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    Examen Electro

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    Diana Aidee León Claudio
    1) Se pide calcular el volumen final de un gas contenido en un recipiente con émbolo móvil que ocupa inicialmente 4 L, suponiendo una presión exterior de 2 atm. 2) Se dan los valores de variación de energía interna (300 J), calor absorbido (100 J) y presión exterior (2 atm = 202670 Pa). 3) Aplicando las fórmulas de variación de energía interna y del trabajo realizado por la presión, se calcula el volumen final como 3.01 m3.

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    Examen Electro

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    Diana Aidee León Claudio
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    1) Se pide calcular el volumen final de un gas contenido en un recipiente con émbolo móvil que ocupa inicialmente 4 L, suponiendo una presión exterior de 2 atm. 2) Se dan los valores de variación de energía interna (300 J), calor absorbido (100 J) y presión exterior (2 atm = 202670 Pa). 3) Aplicando las fórmulas de variación de energía interna y del trabajo realizado por la presión, se calcula el volumen final como 3.01 m3.

    Descripción original:

    Holi

    Título original

    EXAMEN ELECTRO

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    1) Se pide calcular el volumen final de un gas contenido en un recipiente con émbolo móvil que ocupa inicialmente 4 L, suponiendo una presión exterior de 2 atm. 2) Se dan los valores de variación de energía interna (300 J), calor absorbido (100 J) y presión exterior (2 atm = 202670 Pa). 3) Aplicando las fórmulas de variación de energía interna y del trabajo realizado por la presión, se calcula el volumen final como 3.01 m3.

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    Diana Aidee León Claudio
    1) Se pide calcular el volumen final de un gas contenido en un recipiente con émbolo móvil que ocupa inicialmente 4 L, suponiendo una presión exterior de 2 atm. 2) Se dan los valores de variación de energía interna (300 J), calor absorbido (100 J) y presión exterior (2 atm = 202670 Pa). 3) Aplicando las fórmulas de variación de energía interna y del trabajo realizado por la presión, se calcula el volumen final como 3.01 m3.

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    de 5

    En un recipiente con un émbolo móvil contiene 4L de un gas.

    Si la variación de energía interna


    que experimenta es de 300 J y ha absorbido 100 J de calor del entorno, ¿Cuál será el volumen
    final que ocupa el gas suponiendo que hay una presión exterior de 2 atm?

    Datos
    • Volumen inicial: 4 L → se transforma a metros cubicos
    • Volumen final: ¿?
    • Variación de la energía interna (∆𝑈): 300 J
    • Calor absorbido del entorno (Q)= 100 J
    • Presión= 2 atm → se transformara a pascales 202670 pa
    ¿Qué nos pide? Calcular el volumen final... Por lo cual primero procedemos a checar que formulas
    ocuparemos y notamos que al tener a la variación de energía podremos ocupar:
    ∆𝑈 = 𝑄 + 𝑊

    Identificamos los valores que ya tenemos resultándonos que nos falte “W2 pero en los demás
    eventos solox
    −𝑄 + ∆𝑈 = 𝑊
    300𝐽 − 100𝐽 = 𝑊
    200𝐽 = 𝑊

    También se usara la siguiente fórmula para determinar la parte final del volumen:
    𝑊 = −𝑃 ∗ ∆𝑉
    200𝐽 = −202670Pa ∗ (𝑣𝑓 − 0.004𝑚3)
    Despejamos para dejar al volumen solo
    𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙: 3.01

    Ejercicios de cálculos de entalpia de reacción


    Primero debemos de saber que cuando nos menciona estos ejercicios debemos ocupar la siguiente ecuación:

    Posteriormente se nos aplica el siguiente ejercicio:

    𝐶6 𝐻6 + 𝑂2 −> 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂

    Debemos observar que la ecuación se encuentre balanceada para poder proceder


    𝐶6 𝐻6 + 15/20 𝑂2 −> 6𝐶𝑂2 + 3𝐻2 𝑂
    Una vez balanceada proseguimos a buscar las entalpias de los productos y reactivos en tablas
    ∆𝐻𝑓𝑜 (𝐶6 𝐻6 ) (𝑙)) =11.7 kcal/mol

    ∆𝐻𝑓𝑜 (𝐶𝑂2 ) (𝑙)) =-393.51 Kj/mol

    ∆𝐻𝑓𝑜 (𝐻2 𝑂) (𝑙)) = -285.8 Kj/mol

    ∆𝐻𝑓𝑜 (𝑂2 ) (𝑙)) = 0

    Si observamos bien el valor de la primera entalpia esta en kcal sobre mol, por lo tanto es importante realizar la
    conversión a kj/ mol

    11.7 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙 1 𝐾𝑗
    = = 48.95 𝑘𝑗/𝑚𝑜𝑙
    0.239 𝑘𝑐𝑎𝑙
    Teniendo ya estas conversiones procedemos a terminar de contesta
    ∆𝐻𝑓𝑜 = [6(−393.51 𝐾𝑗7𝑚𝑜𝑙) + 3(−285.8 𝐾𝑗/𝑚𝑜𝑙) − (48.95 𝐾𝑗/𝑚𝑜𝑙)]

    ∆𝐻𝑓𝑜 = −3267.41

    Calor de neutralización
    Calor producido cuando un equivalente gramo es neutralizado por una base. Calor que se desprende
    en la neutralización de un ácido y una base.

    HCl+NaOH → NaCl + H2O


    Datos
    HCl = 100 mL; M=0.5 moles/L; Ti = 20.5 ° C
    NaOH = 100 mL; M = 0.5 moles/L; Ti = 20.5 ° C
    T final solución = 22.9 ° C
    Densidad y Ce del agua.
    El calor específico del agua es 1 caloría/gramo °C = 4,186 julios/gramo °C que es mas alto que el de cualquier
    otra sustancia común.

