MÚLTIPLO # 21 - JULHO/2018 Chegando mais uma edição da revista eletrônica Múltiplo. Esta edição traz uma super entrevista com o mestre TONY FERNANDES, contando um pouco de sua trajetória e…Descrição completa
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Reactores Químicos
CS Química Industrial
BOLETÍN 2.1 1.
a) Primer principio de la Termodinámica. b) Qv y Qp; relación entre ambas.
2.
En un recip recipien iente te cerrad cerrado o a volume volumen n consta constante nte tiene tiene lugar lugar una reacc reacción ión qum qumic ica. a. a)!"on !"on qu# qu# varia ariabl ble e ter termodi modin námic ámica a se iden identi ti$ $ca el calor alor inter intercam cambia biado do con el entor entorno% no% b) !"uál !"uál es el traba& traba&o o desar desarro rollad llado o por el sistema%
'.
(ecide si son verdaderas o alsas las siguientes a$rmaciones*
a) En cualquier ier reacción qumica +E , +-. b) El traba&o es una unción de estado. c) El valor de +- de un proceso depende de si #ste se realia a presión o a volumen constante. d) E y - son unciones de estado. /.
"alcula el traba&o realiado cuando se comprime un gas desde un volumen de 0. dm' asta un volumen de 1. dm '3 a una presión constante de 1 0 Pa. 4nterpreta el resultado obtenido.
0.
"alcula el cambio de energa interna de un sistema en el que se acen reacc reaccion ionar ar idró idrógen geno o y o5geno 5geno33 consid considera erando ndo que cuando cuando los gases gases se e5panden el sistema libera 110 6 y de calor y se eect7a un traba&o de /8 6 sobre el entorno.
9.
: presión constante tienen lugar las siguientes transormaciones* a) -g l)<-g g) b) ' =2g)<2 ='g) c) -2g)>?2g)<2 -? g) !En qu# caso el sistema realia traba&o sobre el entorno% !En cuál lo realia el entorno sobre el sistema%!En cuál no se realia traba&o% @.
"alentamos el gas de un cilindro metálico vertical dotado de un pistón de ' AB de peso peso y el pist pistón ón se desp despla laa a 2 cm. cm. "ons "onsid ider eran ando do que que el calo calorr absorbido por el gas a sido de / 63 calcule la variación de energa interna del gas.
8.
:l quemarse la gasolina en un cilindro del motor de un coce se liberan 12 A6. Ci el traba&o realiado por los gases producidos en la combustión es de 0 A63 calcula cuánto valdrá la variación de energa interna del sistema. (ada la reacción 2"2-9g) > @= 2g) < /"= 2g) > 9-2=l). Daona si a una misma temperatura3 el calor desprendido a volumen constante es mayor3 menor o igual que el desprendido si la reacción tuviera lugar a presión constante.
.
Escribe una reacción qumica para la que el calor de reacción a volumen constante sea igual que el calor de reacción a presión constante.
1.
: la temperatura de 2 F" y presión atmos#rica se quema un mol de propano desprendi#ndose 1@ A6 de energa calor$ca* a) Escribe a&ustada la ecuación termoqumica de combustión. b) "alcula la variación de energa interna del proceso. proceso.
1
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11.
(eterminar la variación de energa interna para el proceso de combustión de 1 mol de propano a 20G" y 1 atm3 si la variación de entalpa3 en estas condiciones3 vale H22138 A6.
12.
"onsidere la siguiente reacción* 2"- '=-l) > '=2g) < /-2=l) > 2"=2g) +I H1/02.8 A6 a) !"uál es el valor de +- si la ecuación se multiplica por dos% !"uál es el valor de +- si la ecuación se invierte de manera que los productos se convierten en los reactivos y viceversa%
1'.
:l calentar cloruro de amonio sólido) se obtiene -"lg) y B- ' g). Este proceso se io ba&o una presión constante de 1 atm3 y los gases desprendidos ocuparon un volumen de ' litros. Ci el calor de la reacción en estas condiciones es de /30A63 allar a) +- b) Traba&o c) +E.
1/.
Ci en condiciones estándar se quema 1 gramo de etanol " 2-9=l) con = 2g) para dar "=2g) y agua en un recipiente cerrado3 se desprenden 2 A6. -allar la entalpa estándar de combustión del etanol l) (:T=C* "I12 =I19 -I1)
10.
"uánto calor se libera cuando /.0 g de metano gaseoso se queman en un sistema a presión constante3 considerando que la combustión de 1 mol de este gas produce 82 A6.
19.
: partir de la siguiente ecuación termoqumica* 2 -g= s) < 2 -g l) > = 2g) J-G I > 18139 A6 a) "alcula el calor necesario para descomponer 0 g de -g=. b) (etermina el volumen de o5geno3 medido a 20 G" y 1atm3 que se produce al suministrar /18 A6 al ó5ido de mercurio.
