Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Conservación de la energía. Brown 15ed. Práctica 5.4

[Regresar a Entalpía de Reacción]

El peróxido de hidrógeno puede descomponerse en agua y oxígeno mediante la siguiente reacción: 2 H₂O₂(l) → 2 H₂O(l) + O₂(g)  ΔH = −196 kJ. Calcula la cantidad de calor liberado cuando 5.00 g de H₂O₂(l) se descomponen a presión constante.

Etapa analítica

recuerda que a presión constante calor y entalpía son iguales, por ende usaremos el teorema de entalpía como función de la masa.

Calcularemos la masa molar del metano.

\[M({\color{NavyBlue}\ce{H2O2(l)}})= 2\times (1.01+16.00) \,{\color{Purple} \textbf{u}} = 34.02 \,{\color{Purple} \textbf{u}} \tag{1}\]

Recuerda que u es igual a g/mol. Las cifras significativas son 3, que corresponden a la masa de la sustancia clave.

Solución por teorema

\[ \Delta H = \frac{\Delta H^o}{\nu_i} \frac{m_i}{M_i} = \frac{-196 \,{\color{Purple} \textbf{kJ}}}{2} \frac{5.00 \,{\color{Purple} \textbf{g}}}{34.02 \,{\color{Purple} \textbf{g/mol}}} = -14.4 \,{\color{Purple} \textbf{kJ}} \tag{2}\]

Solución por factores marcados o de conversión

\[ 5.00 \,{\color{Purple} \textbf{g}}\,{\color{NavyBlue} \ce{H2O2(l)}} \times\frac{1 \,{\color{Purple} \textbf{mol}}\,{\color{NavyBlue} \ce{H2O2(l)}}}{34.02 \,{\color{Purple} \textbf{g}}\,{\color{NavyBlue} \ce{H2O2(l)}}} \times\frac{-14.4 \,{\color{Purple} \textbf{kJ}}\,{\color{NavyBlue} \ce{rxn}}}{2 \,{\color{Purple} \textbf{mol}}\,{\color{NavyBlue} \ce{H2O2(l)}}}=-14.4.\,{\color{Purple} \textbf{kJ}}\,{\color{NavyBlue} \ce{rxn}} \tag{3}\]

Conclusiones

Un signo negativo implica la liberación de energía, por lo que es una reacción exotérmica.

Referencias

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