Aplicación de la ley de Hess para calcular el calor de formación de un proceso (530)

, por F_y_Q

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a) Escribe las ecuaciones de combustión del ácido butanoico, el hidrógeno y el carbón.

b) Indica cuáles de los reactivos o productos de esas reacciones tienen una entalpía de formación nula en condiciones estándar.

c) Aplicando la ley de Hess, explica cómo calcularías la entalpía de formación del ácido butanoico a partir de las entalpías de combustión de las reacciones del apartado a).

P.-S.

a) Las reacciones de combustión tienen en común que cada reactivo se mezcla con oxígeno:

$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf C_4H_8O_2(l) + 5O_2(g)\ \to\ 4CO_2(g) + 4H_2O(l)\ ;\ \Delta H_1}}$$$
$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf 2H_2(g) + O_2(g)\ \to\ 2H_2O(l)\ ;\ \Delta H_2}}$$$
$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf C(s) + O_2(g)\ \to\ CO_2(g)\ ;\ \Delta H_3}}$$$


b) Serán los elementos que están en su estado de agregación para la temperatura a la que se da la reacción. Estos elementos son oxígeno, carbón e hidrógeno.

c) La reacción de formación del ácido butanoico es:

$$$ \color{forestgreen}{\bf 4C(s) + 4H_2(g) + O_2(g)\ \to\ C_4H_8O_2(l)}$$$

Los pasos que sigues para obtener esta ecuación son:

1. Multiplicas por 2 la segunda ecuación:

$$$ \color{royalblue}{\bf 4H_2(g) + 2O_2(g)\ \to\ 4H_2O(l)}$$$

2. Multiplicas por 4 la tercera ecuación:

$$$ \color{royalblue}{\bf 4C(s) + 4O_2(g)\ \to\ 4CO_2(g)}$$$

3. Inviertes el sentido de la primera ecuación:

$$$ \color{royalblue}{\bf 4H_2O(l) + 4CO_2(g)\ \to\ C_4H_8O_2(l) + 5O_2(g)}$$$

Sumando las tres ecuaciones anteriores obtienes la ecuación de formación del ácido butanoico. Según la ley de Hess, la entalpía de formación del ácido butanoico la obtienes cuando haces la suma de las entalpías de cada reacción modificada, teniendo en cuenta que debes multiplicar sus valores por el mismo valor que has multiplicado cada reacción:

$$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf \Delta H_f = 2\Delta H_2 + 4\Delta H_3 - \Delta H_1}}$$$