¡Descarga Ejercicios Termoquimica y más Ejercicios en PDF de Química solo en Docsity!
NOMBRE: CRISTIAN GORDILLO
NRC: 3027
ÁREA DE CONOCIMIENTO: QUÍMICA
Realizar los ejercicios propuestos sobre termoquímica del libro de Escobar pag 218-220 asi
como también los de la Química de Schaum sobre capacidad calorífica y calorimetría pag 107-
- Los ejercicios presentar en fomato pdf y se haran exposiciones de los ejercicios
correspondientes en base al número de lista, las exposiciones seran presentadas entre el viernes
6 de agosto y lunes 9 de agosto del 2021.
1. Cuántas calorías se necesitan para calentar desde 15 C hasta 65 C, las siguientes
sustancias: a) 1 g de H 2 O; b) 20 g de platino. Resp. a) 50 cal; b) 32 cal
AGUA:
PLATINO:
2
𝑜
𝑜
2
𝑜
𝑜
𝑜
𝑜
𝑄 = 32 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎𝑠
2. La combustión de 5 g de coque eleva la temperatura de un litro de agua desde
10 C hasta 47 C. Calcular el poder calorífico del coque en kcal/g. Resp. 7,
kcal/g
1 𝐿 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1000 𝑚𝑙 = 1000 𝑔
𝑄 = 𝐶
𝑒
. 𝑚. ∆𝑇
𝑄 = 1.
𝑐𝑎𝑙
𝑔 º𝐶
. 1000g. (47 – 10) ºC
𝑄 = 3700 𝑐𝑎𝑙
=
37000 𝑐𝑎𝑙
5 𝑔
= 7400
𝑐𝑎𝑙
𝑔
3. El calor de combustión del etano gas, C2H6, es de 373 kcal/mol. Suponiendo que sea
utilizable el 60% del calor, cuántos litros de etano, medidos en condiciones normales,
tienen que ser quemados para suministrar el calor suficiente para elevar la temperatura
de 50 kg de agua a 10 C a vapor a 100 C.
Resp. 3 150 litros
Datos:
60% calor utilizable
V( litros ) C2H6 =?
Medidos en condiciones normales = 50 Kg
T1 = 10 ºC a T2 = 100 ºC vapor
Para resolver el ejercicio se procede a calcular primero el calor requerido para convertir los 50
Kg de agua en vapor y luego el volumen de etano, de la siguiente manera
Q = 131660 KJ
Si 1 mol de etano son 22.4 litros en CN y que ΔH = Qp :
El calor requerido es :
𝑄𝑝 =
*
= 1559.14 KJ/mol
Q= 0,6 *
| ΔH comb |
∗ 𝑉
5. Se ha determinado que la capacidad calorífica de un elemento es de 0,0276 cal/g°C. Por
otra parte, 114,79 g de un cloruro de este elemento contiene 79,34 g del elemento metálico.
Determinar el peso atómico exacto del elemento. Resp. 238
Datos:
Cp= 0,0276 cal/g°C
114,79 = Cl metalico
79,34 = Metal
Desarrollo
- Se calcula con la ley de Dulong-Petit
(Peso atómico aproximado) (cp) = 6,
Pa= 6,4 = 231,
CIM= 114,79 g
Cl= 79,34g
Cl= (114,79 – 79,34)= 35,45g
79,34 gM 35,45 Cl
x 35,45g (1eq-g)
X= 79,34 eq – g del metal
- Estado de oxidación (metal)
E.O=
E.O= = 2,92 = 3
0,0276 cal/g°c
P. atómico
Eq – g (metal)
79,
231,
- Peso atómico exacto (metal)
PA exacto = eq – g. E.O
PA exacto = 79,34. 3
PA exacto = 238,
6 La capacidad calorífica de un elemento sólido es de 0,0442 cal/g C. Un sulfato de este
elemento una vez purificado, se ha determinado que contiene 42,2% en peso del mismo.
Determinar a) el peso atómico exacto del elemento y b) la fórmula del sulfato. Resp. a)
140,3; b) Ce(SO4)
Peso Atomico
Cp=Q/AT
CPP.Aprox=6.*
P.aprox = 6.3 / Cp
=6.3/0.0442 = 142.
