PROBLEMA 1.
- El gasohol es una mezcla de gasolina (octano, C₈H₁₈) y etanol (C₂H₆O) que se utiliza como combustible para reducir las emisiones globales de CO₂.
Calcula :
a) Las entalpías molares de combustión del octano y etanol.
Las ecuaciones químicas correspondientes a la combustión del
octano y etanol son :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=C_%7B8%7DH_%7B18%7D%20%28l%29%2B%20%5Cfrac%7B25%7D%7B2%7DO_%7B2%7D%28g%29%3D%5C%20%5Ctextgreater%0A%5C%208CO_%7B2%7D%28g%29%2B9H_%7B2%7DO%28l%29%3B%20" /> <img src="https://tex.z-dn.net/?f=C_%7B2%7DH_%7B5%7DOH%0A%28l%29%2B%203O_%7B2%7D%28g%29%3D%5C%20%5Ctextgreater%20%5C%202CO_%7B2%7D%28g%29%2B3H_%7B2%7DO%28l%29%3B%20" />
Los elementos simples no tienen entalpía de formación,
siendo la entalpía de la reacción :
ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Br%7D%20" />(C₈H₁₈) = Σa · ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bf%7D%20" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bprod%7D%20" /> - Σb · ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bf%7D%0A" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Breac%7D%20" /> = 8· ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bf%7D%20" />[(CO₂) (g)] + 9· ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bf%7D%20" />[(H₂O) (l)] - ΔH°<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20_%7Bf%7D%20" />[(C₈H₁₈)
(l)] = 8· ( - 393, 5) kJ· mol⁻¹ -
9· ( - 285, 8) kJ· mol⁻¹ +
249, 9 kJ· mol⁻¹ = - 5, 470, 3 kJ· mol⁻¹
ΔH°[img = 10](C₂H₅OH) = Σa· ΔH°[img = 11][img = 12] - Σb · ΔH°[img = 13][img = 14] = 2· ΔH°[img = 15][(CO₂) (g)] + 3· ΔH°[img = 16][(H₂O) (l)] - ΔH°[img = 17][(C₂H₅
(l))] = 2· ( - 393, 5) kJ· mol⁻¹ -
3· ( - 285, 8) kJ· mol⁻¹ +
277, 7 kJ· mol⁻¹ = - 1367, 3 kJ· mol⁻¹
b) La cantidad de energía en forma de calor que se libera al quemar 1 L de la mezcla de gasohol que contiene el 12, 5 % en peso de etanol (siendo el 87, 5% restante de octano), si la densidad de la mezcla es 0, 757 g · cm⁻³
La masa de 1L de mezcla es : m = d · V = 0, 757
g / mL·1.
000 mL = 757 g, de
los que el 12, 5 % es etanol, es decir, 757 g · 0, 12 = 90, 84, y el resto, 87, 5
%, de octano, es decir, 757 g – 90, 84 g = 666, 16 g.
Los moles de cada una de las sustancias son :
[img = 18]
La energía desprendida en la combustión de los
moles de cada sustancia en la mezcla es :
Q (C8H18) = 5, 84
moles · 5.
470, 3 kJ · mol⁻¹ =
31.
946, 55 kJ.
Q(C2H5OH) = 1, 975 moles · 1.
367, 3 kJ · mol⁻¹ =
2.
700, 42 kJ.
La energía total desprendida es Qt = 31.
946, 55
kJ + 2.
700, 42 kJ = 34.
646, 97 kJ.
Datos
Ar(H) = 1 u ;
Ar(C) = 12 u ;
Ar(O) = 16 u ;
∆Hºf (KJ · mol–1) :
• C₈H₁₈(l) = – 249, 9 ;
• C₂H₆O (l) = –277, 7 ;
• CO₂(g) = – 393, 5
• H₂O (l) = – 285, 8.
Prueba de Selectividad, Comunidad de Valencia, Junio 2016, QUIMICA.