Calcula la entalpía de formación del ácido acético (CH 3 -COOH), a partir de las entalpías de combustión de un mol de carbono, hidrógeno y ácido acético que son respectivamente: -393,3 KJ, -285,8 KJ y -876,3 KJ, b) ¿Qué energía se requiere para obtener 1kg de ácido acético? C) ¿Qué volumen de oxígeno, en condiciones estándar, se necesita para obtener ese kilogramo de ácido acético?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Explicación:
C + O2 → CO2 ΔH⁰ = -393.3 kJ/mol [1]
H2 + (1/2) O2 → H2O ΔH⁰ = -285.8 kJ/mol [2]
C2H4O2 + 2 O2 → 2 CO2 + 2 H2O ΔH⁰ = -876.3 kJ/mol [3]
La reacción de formación de un compuesto es la reacción en la que, a partir de los elementos que lo constituyen, se obtiene 1 mol de compuesto. La reacción, pues, debe ajustarse de modo que en el segundo miembro aparezca 1 mol de compuesto. Según esto, la reacción de formación del ácido acético es
2 C + 2 H2 + O2 → C2H4O2 ΔHf⁰
Para aplicar la ley de Hess, obtendremos esta última ecuación a partir de las tres primeras.
Sumaremos la [1] multiplicada por 2, con lo que ya tenemos los 2 C de la reacción de formación:
2 C + 2 O2 → 2 CO2
A esta le sumamos la [2] también multiplicada por 2, con lo que también tenemos ya 2 H2:
2 C + 2 O2 + 2 H2 + O2 → 2 CO2 + 2 H2O
Con la suma de las dos primeras ya tenemos también el O2. Solo falta el C2H4O2 en el segundo miembro para tener la reacción de formación; como en la [3] aparece 1 mol de C2H4O2, pero en el primer miembro, restaremos la [3], que es lo mismo que sumar la inversa:
2 C + 2 O2 + 2 H2 + O2 + 2 CO2 + 2 H2O → 2 CO2 + 2 H2O + C2H4O2 + 2 O2
Eliminamos 2 mol de O2, 2 mol de CO2 y 2 mol de H2O en ambos miembros y nos queda
2 C + 2 H2 + O2 → C2H4O2 ΔHf⁰
que es, precisamente, la ecuación que buscamos. La entalpía de esta reacción será, según la ley de Hess, la suma de la entalpía de la [1] multiplicada por 2, más la de la [2] multiplicada también por 2 y restando la entalpía de la [3]
ΔHf⁰ = 2 · (-393.3) + 2 · (-285.8) - (-876,3) = -481.9 kJ/mol de C2H4O2