Peso Equivalente
57,8 42,
48 X
X= 48 * 42,2 / 57,8= 35,
Valencia Aproximado
Cerio peso.Aproximado=140,
V,Aprox = 142,53/35,04=4 Formula Solucion=Ce(SO4)^
P Exacto
P.EquivValencia* 35,04*4=140,
Calor especifico hielo=0.50 cal/g°C
Calor especifico agua=1.00 cal/g°C
Calor de función del agua=80 cal/g
Q
ganado
+Q
perdido=
Agua Hielo
𝑚 = 78. 125 𝑔 (𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑜)
Q
ganado
Q
perdido
Hielo
A 0°C
(Xg)
Agua
A 25°C
(250g)
Q
ganado
=Q
perdido
𝑚
𝐻 20
(𝑒𝐻 20 ∗
( 𝑇𝑖 − 𝑇𝑓
) = 𝑥
𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛
∗ 𝑚
ℎ𝑖𝑒𝑙𝑜
250 ∗ 1
( 25 − 0
) = 80 ∗ 𝑥
𝑥 = 78 , 125 𝑔
Calor especifico del agua
Calor latente de función
𝑥
𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛
= 80 𝑐𝑎𝑙/𝑔
- 212,8 = [-230,74] - [ ∆ Hf CH 4
]
17,94 = - ∆ Hf CH
4
∆ Hf CH
4
= 17,94 Kcal/mol
14. Calcular la entalpía para la reducción del dióxido de carbono con hidrógeno a monóxido
de carbono y agua líquida: 𝑪𝑶
𝟐(𝒈)
𝟐(𝒈)
→ 𝑪𝑶
(𝒈)
𝟐
𝑶(𝑰) , usando el
calor de formación del 𝑯
𝟐
𝑶(𝑰) igual a – 68,
𝑲𝒄𝒂𝒍
𝒎𝒐𝒍
, y el calor de combustión del 𝑪𝑶
(𝒈)
de – 67,
𝑲𝒄𝒂𝒍
𝒎𝒐𝒍
. Resp. – 0,7 kcal ó – 2,93 kj
𝐶𝑂
→ 𝐶𝑂
𝑂(𝐼)
∆Hr=? (Entalpía)
𝐶𝑂
= − 94 , 05
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
𝐻
𝑂(𝐼) = − 68 , 3
𝐶𝑂
= – 67,
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
[
(𝑔)
2
)]
[
2 (𝑔)
2 (𝑔)
]
∆𝐻𝑟 = [ – 67,
] − [− 94 , 05
+ 0 ]
𝑘𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
R1 𝐹𝑒
𝑂
→ 2 𝐹𝑒𝑂
; ∆𝐻 = − 2 , 93 𝑘𝐽
R2 𝐹𝑒
→ 2 𝐹𝑒𝑂
+C𝑂
; ∆𝐻 = 11 , 29 𝑘𝐽
𝐹𝑒
𝑂
→ 2 𝐹𝑒
;
18 El calor de combustión del acetileno gas, C2H2, es 312000 cal/mol, cuántos litros de
dióxido de carbono en condiciones normales se desprenden por cada kilocaloría liberada.
Resp. 0,144 litros
→ 2 𝐹𝑒
) ; ∆𝐻 = − 11 , 29 ∗ 2 𝑘𝐽
R1 𝐹𝑒
𝑂
→ 2 𝐹𝑒𝑂
; ∆𝐻 = − 2 , 93 𝑘𝐽
𝐹𝑒
𝑂
→ 2 𝐹𝑒
;
∆𝐻 = − 11 , 29 ∗ 2 𝑘𝐽 + (− 2 , 93 )kJ
∆𝐻 = - 25,52kJ
Química de Schaum sobre capacidad calorífica y calorimetría pag 107- 108
7.19. ¿Cuántas calorías se requieren para calentar desde 15°C hasta 65°C lo
siguiente? a) 1.0 g de agua; b) 5.0 g de vidrio Pyrex®; c) 20 g de platino. (El calor
específico del vidrio es 0.20 cal/g · K y el del platino es 0.032 cal/g · K.)
Resp. a) 50 cal; b) 50 cal; c) 32 cal
Datos
Q = ¿?
To = 15 ºC
Tf = 65 ºC
m H
2
O
= 1. 0 gramos
Ce
H 2
𝑂
M
vidrio
= 5. 0 gramos
Ce
vidrio
m
platino
= 20 gramos
Ce platino
Resolución
a) m
H 2
O
= 1. 0 gramos
Ce
H
2O
To = 15 ºC
Tf = 65 ºC
Formula del calor Q:
𝐻
2
𝑂
𝐻
2
𝑂
𝑯
𝟐
𝑶
b) m
vidrio
= 5. 0 gramos
Ce
vidrio
To = 15 ºC
Tf = 65 ºC
Formula del calor Q:
𝑣𝑖𝑑𝑟𝑖𝑜
𝑣𝑖𝑑𝑟𝑖𝑜
𝑣𝑖𝑑𝑟𝑖𝑜
𝒗𝒊𝒅𝒓𝒊𝒐
c) m
platino
= 20 gramos
Ce
platino
To = 15 ºC
Tf = 65 ºC
Formula del calor Q:
𝑝𝑙𝑎𝑡𝑖𝑛𝑜
𝑝𝑙𝑎𝑡𝑖𝑛𝑜
𝑝𝑙𝑎𝑡𝑖𝑛𝑜
𝒑𝒍𝒂𝒕𝒊𝒏𝒐
7.20. Es muy importante poder hacer la conversión de calorías a joules y viceversa.
Exprese los resultados del problema 7.19 en joules y en kJ. Resp. (a y b) 209.2 J y
0.2092 kJ; c) 133.9 J y 0.1339 kJ
Cp del agua en KJ es igual= 4,186 KJ/Kg
Entonces:
3977,678 KJ=𝑚 ∗
4 , 186 𝐾𝐽
𝐾𝑔
∗ ( 95 − 15 )𝐾 𝑁𝑜𝑡𝑎 ∆𝐾 = ∆℃
𝑚 =
3977 , 678
4 , 168 ∗ 80
= 12 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝐻
2
𝑂
7.23: El calor de combustión del etano gaseoso, C2H6, es 1 561 kJ/mol. Suponiendo que
se aprovecha 60% de ese calor, ¿cuántos litros de etano (en condiciones normales) se
deben quemar para obtener calor suficiente para convertir 50 kg de agua a 10°C en vapor
a 100°C? Resp. 3 150 L
DATOS:
Qp = 1561 KJ/mol
60% calor utilizable
¿V (litros) C2H6 =?
Medidos en condiciones normales.
m agua = 50 Kg
T1 = 10 ºC
a T2 = 100 ºC vapor
SOLUCIÓN:
Q = m * CH2O *ΔT + m *ΔΔH vaporización
Q = 50 Kg * 4.18 KJ/Kg*ºC (100ºC - 10ºC) + 50 Kg * 2257 KJ/Kg
Q = 131660 KJ
Si 1 mol de etano son 22.4 litros en CNPT y que ΔH = Qp :
El calor requerido es:
Q= 0.6 * I ΔΔH comb I * V
------------------------ Formula
22.4 L
Se despeja el Volumen V:
V = (Q * 22.4 L)/(0.6 * I ΔHcomb I )
V = (131660 KJ * 22.4 L) / (0.6* 1559.14 KJ/mol)
V = 3 150 L etano.
7.24 Se va a identificar una sustancia de naturaleza metálica y una de las pistas
para identificarla es su capacidad calorífica. Un trozo del metal que pesó 150 g
necesitó 38.5 cal para aumentar su temperatura de 22.8°C a 26.4°C. Calcule la
capacidad
calorífica específica del metal y determine si corresponde con la aleación, cuya
capacidad calorífica específica es 0.
cal/g · K.
Resp. Sí, es la misma aleación de acuerdo con su capacidad calorífica; coincide con
0.0713 cal/g · K.
DATOS:
- m metal = 150 g
- Q = 38.5 cal
• T1 = 22.8 ºC
• T2 = 26.4 ºC
7.25 Se refinó un mineral y se cree que el metal obtenido es oro. Una prueba para
saberlo es determinar el calor específico del metal y compararlo con el del oro,
permitiendo una tolerancia de 2% (de más o de menos). La cantidad de calor
necesario para elevar la temperatura de 25.0 gramos del metal, desde 10.0°C hasta
23.6°C, fue 10.78 cal. El calor específico del oro es 0.0314 cal/g°C
∆𝑇 × 𝑚
( 23 ,6℃ − 10℃) × 25 𝑔
( 23 ,6℃ − 10℃) × 25 𝑔
c = 0 , 31705
𝑐𝑎𝑙
𝑔℃
Datos
m: 35.4g
m2: 50 ml
cp: 1 cal/g°c
cp2:?
Tfinal: 26,50°C
Tinicial: 24,73°C
Tinicial2: 91,50°C
Qg=-Qc
m x Cp x [Tfinal - Tinicial] = - m x Cp x [Tfinal - Tinicial ]
50,0 x 1 x [ 26,50-24,73] = - 35,4g x Cp x [26,50-91,50]
88,5 = 2301 x Cp
Cp = 88,5/
Cp = 0,03846 Cal/ g°C
Resp. El calor específico de la muestra es 0.03846 cal/g°C. Los calores específicos difieren
en 0.00824 cal/g°C. Una interpretación es que la bala obtenida tiene un calor específico
31% mayor que la bala disparada y ello tendería a eliminar la semejanza sospechada
h cal/g. K => Btu/lb. °F
1Kg= 1000 g
1Kg= 2,2 Lb
1 Kilocaloría= 1000 calorías
1 Kilocaloría= 3.9683 Btu
h
𝐾
=
1,
K
Desarrollo:
El calor rechazado por el cobre:
El calor absorbido por el agua:
7.32. ¿Cuánto calor se requiere para que 10 g de hielo a 0°C se conviertan en vapor a
100°C? El calor de evaporación del agua a 100°C es 540 cal/g (2 259 J/g). Resp. 7.2 kcal o
bien 30 kJ
Datos
Hfusión = 80cal/g
C(agua)= 1cal/g0c
Hevaporación = 540 cal/g
m = 10g
ti = 0°C
tf = 100°C
Datos:
m de H 2
O a 20°C
34 g de un trozo de cobre → cp. 0.0924 cal/g
T° final : 25°C T° inicial: 98°C
Por conservación de la energía el calor rechazado por el
cobre es el mismo calor ganado por el agua:
