<strong>16</strong>.25 Las mezc<strong>las</strong> <strong>de</strong> perclorato <strong>de</strong> potasio y polvo fino <strong>de</strong> aluminio (o magnesio) producen una intensa llamaradao f<strong>las</strong>h <strong>de</strong> luz blanca y se utilizan en la producción <strong>de</strong> efectos especiales en los conciertos <strong>de</strong> rock.La ecuación <strong>de</strong> la reacción, fuertemente exotérmica, que da lugar al f<strong>las</strong>h es:3 KClO 4 (s) 8 Al (s) → 3 KCl (s) 4 Al 2 O 3 (s) 6715 kJa) ¿Cuánto vale la entalpía <strong>de</strong> dicha reacción?b) Calcula qué cantidad <strong>de</strong> calor se <strong>de</strong>spren<strong>de</strong> por cada gramo <strong>de</strong> aluminio que se quema.a) En un proceso a presión constante, la entalpía <strong>de</strong> reacción es igual al calor intercambiado con el entorno:H Q p 6715 kJEl signo es negativo, ya que el calor se <strong>de</strong>spren<strong>de</strong> en el transcurso <strong>de</strong> la reacción.b) Utilizando la entalpía <strong>de</strong> reacción como factor <strong>de</strong> conversión <strong>de</strong> masa consumida <strong>de</strong> un reactivo a cantidad<strong>de</strong> calor <strong>de</strong>sprendido en la reacción, obtenemos:1 (molAl)6715(kJ)Q 1,000 (g Al) 31,11 kJ2 6,98( g Al)8 ( molAl)<strong>16</strong>.26 El cerebro humano es un órgano energéticamente muy exigente que utiliza como combustible únicamenteglucosa. Aunque su masa es solo un 2 % <strong>de</strong> la masa corporal total, consume el 20 % <strong>de</strong> su energía.Calcula la masa <strong>de</strong> glucosa que necesita quemar diariamente una persona cuyo gasto metabólico total es<strong>de</strong> 2100 kcal día 1 , para satisfacer la <strong>de</strong>manda <strong>de</strong> su cerebro.C 6 H 12 O 6 (s) 6 O 2 (g) → 6 CO 2 (g) 6 H 2 O (l)H 2808 kJPrimero calculamos el gasto metabólico diario, expresado en kJ, <strong>de</strong>l cerebro humano:Q 21 00 (1 (d kcal)ía) 4 ,18( kJ)201 1755,6 kJ( kcal)1 00Ahora, utilizamos el valor <strong>de</strong> H como factor <strong>de</strong> conversión <strong>de</strong> energía <strong>de</strong>sprendida en la reacción a masa consumida<strong>de</strong> glucosa:1755,6 (kJ) 1(m ol6 H12O 6 ) 180,156 (mol C 6 H 12 O 6 ) 112,6 g C2808C ( kJ)6 H 12 O1 (mol C 66 H 12 O 6 )<strong>16</strong>.27 Los montañeros llevan bolsas que generan calor, para casos <strong>de</strong> emergencia. El proceso que tiene lugar es:CaCl 2 (s) H 2 O (l) → CaCl 2 (aq)H 82,8 kJSe mezclan 40,0 g <strong>de</strong> CaCl 2 con 100 mL <strong>de</strong> agua a 20,0C. Calcula la temperatura final suponiendo quetodo el calor <strong>de</strong>sprendido lo absorbe el agua. Datos: Calor específico <strong>de</strong>l agua: 4,18 Jg 1 C 1 . Densidad<strong>de</strong>l agua: 1 gmL 