Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Calorimetría a volumen constante de cuerpo reactivo. Brown 15ed. Ejercicio 5.85

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Una muestra de 2.20 g de fenol (C₆H₅OH) se quema en un calorímetro de bomba cuya capacidad calorífica total es de 11.90 kJ/°C. La temperatura del calorímetro y su contenido aumenta de 21.50 °C a 27.50 °C.
(a) Escribe la ecuación química balanceada para la combustión en el calorímetro.
(b) ¿Cuál es el calor de combustión por gramo y por mol de fenol?

Etapa analítica

La ecuación balanceada es C₆H₅OH (l)+ 7 O₂ (g)→ 6 CO₂(g) + 3 H₂O(l)

Usaremos el Teorema Calorimetría de volumen constante. Que nos dará la entalpía estándar o por mol de reacción.

Asumiremos que la entalpía por mol de reacción es igual a la mol por de sustancia, en otras palabras que (), con esto podemos aplicar el teorema Entalpía estándar de sustancia como función de la entalpía a masa de sustancia, despejando la entalpía a masa.

Etapa numérica por teoremas

Calculamos la masa molar, recuerda que u = g/mol.

Recuerda que 1 atm L = 0.103 kJ

Etapa numérica por factor de conversión

Calculamos la masa molar, recuerda que u = g/mol.

Efecto del gas. Recuerda que 1 atm L = 0.103 kJ

Efecto del calorímetro

Suma y conversión a entalpía de sustancia.

Conversión a gramos de sustancia

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.