3 QUIMICA Schaum

276 CAPÍTULO 16 TERMODINÁMICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO
16.43. La obtención de cal viva a partir de caliza es CaCO 3 (s) ⇋ CaO(s) + CO 2 (g). Con experimentos efectuados entre 850°C y
950°C se obtuvo un conjunto de valores de K p que se ajustaban a una ecuación definida empíricamente (resultante de los
experimentos):
log K 7.282 8 500
T
donde T es la temperatura absoluta. Si la reacción se efectúa en aire estancado, ¿qué temperatura se determina con esta
ecuación para que la descomposición de la caliza sea completa? Se supone que en el aire estancado es necesario que la
presión del CO 2 llegue a 1 atm para asegurar su eliminación continua del producto.
Resp. 894°C
16.44. Con frecuencia, el contenido de humedad de los gases se expresa con el término de punto de rocío, la temperatura a la que
debe enfriarse el gas para que se sature con vapor de agua. A esa temperatura se depositará agua (líquida o sólida, dependiendo
de la temperatura ambiente) sobre una superficie sólida.
La eficiencia del CaCl 2 como agente desecante se determinó con un experimento de punto de rocío. Se hizo pasar
lentamente aire a 0°C sobre grandes charolas que contenían CaCl 2 . A continuación el aire se hizo pasar a través de un
recipiente de vidrio con una barra de cobre. La barra se enfrió sumergiendo la parte externa en un baño de hielo seco.
Se midió la temperatura de la barra dentro del recipiente de vidrio mediante un termopar. Al enfriar lentamente la barra,
la temperatura a la que se depositaron los primeros cristales de escarcha fue −43°C. La presión de vapor del hielo a esta
temperatura es 0.07 torr. Suponiendo que el CaCl 2 debe sus propiedades desecantes (eliminación de agua de una mezcla
de gases) a la formación de CaCl 2 · 2H 2 O, calcule K p a 0°C para la reacción:
CaCl 2 ·2H 2 O(s)
CaCl 2 (s) 2H 2 O(g)
Resp. 8 × 10 −9
16.45. A temperaturas elevadas, los siguientes equilibrios se producen a partir de las reacciones de una mezcla de carbono, oxígeno
y sus compuestos:
C(s) O 2 (g) CO 2 (g) K 1
2C(s) O 2 (g) 2CO(g) K 2
C(s) CO 2 (g) 2CO(g) K 3
2CO(g) O 2 (g) 2CO 2 (g) K 4
Si fuera posible medir K 1 y K 2 en forma independiente, ¿cómo se podrían calcular K 3 y K 4 ?
Resp. K 3 K 2 / K 1 y K 4 K 1 / K 3 K 2 1 / K 2
16.46. Examine la siguiente reacción para la formación de urea, CO(NH 2 ) 2 : CO 2 (g) + 2NH 3 (g) CO(NH 2 ) 2 (s) + H 2 O(g). El
valor de G o f para la urea es −197.2 kJ/mol. (Para el NH 3, G o f = −16.7; vea las demás en la tabla 16-1.) a) Calcule ∆G
para la reacción. b) ¿Es espontánea la dirección de la reacción tal como está presentada?
Resp.
a) ∆G = +2.03 kJ; b) No. ∆G es negativa para una reacción espontánea.