1 .Primero calculamos el calor <strong>de</strong>sprendido utilizando el valor <strong>de</strong> la entalpía <strong>de</strong> reacción como factor <strong>de</strong> conversión<strong>de</strong> masa (<strong>de</strong> reactivo consumido) a calor (<strong>de</strong>sprendido en el transcurso <strong>de</strong> la reacción):1 ( molCaClQ 40,0 (g CaCl 2 ) 2) 82,8(kJ) 29,8 kJ11 0, 98(g CaCl 2 ) 1( molCaCl 2 )La elevación <strong>de</strong> temperatura (T) se calcula mediante la ecuación:Q mc e T mc e (T f T 0 )Suponiendo que todo el calor <strong>de</strong>sprendido lo absorbe el agua, sustituimos los valores conocidos en esta ecuacióny <strong>de</strong>spejamos el valor <strong>de</strong> la temperatura final, T f :29800 (J) 100 (g) 4,18 (Jg 1 ) (T f 20) (C) ⇒ 29800 418 T f 8360T f 29800 8360 91,3 C418Solucionario 201
SolucionarioLEY DE HESS<strong>16</strong>.28 Utiliza la ley <strong>de</strong> Hess para completar el diagrama que se da a continuación:H∆H = <strong>16</strong>,02 kJ2NO 2 (g)1N 2 O 3 (g) + –– O 2 (g)2∆H∆H = 82,38 kJN 2 (g) + 2 O 2 (g)La ecuación <strong>de</strong> la reacción cuya H se <strong>de</strong>sconoce es:(c) N 2 (g) 2 O 2 (g) → 2 NO 2 (g) H cEsta ecuación se obtiene a partir <strong>de</strong> <strong>las</strong> dos ecuaciones cuyas entalpías <strong>de</strong> reacción son conocidas:(a) 2 NO 2 (g) → 2 N 2 O 3 (g) 1 2 O 2 (g) H a(b) N 2 (g) 2 O 2 (g) → N 2 O 3 1 2 O 2 (g) H bEn efecto, (c) (b) (a):(b) N 2 (g) 2 O 2 (g) → N 2 O 3 1 2 O 2 (g) H b(a) 2 N 2 O 3 (g) 1 2 O 2 (g) → 2 NO 2 (g) H a(c) (b) (a) N 2 (g) 2 O 2 (g) → 2 NO 2 (g) H c H b H aAplicando la ley <strong>de</strong> Hess:(c) (b) (a) ⇒ H c H b H a 82,38 (kJ) <strong>16</strong>,02 (kJ) 66,36 kJ<strong>16</strong>.29 Calcula la entalpía correspondiente a la vaporización <strong>de</strong>l tetracloruro <strong>de</strong> estaño líquido, en J por gramo, apartir <strong>de</strong> <strong>las</strong> siguientes ecuaciones termoquímicas:1) Sn (s) 2 Cl 2 (g) → SnCl 4 (l) H 130,3 kcal2) Sn (s) 2 Cl 2 (g) → SnCl 4 (g) H 83,6 kcal0La ecuación <strong>de</strong> la reacción <strong>de</strong> vaporización <strong>de</strong>l SnCl 4 es:(3) SnCl 4 (l) → SnCl 4 (g) H 3Esta ecuación pue<strong>de</strong> obtenerse a partir <strong>de</strong> <strong>las</strong> dos ecuaciones dadas como: (3) (2) (1)(2) Sn (s) 2 Cl 2 (g) → SnCl 4 (g) H 2(1) SnCl 4 (l) → Sn (s) 2 Cl 2 (g) H 1(3) (2) (1) SnCl 4 (l) → SnCl 4 (g) H 3 H 2 H 1Aplicando la ley <strong>de</strong> Hess:(3) (2) (1) ⇒ H 3 H 2 H 1 83,6 (130,3) 46,4 kcal mol 1Dado el signo <strong>de</strong> H 3 , la vaporización viene acompañada <strong>de</strong> absorción <strong>de</strong> calor. El valor en Jg 1 :46,4(kcal) 1 000(1 ( molSnCl 4 ) 1 ( kc cal)al) 4 ,18( J)1 ( molSnCl4)1 744,5 Jg( cal)26 0, 51(g SnCl 4 )1 (SnCl 4 )202 Solucionario