Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Calorimetría a presión constante de cuerpo reactivo. Brown 15ed. Ejercicio 5.84

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(a) Cuando una muestra de 8.50 g de nitrato de amonio sólido (NH₄NO₃) se disuelve en 120.0 g de agua en un calorímetro tipo taza de café (ver Figura 5.18), la temperatura desciende de 24.0 °C a 18.9 °C. Calcula el valor de ∆H (en kJ/mol de NH₄NO₃) para el proceso de disolución:
NH₄NO₃(s) → NH₄⁺(ac) + NO₃⁻(ac)
Se asume que el calor específico de la disolución es el mismo que el del agua pura.
(b) ¿Este proceso es endotérmico o exotérmico?

Etapa analítica

Para el literal (a) podemos usar el teorema Calorímetro de taza de café en términos de la cantidad de reacción, despejando la entalpía estándar.

Pero para poder usarlo necesitamos calcular la x del Cantidad de reacción limitante. Asumiremos que el soluto es el reactivo limitante.

Etapa numérica por teoremas

Etapa 1. Masa molar de la sustancia clave. Recuerda que u = g/mol.

Etapa 2. Cantidad de reacción. En este caso como el soluto tiene número estequiométrico 1 la cantidad de reacción es igual a la cantidad de sustancia disuelta.

Etapa 3. Entalpía estándar. La masa debe ser la suma de todas las masas. Nota de análisis dimensional, mili dividiendo es igual a kilo multiplicando.

La reacción es endotérmica.

Etapa numérica por factores de conversión

Etapa 1. Masa molar de la sustancia clave.

Etapa 2. Cantidad de reacción En este caso como el soluto tiene número estequiométrico 1 la cantidad de reacción es igual a la cantidad de sustancia disuelta.

Etapa 3. Entalpía de la reacción estándar.

La reacción es endotérmica

Referencias

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., Stoltzfus, M. W., & Lufaso, M. W. (2022). Chemistry: The central science (15th ed.). Pearson.