1@.
"alcula la cantidad de calor que se libera cuando se descomponen 0 g de peró5ido de idrógeno -2=2) en agua y o5geno3 considerando que la descomposición de 2 moles del peró5ido liberan K 19 A6 y que el proceso se eect7a a presión constante.
18.
La reacción de combustión del isoe5ano M"-')2"-"-2""-')N se representa mediante la siguiente ecuación termoqumica* 2 "-')2"-"-2"-2"-')l) > 20 =2g) < 19 "= 2g) >18 -2=l) J-G I H1'. A6 4ndica qu# cantidad de energa t#rmica se liberará al quemar '9 g de isoe5ano. 1.
La entalpa estándar de combustión del butano es H28@@ A6Omol. a) Escribe la reacción de combustión de un mol de butano y calcula el calor que puede obtenerse al quemar / Ag de gas en condiciones estándar. b) (etermina el n7mero de bombonas de butano 9 g de batano Obombona) que acen alta para calentar una piscina de 0 m ' de 1/ a 2@G".
2.
!Qu# variación de energa interna se produce al transormarse 1 g de agua a 20G" en vapor a 1G" a la presión constante de 1 atm I 11' Pa% (atos* ceagua) /18 6OAgG"; "v I 220@ A6OAg; D I 83'1 6 Omol; dagua) I 1 AgOm'
21.
En un calormetro adecuado a 20G" y 1 atm de presión3 se queman completamente 0 cm ' de etanol " 2-0=-) produci#ndose dió5ido de carbono
2
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gaseoso y agua liquida. El calor desprendido a presión constante3 es 11@R/ A6. "alcule* a) La variación de entalpa de combustión estándar del etanol. b) La variación de energa interna a la temperatura de 20G ". (atos* (ensidad del etanolI R@ gOcm '; DI8R'1 6 H1molH1. Sasas atómicas* -I1; "I12; =I19. 22.
2'.
n calormetro de capacidad calor$ca 20 6O contiene 1 g de agua a 2G ". Ce introduce en el calormetro una piea de cobre de 0 g que está a una temperatura de 22G". Ci el calor espec$co del cobre es ' 6OAg y el del agua es /18 6OAg3 !cuál es la temperatura de equilibrio% En una bomba calorim#trica se queman totalmente 1 g de un combustible3 originando un aumento en la temperatura de 1 litro de agua de ' F". "alcula el calor desprendido en la reacción de combustión.
2/.
n calormetro cuya capacidad calor$ca es de 0 calorasOG" contiene ' g de agua a la temperatura de 28 G". Ci se introducen 2 g de ielo a G". !"uál será apro5imadamente la temperatura $nal de equilibrio%
20.
Ce vierte 10 g de ca# caliente a 80 G" dentro de un vaso con tapa de vidrio de 21 g incluyendo la tapa a 22 G". "alcular el calor espec$co del vidrio en calOg G"3 si la temperatura de equilibrio es @398 G". "onsidere que no se intercambia calor con el ambiente. "eca# I / 6OAg G"
29.
En un calormetro a presión constante3 se acen reaccionar 2 mL de ácido clordrico3 -"l de una concentración 3892 S y 2 mL de idró5ido de bario3 Ua=-)2 de una concentración 3/'1 S. Luego de la neutraliación la temperatura se elevó en /39/F". La capacidad calor$ca del calormetro es /0' 6OF". "alcula el calor liberado en la reacción y la entalpa de neutraliación.
2@.
La entalpa de combustión del benceno es K '.29@3/ A6 mol K1. "alcula* a) El valor de la entalpa de ormación del benceno lquido. b) La energa implicada en la combustión de 1 g de benceno lquido. (:T=C* J-G M"=2 g)N I K ''30 A6 mol K1; J-G M-2= l)N I K 28038 A6 mol K1 28.
"alcula el calor de ormación del ácido metanoico -"==-)3 a partir de los siguientes calores de reacción* " s) > V = 2 g) < "= g); J- I K113/ A6 -2 g) > V = 2 g) < -2= l); J- I K28030 A6 "= g) > V = 2 g) < "=2 g); J- I K28'3 A6 -"==-l) > V= 2 g) < -2=l) > "=2g); J- I K2039 A6
2.
"alcule a) El calor de idratación de la cal viva. b) El calor desprendido cuando se apaga3 aWadiendo su$ciente cantidad de agua3 una tonelada de cal viva. (:T=C* J- -2=l) I H28030 A6Omol; J- "a=s) I H9'/3 A6Omol; J- "a=-) 2I H8039 A6Omol.
'.
