora son susceptibles de ser modeladas mediante la ley Hess, en consecuencia, podemos tener enunciados para la entalpía de la reacción (Ecuación 11.1) y para la entalpía estándar de la reacción (ecuación 11.2)

Las entalpías de reacción son ponderables e invertibles, esto quiere decir que:

👉 si la cantidad de sustancia de un reactivo o producto en la reacción clave es n veces la presente en la reacción indirecta, toda la reacción indirecta incluida su entalpía se multiplica n veces.

👉 si un producto de la reacción problema se encuentra en los reactivos de las reacciones indirectas, invertimos la posición de reactivos y productos en la reacción indirecta y multiplicamos por -1 la entalpía de la reacción.

👉Enunciado: Calcule la entalpía estándar de formación de acetileno (C2H2) a partir de sus elementos: 2C (grafito) + H2 (g) → C2H2 (g). Las ecuaciones para cada paso y los cambios de entalpía correspondientes son  (a) C (grafito) + O2 ( g) → CO2 (g) ∆H0 = -393.5 kJ/mol (b) H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) ∆H0 = -285.8 kJ / mol (c) 2C2H2 (g) + 5O2 (g) → 4CO2 (g) + 2H2O (l) ∆H0 = -2598.8 kJ / mol. Pulse aquí.

👉Enunciado: Calcule la entalpía estándar de formación del disulfuro de carbono (CS2). (a) C (grafito) + O2 ( g) → CO2 (g) ∆H0 = -393.5 kJ/mol (b) S (rómbico) + O2 (g) → SO2 (g) ∆H0 = -296.4 kJ / mol (c) CS2 (l) + 3O2 (g) → CO2 (g) + 2SO2 (g) ∆H0 = -1073.6 kJ / mol // Pulse aquí.

👉Enunciado: A partir de estos datos, S(rómbico) + O2(g) → SO2(g) ∆H°rxn = -296.06 kJ/mol y S(monoclínico) + O2(g) + SO2(g) ∆H°rxn = -296.36 kJ/mol; calcule el cambio de entalpía para la transformación S(rómbica) → S(monoclínica); (Monoclínica y rómbica son formas alotrópicas diferentes de azufre elemental) // Pulse aquí.

👉Enunciado: A partir de los siguientes datos, C(grafito) + O2(g) → CO2(g) ∆H°rxn = -393.5 kJ/mol;  H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) ∆H°rxn = -285.8 kJ /mol; 2C2H6(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 6H2O(l) ∆H°rxn = -3119.6 kJ/mol; calcule el cambio de entalpía para la reacción 2C(grafito) + 3H2(g) → C2H6(g) // Pulse aquí

👉Enunciado: De los siguientes calores de combustión, CH3OH(l) + 3/2O2(g)  → CO2(g) + 2H2O(l) ∆H°rxn = -726.4 kJ/mol;  C(grafito) + O2(g) → CO2(g) ∆H°rxn = -393.5 kJ/mol; H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ∆H°rxn = -285.8 kJ/mol; calcule la entalpía de formación del metanol (CH3OH) a partir de sus elementos: C(grafito ) + 2H2(g) + ½O2(g) → CH3OH(l) // pulse aquí

👉Enunciado: Calcule el cambio de entalpía estándar para la reacción 2Al(s) + Fe2O3(s) 2Fe(s) + Al2O3(s) dado que 2Al(s) + 3/2O2(g) Al2O3(s) ∆H°rxn = -1669.8 kJ/mol; 2Fe(s) + 3/2O2(g) Fe2O3(s) ∆H°rxn = -822.2 kJ/mol // pulse aquí

En algunas ocasiones, algún coeficiente de un reactivo o producto se calcula indirectamente a través de los coeficientes de las reacciones involucradas,

si el valor anterior es positivo significa que el número estequiométrico quedó del lado de los reactivos; por el contrario, si es un valor negativo significa que es un número o kilométrico que va del lado de los productos. Otro alternativo sería realizar la suma de las ecuaciones químicas completas pero en este caso estaríamos sumando los coeficientes de todas las sustancias, incluso de aquellas de las cuales ya conocemos sus valores, porque los ajustamos manualmente al hacer el cálculo de la entalpía estándar o entalpía de la reacción.


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