3 QUIMICA Schaum

110 CAPÍTULO 7 TERMOQUÍMICA
7.53. La siguiente reacción se puede invertir:
Na 2 SO 4· 10H 2 O → Na 2 SO 4 + 10H 2 OH =+18.8kcal
La reacción procede totalmente hacia la derecha a temperaturas mayores de 32.4°C y permanece totalmente hacia la izquierda
abajo de esta temperatura. Se ha usado tal sistema en algunas viviendas con energía solar para calentarlas por la noche
con la energía absorbida de la radiación solar durante el día. ¿Cuántos pies cúbicos de gas combustible podrían ahorrarse
durante la noche, invirtiendo la deshidratación de una carga fija de 100 lb de Na 2 SO 4 · 10H 2 O? Suponga que el poder
calorífico del gas es 2 000 Btu/pie 3 .
Resp. 5.3 pies 3
7.54. Se produce gran cantidad de calor cuando se quema la pólvora. Se puede obtener pólvora a partir de carbón vegetal (carbono),
KClO 4 , y azufre. De acuerdo con las reacciones siguientes, calcule la cantidad de energía emitida cuando se quema
1 mol de pólvora, suponiendo que se obtiene 1 mol de pólvora con la adición de 1 mol de cada una de las sustancias que se
adicionan.
Sugerencias: i) Balancee las ecuaciones; las fracciones son válidas; ii) el O 2 puede proceder del aire.
Carbón vegetal C + O 2 → CO; Azufre S + O 2 → SO 2
y CO + O 2 → CO 2 y SO 2 + O 2 → SO 3
Al calentar, KClO 4 → KCl + O 2
Resp. −189.5 kcal o −792.6 kJ
7.55. Un criterio importante de conveniencia de reacciones de combustión para cohetes es el poder calorífico, en kilojoules, ya
sea por gramo de reactivo o por centímetro cúbico de reactivo. Calcule esas dos cantidades para cada una de las reacciones
siguientes:
a) N 2 H 4 (l) + 2H 2 O 2 (l) → N 2 (g) + 4H 2 O(g)
b) 2LiBH 4 (s) + KClO 4 (s) → Li 2 O(s) + B 2 O 3 (s) + KCl(s) + 4H 2 (g)
c) 6LiAlH 4 (s) + 2C(NO 2 ) 4 (l) → 3Al 2 O 3 (s) + 3Li 2 O(s) + 2CO 2 (g) + 4N 2 (g) + 12H 2 (g)
d) 4HNO 3 (l) + 5N 2 H 4 (l) → 7N 2 (g) + 12H 2 O(g)
e) 7N 2 O 4 (l) + C 9 H 20 (l) → 9CO 2 (g) + 10H 2 O(g) + 7N 2 (g)
f )
4ClF 3 (l) + (CH 3 ) 2 N 2 H 2 (l) → 2CF 4 (g) + N 2 (g) + 4HCl(g) + 4HF(g)
Use los siguientes valores de densidad: N 2 H 4 (l), 1.01 g/cm 3 ;H 2 O 2 (l), 1.46 g/cm 3 ; LiBH 4 (s), 0.66 g/cm 3 ; KClO 4 (s),
2.52 g/cm 3 ; LiAlH 4 (s), 0.92 g/cm 3 ; C(NO 2 ) 4 (l), 1.65 g/cm 3 ; HNO 3 (l), 1.50 g/cm 3 ;N 2 O 4 (l), 1.45 g/cm 3 ;C 9 H 20 (l), 0.72
g/cm 3 ; ClF 3 (l), 1.77 g/cm 3 ; (CH 3 ) 2 N 2 H 2 (l), 0.78 g/cm 3 . Al calcular el volumen de cada mezcla de reacción, suponga que
los reactivos están presentes en proporciones estequiométricas.
Resp. a) 6.4 kJ/g, 8.2 kJ/cm 3 ; b) 8.3 kJ/g, 12.4 kJ/cm 3 ; c) 11.4 kJ/g, 14.6 kJ/cm 3 ; d) 6.0 kJ/g, 7.5 kJ/cm 3 ;
e) 7.2 kJ/g, 8.9 kJ/cm 3 ; f ) 6.0 kJ/g, 9.1 kJ/cm 3
7.56. Con frecuencia, el fuego de las chimeneas es más caliente que lo normal porque se usa un acelerador, como el nonano,
C 9 H 20 . ¿Cuánto calor adicional habría en una chimenea en la que se agregaran 500 g de nonano y los productos fueran
gaseosos?
Resp. 1358.6 kcal o bien 5684.2 kJ
7.57. Uno de los primeros modelos del avión supersónico Concorde consumía 4700 galones de combustible para aviación por
hora, a su velocidad de crucero. La densidad del combustible es 6.65 libras por galón y el valor de ∆H de combustión es
−10 500 kcal/kg. Exprese el consumo de potencia, en megawatts (1 MW = 10 6 W = 10 6 J/s), durante el viaje.
Resp. 173 MW
7.58. Dos disoluciones, que al principio estaban a 25.08°C, se mezclaron en una botella aislada. Una era 400 mL de una disolución
con 0.200 mol de un ácido monoprótico débil. La otra era 100 mL con 0.800 mol de NaOH por litro de disolución. La
temperatura aumentó a 26.25°C. ¿Cuánto calor se desprende en la neutralización de un mol del ácido? Suponga que las
densidades de todas las disoluciones son 1.00 g/cm 3 y que todas sus capacidades caloríficas específicas son 4.2 J/g · K. En
realidad, esas hipótesis no son exactas en varios puntos porcentuales, pero casi se compensan entre sí.
Resp. 31 kJ/mol
7.59. En una lámpara de minero, como las que se usaban antaño, se quema acetileno, C 2 H 2 , que se prepara, cuando se necesita,
dejando caer agua sobre carburo de calcio, CaC 2 . El diseñador de la lámpara debe conocer cuánto se calentará la cámara