Las variaciones de entalpas de ormación estándar del "- /g)3 "=2g) y -2=l) son3 respectivamente3 H@/R8 A6Omol; H'0 A6Omol y H280R0 A6Omol. "alcula* a) La variación de entalpa de combustión del metano. 3
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b) El calor producido en la combustión completa de 1 m ' de metano medido en condiciones normales. '1.
"alcule la variación de entalpa de reacción estándar de idrogenación del acetileno "2-2) para ormar etano* a) : partir de las energas medias de enlace* "H-)I/1/ A6Omol; -H-)I/'9 A6Omol; "K")I'/@ A6Omol; "X")I8'@ A6Omol. b) : partir de las entalpas de ormación estándar del etano3 J- I H80" - ) A6Omol ; y del acetileno3 J- I 22@ A6Omol . '2.
: 20G" y 1 atmósera de presión3 el calor de ormación del bromuro de idrógeno es de '932 A6Omol. "alcule el calor de disociación del -Ur en sus átomos constituyentes sabiendo que en las condiciones seWaladas3 los calores de disociación del - 2 g) y del Ur 2 g) son respectivamente3 /'039 y 1'328 A6Omol.
''.
: partir de los datos suministrados3 calcule la variación de la entalpa de ormación estándar del propano. (atos de energas medias de enlace en A6Omol* "K-)I/1/; "K")I'/@; -K -)I/'9. (ato de entalpa de sublimación* "s) < "g)3 J- I @12 A6Omol . '/.
a) "alcule la variación de entalpa de ormación del amoniaco3 a partir de los siguientes datos de energas de enlace* -K-)I/'9 A6Omol; BK-)I'8 A6Omol; BXB)I/9 A6Omol. b) "alcule la variación de energa interna en la ormación del amoniaco a la temperatura de 20G". '0.
El amoniaco3 a 20G" y 1 atm3 se puede o5idar seg7n la reacción* /B-'g) > 0=2g) < /B=2g) > 9-2=l) "alcule* a) La variación de entalpa b) La variación de energa interna. J-G B-'g) I H /932 A6Omol ; J-G B=g) I 3/ A6Omol ; J-G -2=l) I 2893/ A6Omol '9.
a) "alcule la variación de entalpa estándar correspondiente a la reacción* YnCs) > 'O2=2g) < Yn=s) > C=2g) b) !Que calor se absorbe o desprende3 a presión constante3 cuando reaccionan 1 g de YnCs) con o5igeno en e5ceso% '@.
a) "alcule la variación de entalpa que se produce cuando se obtiene benceno a partir del acetileno etino)3 sabiendo que las entalpas de ormación del acetileno gaseoso y del benceno liquido son 229R@ A6Omol y H/R A6Omol3 respectivamente. b) "alcule el calor producido3 a presión constante3 cuando se queman 1 g de acetileno gaseoso sabiendo que* J- M"=2 g)N I H'' A6Omol3 J- M-2=l)N I H 289 A6Omol '8.
(ada la reacción* "a"='s) < "a=s) > "=2 g) a) (etermine la cantidad de calor3 a presión constante3 que es necesario suministrar para descomponer ' Ag de carbonato de calcio. 4
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b) Que cantidad de carbonato de calcio se deberá utiliar para producir @ Ag de o5ido de calcio si el rendimiento es del Z. (atos* J- M"a"='s)N I H1239 A6Omol ; J- M"=2g)N I H'' A6Omol; J- M"a=s)N I H9'031A6Omol ; '.
Las entalpas de ormación del agua liquida y del dió5ido de carbono gas son respectivamente3 H289 A6Omol y H'' A6Omol a 20 G" y la entalpa de combustión del acetileno es H12 A6Omol. a) "alcule la entalpa de ormación del acetileno si consideramos que el agua ormada en la combustión esta en estado liquido. b) Cabiendo que la entalpa de ormación del etano es H80 A6Omol3 calcule la entalpa de idrogenación del acetileno seg7n la reacción*"2-2g) < 2-2g) > "2-9g) /.
no de los alimentos mas consumido es la sacarosa "12-22=11. "uando reacciona con el o5igeno se transorma en dió5ido de carbono y agua desprendiendo '/8R A6Omol3 a la presión de una atmósera El torrente sanguneo absorbe3 por termino medio3 29 moles de =2 en 2/ oras. "on esta cantidad de o5igeno* a) !"uantos gramos de sacarosa se pueden quemar al da% b) !"uantos A6 se producirán en la combustión% /1.
La reacción entre la idracina B2-/) y el peró5ido de idrógeno -2=2) se utilia para la propulsión de coetes* B2-2l) > 2-2=2l) < B2g) > /-2=l) J- I H@1 A6 Las entalpas de ormación de -2=2l) y del -2=l) son H18@R8 y H289 A6Omol3 respectivamente. a) "alcule la entalpa de ormación de la idracina. b) !Que volumen de nitrógeno3 medido a 1G" y 0 mm de mercurio3 se producirá cuando reaccionen 9/ g de idracina% /2.