    Densidad: 997 kg/m³


    n
    M=
    V(L)
    Despejamos
    n = 0.5 moles* 0.1 L = 0.05 moles
    Con la densidad buscaremos la masa en gramos
    m
    densidad =
    v
    Despejamos
    masa = volumen* densidad
    sustituyendo
    masa = (200 mL)* (1g/mL) = 200g

    Es la suma del volumen del HCl y NaOH


    Posteriormente tenemos la siguiente formula:
    Q = msol * Cesol *∆T

    𝑄 = msol ∗ Cesol ∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖)


    Tenemos que la diferencia de temperaturas es (22.9-20.5=2.4)

    𝑄 = (200g) ∗ 4,186 julios/gramo °C ∗ (2.4°C)


    Q = (200g) ∗ 4,186 julios/gramo °C ∗ (2.4°C)
    • Calcular el ΔHºn sin considerar el Cp del calorímetro
    Respuesta:
    -Q = 2Kj = ∆Hn

    • Calcular el ΔHºn considerando que el calorímetro tiene una Cp = 335 J°C


    𝑄 = msol ∗ Cesol *∆T + Ccal*∆T
    𝑄 = 2Kj + 335 J/°C*2.4°C
    La constante del calorimetro engloba a la masa del calorimetro y al calor especifico de el,
    normalmente nos lo dan finalmente se juntan los dos incisos y tenemos
    𝑄𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝑄𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 + 𝑄 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜

    𝑄𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 = -2.804Kj
    Una reacción exotérmica es aquella cuyo valor de entalpía es negativo, es decir, el sistema desprende o libera
    calor al entorno (ΔH < 0).
    •Una reacción endotérmica es aquella cuyo valor de entalpía es positivo, es decir, el sistema absorbe calor del
    entorno (ΔH > 0).
    LEY DE HESS

    Ejercicio
    Calcula la entalpia estándar de la reacción C(s) + 2H2 (g)-- > CH4 (g) a
    A partir de los siguientes datos
    C(s) + O2 (g)-- > CO2 (g) ∆Ho = -393,5 Kj
    H2 (g) + 1/2O2 (g)-- > H2 O(l) ∆Ho = -285,8 Kj
    CH4 (g) + 2O2 (g)-- > CO2 (g) + 2H2 O(l) ) ∆Ho = -890, 4 Kj

    Lo primero que hacemos es que debemos de checar que nuestra reacción principal se encuentre
    balanceada:
    C(s) + 2H2 (g)-- > CH4 (g) a La cual si esta balanceada
    Posteriormente debemos tener encuenta que se busca la obtención de entalpia de reacción a partir de
    entalpias de formación (estas se pueden obtener de tablas)
    Recordando la siguiente formula
    ∆Hr = ∆Hproductos- ∆Hformacion de reactivos
    Recordando que cuando una entalpia es – (negativa) se dice que es un proceso exotermico y cuando es +
    (positiva) se trata de un proceso endotérmico, por lo cual analizando cada entalpia de formación, todas son
    negativas por lo cual se entiende que es exotermico.
    Continuando tenemos que observar la ecuación y relacionarlas con las 3 que hay de bajo
    C(s) + 2H2 (g)-- > CH4 (g) a

    Reactivos Reactivos Productos

    Por lo cual al irlo despejando se requiere que el C se encuentre en la parte de reactivos


    C(s) + O2 (g)-- > CO2 (g) ∆Ho = -393,5 Kj
    Y en la ecuación si esta de ese lado, por lo tanto se respeta y no se mueve
    Pasamos a la siguiente ecuación que tiene H y debemos verificar la ubicación de este:
    H2 (g) + 1/2O2 (g)-- > H2 O(l) ∆Ho = -285,8 Kj
    Vemos que el H2 se encuentra en el mismo lado de los reactivos entonces se respeta y no se voltea.
    Pero como la ecuación debe respetar los mismos valores que la inicial, observamos que esta tiene
    un 2 del lado del H, por lo cual se debe anexar para que se respeten los valores iniciales, pero el dos
    multiplicaría a todo:
    2H2 (g) + 2(1/2)O2 (g)-- > 2H2 O(l) ∆Ho = 2(-285,8 Kj)
    Continuamos con la tercera y ultima ecuación y debemos realizar lo mismo
    CH4 (g) + 2O2 (g)-- > CO2 (g) + 2H2 O(l) ) ∆Ho = -890, 4 Kj
    Pero aquí nuestro Ch4 esta en una ubicación de reactivos, y eso no le corresponde porque debería
    estar en los productos como lo indica nuestra ecuación inicial, por lo tanto se debe invertir

    CH4 (g) + 2O2 (g)-- > CO2 (g) + 2H2 O(l) ) ∆Ho = -890, 4 Kj
    CO2 (g) + 2H2 O(l) ) -- > CH4 (g) + 2O2 (g) ∆Ho = +890, 4 Kj (se invierte tambien el signo)

    Posteriormente volvemos a acomodar las ecuaciones


    CO2 (𝑔) + 2H2 𝑂(𝑙) ) − −> 𝐶H4 (𝑔) + 2O2 (𝑔) ∆𝐻𝑜 = +890, 4 𝐾𝑗
    C(s) + O2 (g)-- > CO2 (g) ∆Ho = -393,5 Kj
    2H2 (g) + O2 (g)-- > 2H2 O(l) ∆Ho = 2(-285,8 Kj) = -571.6Kj

    C(s) + 2H2(s) = CH4 (g) ∆Ho = 74.7 Kj = -68.7 Kj

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