Ejercicios De Equilibrio Quimico

2.1 Combustión del butano
¿Qué masa de dióxido de carbono se produciría si 100 gramos de butano ( C 4 H 10 ) se oxidan completamente para producir dióxido de carbono y agua?
SOLUCION: Primero escribiremos la reacción:
C4 H10 + O 2 CO 2 H2 O
Ahora se equilibra
2 C4 H10 + 1302 8 CO2 + 10H2 0

Se halla el peso en g por mol de butano:
C 4 H10 = 4 X 12 + 10 X 1 = 58 g/ mol
Ya sabemos que hay 44 gramos por mol de CO2 luego no necesitamos volver a calcularlo. Dos moles de butano (2 mol X 58 g/mol = 116 g) producen 8 moles de dióxido de carbono (8 mol X 44 g/mol = 352 g CO 2 ). De este modo podemos establecer la siguiente proporción:116 g C 4 H 10 = 100 g C4 H 10
352 g CO 2 X g CO 2

Así, X =100 X 352 /116 =303 g de CO2 producido.


2.2 Demanda teórica de oxigeno
Consideremos una solución de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) de 1,67 x 10-3 que se haoxidado completamente a CO 2 y H 2 O. Hallar la cantidad de oxigeno necesaria para completar la reacción.
SOLUCION: Para hallar el oxígeno necesario que oxida completamente esta glucosa, escribiremos primero la ecuación de igualdad, determinaremos pesos moleculares y hallaremos la masa de cada componente en la reacción:
C 6 H12 O 6 + 6 0 26 CO 2 + 6H2 O
6 X 12 + 12 X 1 +6 X16 = 180 6 X 32 =192 6 X 44 =264 6X 18 =108

Así se necesitan 192 g de oxígeno para oxidar 180 g de glucosa. De (2.3), la concentración de glucosa será
mg/L = 1.67 x 10-3 mol/L x 180 g/mol X 103 mg/g =301 mg/L
Así, la necesidad de oxigeno seria

300 mg/Lde glucosa X _192 g O2 _ = 321 mg/L de O2
180 g glucosa

2.3 Emisión de carbono del gas natural
La combustión de metano, CH4 (gas natural) en todo el mundo ofrece un rendimiento de 10.9 x 10 16 kJ de energía al año. Si el metano tiene un contenido energético de 39 x 103 kJ/m3 (a TPN), ¿qué masa de CO2 se emite a la atmosferacada año? Expresa también esta emisión constante en toneladas métricas de carbono (no en CO2) al año (distingamos la tonelada métrica europea (Tm) de 1,000 Kg de la americana (Ton), de 2.000 libras de peso).

SOLUCION: primero necesitamos expresar ese consumo en moles. Convertir kJ de energía. En moles de metano es inmediato
Moles CH4 = 10,9 x 1016 kJ/ año 39 x 103 kJ / año x 122.4 x 10-3m3/mol = 12.5 x 103 mol / año
Sabemos, por la igualdad de la reacción química dada en el ejemplo (2.1) que cada molécula de CH4 produce un mol de CO2, así es que emitiremos 12.5 x 10 13 moles de CO2 puesto que el peso molecular de CO2 es 44, la masa de CO2 emitido es

Masa de CO2 =12.5 x 10 13 mol/ año x 44 g/mol = 5.5 x 1015 g/año

Para expresar estas emisiones en toneladas de C al año,debemos convertir los gramos en toneladas y separar la parte de CO2 que es carbono. La parte CO2 que es carbono es, simplemente, la relación del peso atómico del carbono (12) con el peso molecular de dióxido de carbono (44)

Emisiones de C= 5.5. x 10 15 g CO2/ año x 1 Kg1.000 g x 1 Tm1.000 Kg x 12 g C44 g CO2=
1,5 x 109 Tm /año = 1,5 GTm C/año2.4 Calor de combustión bruto del metano
Hallar el calor de reacción durante la oxidación del metano CH4 para descomponerse en CO2 y H2O liquida.

SOLUCION: La reacción está escrita aquí, las entalpias, tomadas de la tabla 2.1 se muestra debajo
CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (l)
(-74,9) 2 x (0)...