hoja selectividad


Junio 00-PROBLEMAS.
1.-a) Escriba la reacción ajustada de hidrogenación del etino (acetileno) para obtener eteno y la reacción de hidrogenación del eteno para obtener etano, ambas a 25ºC. b) La entalpía de hidrogenación del etino a eteno es de –174,5 kJ/mol, y la entalpía de hidrogenación del eteno es de –137,3 kJ/mol. Calcule la entalpía de deshidrogenación del etano para obtener etinoa 25ºC. c) Calcule la entalpía correspondiente a la reacción de deshidrogenación de 1,0 gramos de etano para obtener eteno a 25ºC. Datos: Ar (H) = 1; Ar (C) = 12.
a) HC ≡ CH (g) + H2 (g)  H2C = CH2 (g) + H2 (g)  H3C  CH3 (g).
etino eteno etano
acetileno etileno
b) HC ≡ CH (g) + H2 (g)  H2C = CH2 (g) ∆Hº =  174,5 kJ/mol (1)
H2C = CH2 (g) + H2 (g)  H3C  CH3 (g) ∆Hº = 137,3 kJ/mol (2)
H3C  CH3 (g)  HC ≡ CH (g) + 2 H2 (g) ∆Hº = ¿?
-No puedo utilizar la ecuación ∆HºR =  n·∆Hºf PRODUCTOS   m·∆Hºf REACTIVOS porque no tengo entalpías de formación en condiciones estándar de los compuestos que salen en la ecuación química problema.
-Aplicando la ley de Hess:
H3C  CH3 (g)  HC ≡ CH (g) + 2 H2 (g) ∆Hº = ¿?
(2) al revés (1) al revés
H3C  CH3 (g)  H2C =CH2 (g) + H2 (g) ∆Hº = + 137,3 kJ/mol
H2C = CH2 (g) HC ≡ CH (g) + H2 (g) ∆Hº = + 174,5 kJ/mol
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H3C  CH3 (g)  HC ≡ CH (g) + 2 H2 (g) ∆Hº = + 311,8 kJ/mol
c) Me hace falta ∆Hº del etano a eteno, (2) al revés:
H3C  CH3 (g)  H2C = C2H (g) + H2 (g) ∆Hº = + 137,3 kJ/mol
m (g) 1,0
M (g/mol)30 [M = 2 · 12 + 1 · 6 = 30]
n (mol) 3,3·102 [n = m/M]
∆Hº = + 137,3 kJ/mol · 3,3·102 mol = + 4,5 kJ.

2.-El SO2 presente en el aire es el principal responsable de la lluvia ácida. Se puede determinar la concentración de SO2 del aire haciendo que dicho compuesto se disuelva y realizando una volumetría redox con una disolución de ion permanganato. La reacción es:
5 SO2 + 2 MnO4− + 2H2 O → 5 SO42 − + 2 Mn2+ + 4 H+.
a) Indique qué especie química se oxida y cuál se reduce especificando los cambios de estado de oxidación. b) Al analizar una disolución que contiene SO2 disuelto se comprueba que se necesitan 7,4 mL de disolución 0,0080 M de MnO4−. Calcule el número de moles y el número de gramos de dióxido de azufre que contiene dicha disolución. c) El SO2 de la disolucióndel apartado anterior proviene de una muestra de 500 litros de aire. Calcule la presión del SO2 en dicha muestra de aire a 25ºC. Datos: Ar (O) = 16; Ar (S) = 32. R = 0,082 atm·/K·mol.
a) Para saber qué especie química (compuesto químico) se oxida y qué especie química se reduce calculo los números de oxidación (ver criterios):
números de oxidación: +4 2 +7 2 +1 2 +6 2+2 +1
5 SO2 + 2 MnO4− + 2 H2 O → 5 SO42 − + 2 Mn2+ + 4 H+.
-Se oxida: la especie química que suba el número de oxidación. SO2  SO42 – (S pasa de +4 a +6)
-Se reduce: la especie química que baje el número de oxidación. MnO4−  Mn2+ (Mn de +7 a +2)
[Para contestar el apartado a) no es necesario el ajuste].
b) Necesito la ecuación ajustada. Si no estuvieseajustada la ajustaríamos siguiendo las normas vistas para el ajuste de reacciones redox. Primero calculo los moles de anión permanganato.
[MnO4−] = n / V; n = [ ] · V; n = 0,0080 (mol/L) · 7,4·103 (L); n = 5,9·105 mol
5 SO2 + 2 MnO4− + 2 H2 O → 5 SO42 − + 2 Mn2+ + 4 H+
n (mol) ¿? 5,9·105
n = 5,9·105 (mol MnO4− ) · 5 (mol SO2) / 2 (mol MnO4); n = 1,5·104 mol SO2-Con la masa molar del SO2 lo pasa a gramos:
n = m / M; M-SO2 = 32·1 + 16·2 = 64 g/mol; m = 1,5·104 (mol SO2)·64 (g/mol); m = 9,4·103 g.
d) Como el SO2 es un gas: P·V = n·R·T; P = n·R·T/V.
Datos: n = 1,5·104 mol SO2; V = 500 L; R = 0,082 (atm·L/mol·K)
t = 25 ºC; T = 273 + t; T = 25 +273; T = 298 K.
P = 1,5·104 (mol SO2)·0,082 (atm·L/mol·K)· 298 (K) / 500 (L). P = 7,3·106 atm....