Quimica




Facultad de
Ingeniería industrial
● CURSO :
QUÍMICA INDUSTRIAL
DOCENTE :
MIGUEL MONTREUIL FRÍAS
ALUMNO :
CARLOS SILVA SALCEDO

CICLO :
II
SECCIÓN :
“B”


TRUJILLO – PERÚ
2011
Problemas resueltos

1. Una muestra de 1.435g denaftaleno (C10H8), una sustancia de olor permanente que se utiliza en los repelentes contra polillas, se queman en una bomba calorimétrica a volumen constante. Como consecuencia, la temperatura del agua se eleva de 20.28 a 25.95°C. Si la capacidad calorífica de la bomba más el agua fue de 10.17 kJ/°C, calcule el calor de combustión del naftaleno sobre una base molar; es decir, encuentre el calor decombustión molar.
Sol:
Qcal= Ccal t
Qcal= (10.17 kJ/°C)(25.95 °C – 20.28°C)
Qcal= 57.66 kJ
Qsist = Qcal + Qreacción = 0
Qcal = - Qreacción
Qreacción = -57.66 kJ
Calor molar de combustión = -57.66 kJ x 128.2 g C10H8 = -5.151 x 103kJ/mol
1.435g C10H8 1 mol C10H8

2. Una muestra de 1.922g de metanol (CH3OH) se quemóen una bomba calorimétrica a volumen constante. Como consecuencia, la temperatura del agua se elevó 4.20°C. si la cantidad del agua que rodea el calorímetro fue de 10.4 kJ/°C, calcule el calor molar de combustión.
Qcal= Ccal t
Qcal= (10.4 kJ/°C)(4.20)
Qcal= 43.68 kJ
Qcal = - Qreacción
Qreacción = -43.68 kJ
Calor molar de combustión = -43.68 kJ x 32 g CH3OH = -727.24 kJ/mol1.922g CH3OH 1 mol CH3OH

3. ¿Qué variación de energía interna se produce al transformarse 100 g de agua a 25ºC en vapor a 100ºC a la presión constante de 1 atm = 101300 Pa?
Datos: ce(agua) 4180 J·kg–1·ºC–1; Lv = 2257 kJ·kg1;
R = 8,31 J ·mol–1·K–1; d(agua) = 1000 kg · m–3.
Sol:
Q1 = m · ce · DT = 0,100 kg · 4180 J·kg–1·ºC–1 · 75ºC = 31350 JQ2 = m · LV = 0,100 kg · 2257 kJ·kg–1 = 225700 J

Q = Q1 + Q2 = 31350 J + 225700 J = 257050 J
m 0,1 kg
V1 = ¾ = ¾¾¾¾¾ = 10–4 m3
d 1000 kg · m3
m ·R ·T 0,1 kg·8,31 J·mol–1·K–1·373 K
V2 = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0,17 m3
M · p 0,018 kg · mol–1 · 101300 Pa
DV = V2 – V1 = 0,17 m3 – 10–4 m3 = 0,17 m3

W = –101300 Pa · 0,17 m3 = –17220J

DU = Q + W = 257000 J + (–17220 J) = 239800 J

4. Quemamos 25 g de octano (líquido) a volumen constante a 25ºC desprendiéndose 1200 kJ. ¿Cuál será U y H en la combustión de 3 moles de octano a 25 ºC?
Sol:
M(C8H18) = 114 g/mol
25 g 3·114 g
¾¾¾ = ¾¾¾ Þ Q = 16416 kJ
1200 kJ Q
DU = QV = –16416 kJ
C8H18(l) + 25/2 O2(g) 8 CO2(g) + 9 H2O(l)
Dn = 8 –25/2 = –4,5
Dn = 3(–4,5 mol) = –13,5 mol
DH = DU + Dn·R·T = –16416 kJ –(13,5 mol)(8,31 J·mol·K–1)(298 K)
DH = 49863.22 kJ/mol


5. ¿Cuánto calor se necesita para evaporar un cubo de hielo de 1.0 g inicialmente a 0°C? El calor latente de fusión del hielo es 80 cal/g y el calor latente de vaporización del agua es 540 cal/g

Sol:
Q = mLf + mC∆T + mLv
Q = (1 g) (80cal/g) + (1 g) (1 cal/gC) (100C – 0C) + (1 g) (540 cal/g)
Q = 80 cal + 100 cal + 540 cal
Q = 720 cal

6. Con un litro de agua a 30°C se prepara té helado. ¿Cuánto hielo a 0°C debe agregarse para reducir la temperatura del té a 10°C?

Sol:

Sea m = 1 kg, la masa de 1 litro, la masa del hielo que se va a fundir, C la capacidad calorífica del agua, Ti = 30C, Tf = 10C y Lf = 80kcal/kg.

-mC(Tf – Ti) = Lf +C (Tf - 0C)
1Kgx1kcal/kgC x (30-10) = + x 1,000kcal/KgCx (10C)
20= 90/Kg
=0.222Kg

7. Cuando un conductor frena un automóvil. La fricción entre los tambores y las balatas de los frenos convierten la energía cinética del auto en calor. Si un automóvil de 1500 kg que viaja a 30 m/s se detiene, ¿cuánto aumenta la temperatura en cada uno de los cuatro tambores de hierro de 8...