Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Energía interna de la reacción. Chang 10ed. Práctica 6.4

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¿Cuál es el valor de ΔE (ΔU) para la formación de 1 mol de CO a 1 atm y 25 °C? C(grafito) + ½ O₂(g) → CO(g)  ΔH = –110.5 kJ/mol.

Etapa analítica

Usaremos el Teorema del cambio de la energía interna de una reacción estándar a presión constante.

Etapa numérica

La sustancia clave, en este caso el CO, se ha dado en una cantidad tal que coincide con su número estequiométrico. Cuando esta condición se cumple, ambos procedimientos se simplifican: el enfoque por teoremas se reduce al cálculo directo del cambio de energía interna estándar (equivalente a la expresión dentro del paréntesis), mientras que, por factores de conversión, el proceso se limita a aplicar únicamente el paso 2.

$$\Delta U^o=-110.5\frac{\color{purple} \textbf{kJ}}{\color{purple} \textbf{mol}}-0.08206\, \frac{0.1013\,\color{purple} \textbf{kJ}}{\color{purple} \textbf{mol K}}\times (25+273.15) \,{\color{purple} \textbf{K}}\times(+1-0.5) =-111.7\frac{\color{purple} \textbf{kJ}}{\color{purple} \textbf{mol}} \tag{1}$$

$$\frac{-110.5\,\color{purple} \textbf{kJ} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}{1 \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}-\frac{8.313 \,\color{purple} \textbf{kJ} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}{1000\,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{gas} \, \color{purple} \textbf{K} \, \color{Steelblue}\ce{sist}}\times (25+273.15) \,{\color{purple} \textbf{K} \, \color{Steelblue}\ce{sist}}  \times \frac{(+1-0.5) \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{gas}}{1 \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}} =\frac{-111.7\,\color{purple} \textbf{kJ} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}}{1 \,\color{purple} \textbf{mol} \, \color{Steelblue}\ce{rxn}} \tag{1b}$$

Referencias

Chang, R., & Overby, J. (2010). Chemistry (10th ed., AP Edition). McGraw Hill.