3 QUIMICA Schaum

272 CAPÍTULO 16 TERMODINÁMICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO
16.16. a) ¿En qué condiciones el CuSO 4 · 5H 2 O será eflorescente a 25°C? b) ¿Qué tan buen agente desecante es el
CuSO 4 · 3H 2 O a la misma temperatura? La reacción es:
CuSO 4 ·5H 2 O(s)
CuSO 4 ·3H 2 O(s) 2H 2 O(g)
K p = 1.086 × 10 −4 a 25°C. La presión de vapor de agua a 25°C es 23.8 torr.
a) Una sal eflorescente es la que pierde agua hacia la atmósfera. Eso sucede cuando la presión de vapor del agua en
equilibrio con la sal es mayor que la presión de vapor del agua en la atmósfera. El mecanismo por el cual el CuSO 4 ·
5H 2 O podría eflorecerse sería que la sal perdiera dos moléculas de agua y formara al mismo tiempo una unidad
fórmula de CuSO 4 · 3H 2 O por cada unidad fórmula de la sal original que se disocie. Entonces, se aplicaría la ecuación
anterior de equilibrio, porque estarían presentes los tres componentes.
Como CuSO 4 · 5H 2 O y CuSO 4 · 3H 2 O son sólidos,
Se obtiene la raíz cuadrada de ambos lados:
K p P(H 2 O) 2 1.086 10 4
P(H 2 O) 1.042 10 2 atm
donde P(H 2 O) es la presión parcial del vapor de agua (en relación con la presión del estado estándar, de 1 atm) en
equilibrio con los dos sólidos. Es necesaria la conversión a torr, para la comparación:
(1.042 10 2 atm)(760 torr/atm) 7.92 torr
Como el valor de P(H 2 O) de 7.92 es menor que la presión de vapor del agua a la misma temperatura (23.8 torr),
el CuSO 4 · 5H 2 O no siempre presentará eflorescencia. Sólo podrá eflorecerse en un día seco, cuando la presión parcial
del agua en el aire sea menor que 7.92 torr. Eso sucederá cuando la humedad relativa sea menor que
7.92 torr
0.33 es decir 33.3%
23.8 torr
b) El CuSO 4 · 3H 2 O podría funcionar como agente desecante reaccionando con dos moléculas de agua para formar CuSO 4
· 5H 2 O. De acuerdo con la presión parcial del agua en el equilibrio descrita antes, el CuSO 4 · 3H 2 O no puede absorber
agua del aire a menos de la presión parcial de 7.92 torr. Hay muchos otros agentes desecantes que pueden reducir la
presión parcial del agua a menos de 7.92 torr (problema 16.44).
Para determinar las condiciones en las cuales puede eflorecerse el CuSO 4 · 3H 2 O habría que conocer la constante
de equilibrio de otra reacción. La reacción siguiente describe la deshidratación del CuSO 4 · 3H 2 O.
CuSO 4 · 3H 2 O(s)
CuSO 4 · H 2 O(s) 2H 2 O(g)
PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS
Se deben utilizar las tablas 7-1 y 16-1 para resolver los siguientes problemas. Los datos de las tablas se basan en mediciones experimentales
y están sujetos a revaluaciones. Eso quiere decir que las tablas en otros libros pueden contener algunos datos que no
concuerdan con los de este libro. Sin embargo, los problemas aquí se formularon para las tablas 7-1 y 16-1, y los resultados se
calcularon a partir de ellas.
TERMODINÁMICA
16.17. Calcule S o a 25°C para PCl 5 .
Resp. 364 J/K · mol
16.18. Calcule Hf o para Cl 2 O(g) a 25°C.
Resp. 80.2 kJ/mol