Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Calorimetría a volumen constante. Chang 10ed. Ejercicio 6.37

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Se quema una muestra de 0.1375 g de magnesio sólido en un calorímetro de bomba a volumen constante cuya capacidad calorífica es de 3024 J/°C. La temperatura aumenta en 1.126 °C. Calcula el calor liberado por la combustión del magnesio, en kJ/g y en kJ/mol.

Etapa analítica

La ecuación balanceada es 2 Mg (s) + O₂ (g) → 2 MgO(s) , sin embargo, para saltarnos la proliferación de teoremas, lo que vamos a hacer es ajustarla para que el número estequiométrico de la sustancia clave sea 1, de esta manera la entalpía de reacción estándar general será igual a la entalpía de descomposición estándar del combustible, y solo usaremos el teorema de Calorimetría de volumen constante: 1 Mg (s) + ½ O₂ (g) → 1 MgO(s). Adicionalmente, el enunciado no ofrece la temperatura final absoluta, por ende, asumiremos que el efecto del gas es despreciable, lo que permite simplificar el el teorema de Calorimetría de volumen constante:

Para convertir la entalpía molar en entalpía a masa usaremos el teorema Entalpía estándar de sustancia como función de la entalpía a masa de sustancia

Etapa numérica por teoremas

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

Recuerda que la igualdad en [2] se mantiene porque ajustamos el balance de masas para que el número estequiométrico del magnesio fuera 1 por definición.

Etapa numérica por factor de conversión

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

Efecto del gas, despreciable.

Efecto del calorímetro.

Referencias

Chang, R., & Goldsby, K. A. (2010). Chemistry (10th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.