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Las entalpías
estándar de formación del proquino (C₃H₄), propeno (C₃H₆) y propano (C₃H₈) en
estado gaseoso son +185,4, +20,4 y -103,8 kJ/mol, respectivamente. (a) Calcula
el calor liberado por mol en la combustión de cada sustancia para dar CO₂(g) y
H₂O(g). (b) Calcula el calor liberado al quemar 1 kg de cada
sustancia. (c) ¿Cuál es el combustible más eficiente en
términos de calor liberado por unidad de masa?
Etapa analítica
(a) Usaremos el teorema de Ley
de Hess. Forma 2. Formaciones, la cual requiere las ecuaciones químicas
balanceadas. Y las entalpías de formación con los datos
de la tabla: CO₂(g) -393.509 kJ/mol y H₂O(g) -241.818 kJ/mol.
(b) y (c) Usaremos el teorema Entalpía
de la reacción en función de la cantidad y la masa de una sustancia,
pero despejando la entalpía a masa.
Etapa numérica por teoremas
Calculamos la masa molar de
las sustancias.
Hacemos análisis dimensional analítico, la Ley
de Hess. Forma 2. Formaciones se calcula como la sumatoria de los
productos del número estequiométrico (adimensional) y la entalpía
estándar de cada especie involucrada. El resultado de esta operación se
expresa en unidades de kJ/mol.
Al realizar un análisis más explícito de las unidades
implicadas en el teorema Entalpía
de la reacción en función de la cantidad y la masa de una sustancia, se
observa una relación fundamental en la escala de prefijos: el producto de una
unidad con prefijo "kilo" (que representa 10³) por otra unidad que
también opere a una escala "kilo" deriva en una unidad con prefijo
"mega" (que representa 10⁶).
Resolveremos por tabla de datos. El combustible más eficiente por unidad de masa es el propano.
Etapa numérica por teoremas
Calculamos la masa molar de
las sustancias
Calculamos las entalpías estándar para las reacciones.
Calculamos las entalpías para las reacciones para 1 kg
El combustible más eficiente
por unidad de masa es el propano.
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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