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a calorimetría a volumen constante]
Una muestra de 1.50 g de quinona (C₆H₄O₂) se quema en un
calorímetro de bomba cuya capacidad calorífica total es de 8.500 kJ/°C. La
temperatura del calorímetro aumenta de 25.00 °C a 29.49 °C. (a) Escribe la ecuación química balanceada para la reacción en el calorímetro. (b) ¿Cuál es el
calor de combustión por gramo y por mol de quinona?
Etapa analítica
En este caso resolvemos primero (a). Usaremos el teorema Calorimetría
de volumen constante, en este caso se hace evidente que nos piden la
entalpía por mol de la sustancia, pero para ver si eso cambiará el teorema
primero debemos balancear la ecuación química.
C6H4O2 (l)+ 6 O2(g)→
6 CO2(g) + 2 H2O(l)
Como el número estequiométrico de HC3H5O3
es 1, la entalpía de la reacción estándar es igual a la entalpía de descomposición
o síntesis estándar.
La suma de los vectores número estequiométrico es 0, ya que
se sintetizan 6 moléculas de gas pero se descomponen las mismas, por lo que el
efecto del gas neto es cero. Por ende el teorema Calorimetría
de volumen constante.
Para (b) usaremos Entalpía
de descomposición o síntesis junto con la definición
de la masa molar
Etapa numérica por teoremas
Calculamos la masa
molar de la sustancia clave (i). Recuerda que u = g/mol
por gramo.
Por mol
(a) por gramo.
Etapa numérica por factor de conversión
(a) por gramo.
Calculamos la masa
molar de la sustancia clave (i). Rercuerda que u = g/mol
En este caso el efecto del gas es cero porque no hay cambio
neto en la cantidad de gas ya que +6 sintetizadas de CO2 se cancelan
con -6 moléculas descompuestas de O2.
Efecto del calorímetro
(b) por mol.
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.
