Ejercicios resueltos - SpainData

Con frecuencia, antes de sumar las reacciones para obtener la buscada, alguna de las reaccionesse multiplica por un coeficiente, incluida la entalpía, y se invierte el sentido de otra cambiando el signo ala entalpía.Las reacciones de formación del CO 2 , H 2 O líquida y CH 3 CH 2 OH líquido son:C + O 2 → CO 2 ∆H o f = – 394 kJ · mol −1 ;1H 2 + O2 → H 2 O ∆H o f = − 286 kJ · mol −1 ;212 C + 3 H 2 + O2 → C 2 H 5 OH ∆H o f = − 278 kJ · mol −1 ;2Multiplicando la reacción de formación del CO 2 por 2, incluida su entalpía, la de formación delH 2 O (l) por 3, incluida su entalpía, e invirtiendo el sentido de la reacción de formación del CH 3 CH 2 OH,se cambia el signo de la entalpía, y sumándolas se obtiene la reacción de combustión del alcohol (ley deHess):2 C + 2 O 2 → 2 CO 2 ∆H o f = – 788 kJ · mol −1 ;33 H 2 + O2 → 3 H 2 O ∆H o f = − 858 kJ · mol −1 ;21C 2 H 5 OH → 2 C + 3 H 2 + O2 ∆H o f = 278 kJ · mol −1 ;2C 2 H 5 OH + 3 O 2 → 2 CO 2 + 3 H 2 O ∆H o c = − 1.368 kJ · mol −1 .b) Para obtener la energía desprendida (signo menos) en la combustión de 1 kg de etanol hay quemultiplicar la masa por los correspondientes factores de conversión, fracciones de equivalencia:1000 g C2H 5OH1 mol C2H 5OH−1368kJ1 kg C2H 5OH⋅⋅⋅= 29739,13 kJ.1 kg C H OH 46 g C H OH 1 mol C H OH2525Resultado: a) ∆H o c = − 1368 kJ · mol −1 ; b) Q = 29739,13 kJ.PROBLEMA 2.- El ácido hipocloroso, HClO, es un ácido débil cuya constante de ionización enagua es K a = 3 · 10 −8 . Si se añaden 26,25 g de ácido hipocloroso en la cantidad de agua necesariapara obtener 500 mL de disolución, calcula:a) El grado de disociación.b) El pH de la disolución resultante.DATOS: A r (Cl) = 35,5 u; A r (O) = 16 u; A r (H) = 1 u.Solución:M (HClO) = 52,5 g · mol −1 .a gramos 25,25 g−1n moles M ( HClO)52,5 g ⋅ mola) La concentración de la disolución es: M = === 1 M.V litros V0,5 LSiendo α el grado de disociación del HClO, las concentraciones al inicio y en el equilibrio son:HClO + H 2 O ⇆ ClO − + H 3 O + .Concentración inicial: 1 0 0Concentración en el equilibrio: 1 · (1 − α) 1 · α 1 · αy llevando estos valores a la constante de acidez del HClO, despreciando α en el denominador por sermuy pequeño frente a 1, y operando:− +[ ClO ] ⋅[ H O ][ HClO]23−8α−8−4K a = ⇒ 3⋅10= ⇒ α = 3⋅10= 1,73 ⋅10= 1,73 · 10 −2 %.1−αb) La concentración de H 3 O + es: [H 3 O + ] = 1,73 · 10 −4 M, y el pH de la disolución es:pH = − log 1,73 · 10 −4 = 4 − log 1,73 = 4 – 0,24 = 3,76.25Resultado: a) α = 1,73 · 10 −2 %; b) pH = 3,76.