: eectos prácticos se puede considerar la gasolina como octano "8-18). Las entalpas de ormación estándar de -2=g)3 "=2g) y "8-18l) son3 respectivamente* H2/1R8 A6Omol3 H'' A6Omol y H20R A6Omol. "alcule* a) La entalpa de combustión estándar del octano liquido3 e5presada en A6Omol3 sabiendo que se orman "=2 y -2= gaseosos. b) La energa3 en Ailo&ulios3 que necesita un automóvil por cada Ailómetro3 si su consumo es de 0 L de octano liquido por cada 1 Am. (atos* (ensidad del octano liquido IR8 AgOL. /'.
Ce obtiene cloruro de idrógeno a partir de la reacción* -2 g) > "l2 g) < 2-"lg) J- I H18/[/ A6. "alcule* a) La energa desprendida para la producción de 1 Ag de cloruro de idrógeno b) La entalpa del enlace -K"l3 si las entalpas de enlace -K- y "lK"l son3 respectivamente3 /'9 A6Omol y 2/' A6Omol. //.
4ndique3 raonando la respuesta3 si son verdaderas o alsas las siguientes proposiciones* a) La energa libre depende de la temperatura. b) Bo basta que una reacción sea e5otermica para que sea espontanea. c) En una reacción qumica la variación de entropilla es siempre positiva. d) En ciertas reacciones qumicas3 la variación de entalpa coincide con la variación de energa interna. 5
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e) La variación de entropa de una reacción espontánea puede ser negativa. /0.
(ados los procesos* B2g) > '-2g) < 2B-'g) J- , -2 =l) < -2=g) J- \ a) 4ndique de orma raonada3 como sera el signo de JC en cada reacción b) :nalice la espontaneidad de ambos procesos. /9.
En una reacción en la que -, y C,3 se considera que ambas unciones termodinámicas permanecen constantes al cambiar la temperatura. Daone3 en unción de la temperatura3 cuando esta reacción* a) Estará en equilibrio. b) Cerá espontánea /@.
(ada reacción* B2=g) < B2g) > =2g) (-I /' 6 JCI 8 6O . a) 6usti$que el signo positivo de la variación entropa. b) Ci se supone que esas unciones termodinámicas no cambian con la temperatura !será espontánea la reacción a 2@ G"% /8.
(etermina la variación de entalpa y de entropa para la combustión del etanol. (atos* J- A6Omol)* etanoll) I H2@@3@; "= 2g) I H''30; -2=l) I H28038; C6molH1H1)* etanol I 193@ ; "= 2 g) I 21'39; = 2g) I 20; -2=l) I 93.
/.
4ndica si la reacción de combustión del acetileno es espontánea a 20 G". (atos* J] M"2-2g)N I 23 A6Omol* J] M=2g)N I A6Omol; J] M"=2g)N I H'/3/ A6Omol; J] M-2=l)N I K2'@32 A6Omol.
0.
(etermina la variación de entropa en la reacción* - 2 g) > V =2 g) < -2= l). (atos* C M-2g)N I 1'3@ 6Omol; C M=2g)N I 2/38 6Omol; C M-2=l)N I 938 6Omol.
01.
"alcular la temperatura de equilibrio J] I ) para la reacción* 2 C= ' < 2 C=2 g) > =2 g)* (atos* J- A6Omol)* C= '* K'038; C= 2* K293/; C 6Omol)* C=' g)* 20932; C= 2 g)* 2/830; = 2 g)* 2/38.
02.
a) "alcule la variación de entalpa de ormación estándar del acetileno etino) a partir de las entalpas de combustión estándares A6Omol) del idrógeno3 carbono gra$to) y acetileno cuyos valores son3 respectivamente* H280R'; H''R' y H128R'. b) "alcule el calor desprendido3 a presión constante3 cuando se quema 1 Ag de acetileno. 0'.
a) "alcule la variación de energa libre estándar3 a 20G"3 para las siguientes reacciones3 utiliando los datos tabulados* 2Ba?s) > "l2 g) < ?2g) > 2Ba"ls) Pb=s) > Yns) < Pbs) > Yn=s) b) : la vista de los resultados3 comente la conveniencia o no de utiliar estas reacciones en la obtención de ^7or y plomo respectivamente* (atos Ba? Ba"l Pb= Yn= "l2 ?2 Yn Pb J-G
H09
H/11
H2@9
H'/8
H
H
H
H 6
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A6Omol) CG 6O.mol)
0/.
01[0
@2[1
@9[9
/'[9
22'
22[8
/1[9
9/[8
(etermine la energa libre de ]ibbs a 20G" para la reacción de combustión de1 mol de monó5ido de carbono3 e indique si es o no un proceso espontáneo. 0