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a calorimetría a presión constante de cuerpo reactivo]
Cuando una muestra de 18.6 g de hidróxido de potasio sólido
se disuelve en 200.0 g de agua en un calorímetro tipo taza de café (ver Figura
5.18), la temperatura se eleva de 23.7 °C a 44.5 °C.
(a) Calcula la cantidad de calor liberado en la reacción (en
kJ).
(b) Utilizando el resultado de la parte (a), calcula el valor de ∆H (en kJ/mol de KOH) para el proceso de disolución. Se asume que el calor específico de
la disolución es el mismo que el del agua pura.
Etapa analítica
Para el literal (a) podemos usar el teorema Calorímetro
de taza de café en términos de la cantidad de reacción, pero solo su
lado izquierdo que corresponde a la cantidad de calor. El signo debe pasarse a
ese lado debido a que indica que el calor que calculamos es el liberado por la
reacción, no el absorbido por el calorímetro.
Para el literal (b) Calcularemos la cantidad de reacción
asumiendo que el agua está en exceso con el teorema Cantidad
de reacción y luego igualaremos la entalpía con el calor liberado por
lo que podemos usar el teorema Calorímetro
de taza de café en términos de la cantidad de reacción teniendo en
cuenta que los términos del lado izquierdo ya se resolvieron en el literal (a)
por lo que la fórmula se simplifica a:
Etapa
numérica por teoremas
(a) Calcula la cantidad de calor liberado en la reacción (en kJ). La masa de la disolución debe tomar en cuenta al
soluto agregado.
(b) Utilizando el resultado de la parte (a), calcula el
valor de ∆H (en kJ/mol de KOH) para el proceso de
disolución. Se asume que el calor específico de la disolución es el mismo
que el del agua pura.
Etapa 1. Masa
molar de la sustancia clave. Recuerda que u = g/mol.
Etapa 2. Cantidad
de reacción con el reactivo limitante dado en unidades de masa. La
ecuación balanceada es KOH → K+ + OH- por lo que la
magnitud del número estequiométrico del potasio es 1.
Etapa 3. Entalpía de la reacción estándar.
Etapa numérica por factores de conversión
(a) Calcula la cantidad de calor liberado en la reacción (en kJ). La masa de la disolución debe tomar en cuenta al
soluto agregado.
(b) Utilizando el resultado de la parte (a), calcula el
valor de ∆H (en kJ/mol de KOH) para el proceso de
disolución. Se asume que el calor específico de la disolución es el mismo
que el del agua pura.
Etapa 1. Masa
molar de la sustancia clave.
Etapa 2. Cantidad de reacción con el reactivo limitante dado en unidades de masa. La ecuación balanceada es KOH → K+ + OH- por lo que la magnitud del número estequiométrico del potasio es 1.
Etapa 3. Entalpía de la reacción estándar.
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.
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