Question

Mediante la combustión a presión constante de Etino (C2H2) se logró calentar 30kg de agua desde una temperatura ambiente de 20ºC hasta convertirla en vapor a 100ºC. Calcule la masa de Etino necesaria para calentar el agua.

Answer 1

La masa de etino necesaria para calentar el agua es 1860.93 g.

Explicación:

En el proceso de llevar agua desde una temperatura de 20°C hasta convertirla en vapor a 100°C se tienen dos etapas. La cantidad de calor que se tiene que suministrar en cada una de esas etapas es:

Q1: Calor necesario para llevar el agua de 20 °C ⇒ 100 °C

Q1= mCeΔT

Q1= (30 kg) (4180 J/ kg °C) (100 - 20) °C

Q1= 10032000 J = 10032 KJ

Q2: Calor necesario para el cambio de fase a 100°C

Q2= mΔHvap

Q2= (30000 g)(2760 J/g)

Q2= 82800000 J=  82000 KJ

El calor total es:

Qt= 10032 + 82000= 92832 KJ

La reacción de combustión del etino es:

C₂H₂ + 5/2 O₂ ⇒  2CO₂ + H₂O

Para calcular la cantidad necesaria de etino, se necesita determinar la entalpía de combustión a partir de las entalpías de formación.

Entalpía de combustión del etino:

ΔH°c= 2ΔH°f(CO₂)+ ΔH°f(H₂O) - ΔH°f(C₂H₂) - 5/2ΔH°f(O₂)

ΔH°f(CO₂)= -393.5 KJ/mol

ΔH°f(H₂O)= -285.8 KJ/mol

ΔH°f(C₂H₂) = 226.2 KJ/mol

ΔH°f(O₂)= 0

Reemplazando:

ΔH°c= 2(-393.5) + (-285.8) - 226.2

ΔH°c= -1299 KJ/mol

En la combustión de 1 mol de etino se liberan 1299 KJ.

La masa necesaria de etino es:

$92832KJ*\frac{1 mol C_{2}H_{2}}{1299KJ}*\frac{26.04gC_{2}H_{2}}{1 mol C_{2}H_{2}}=1860.93gC_{2}H_{2}$