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La reacción de la termita involucra aluminio y óxido de
hierro(III): 2 Al(s) + Fe₂O₃(s) → Al₂O₃(s) + 2 Fe(l) Esta reacción es altamente
exotérmica y el hierro líquido formado se utiliza para soldar metales. Calcula
el calor liberado en kilojulios por gramo de Al reaccionado con Fe₂O₃. El ΔH°f
para Fe(l) es 12.40 kJ/mol.
Etapa analítica
Cuando la información se presenta como kilojulios por gramo
(kJ/g), podemos entenderla como una relación de masa, un ratio. No
obstante, modificar nuestros teoremas y factores de conversión para que
operen directamente con esta unidad sería ineficiente y complejizaría los
algoritmos ya establecidos. La estrategia más efectiva es calcular primero
los kilojulios totales que se liberarían al oxidar un gramo de aluminio.
Este valor puntual nos permite operar los algoritmos existentes sin
necesidad de modificaciones analíticas en sus estructuras. De esta manera,
mantenemos la coherencia de los cálculos con la estequiometría molar y
simplemente presentamos el resultado final en el formato de unidad requerido
(kJ/g) en el texto de la respuesta. Esto optimiza el proceso sin alterar la
base teórica de nuestros cálculos.
Usaremos el teorema
de entalpía de reacción en función de la masa, así como la ley
de Hess de una reacción química. Estos teoremas nos requieren las
entalpías de formación y la masa molar del aluminio:
Al(s): 0 kJ/mol
y 26.98 g/mol; Fe₂O₃(s): -822.16 kJ/mol; Al₂O₃(s): -1669.8; Fe(l): +12.40 kJ/mol.
Etapa numérica
Debemos calcular la entalpía estándar de la reacción con la ley
de Hess de una reacción química
Y ejecutamos el teorema
de entalpía de reacción en función de la masa tal cual está planteado,
que sería 1 g de aluminio.
Conclusión
Dado que, al introducir 1 gramo de aluminio, ambos
procedimientos de cálculo arrojan un resultado de 15.7 kJ, podemos
expresar la respuesta final directamente como 15.7 kJ/g de aluminio. De
esta manera, mantenemos la integridad de los procedimientos analíticos
sin modificarlos, y simplemente presentamos el resultado en el formato de
unidad solicitado
Referencias
Chang, R., & Goldsby, K. (2010). Chemistry (10th ed.). McGraw-Hill Education.
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