EjerciciosFyQ

Ampliación: relación entre magnitudes termodinámicas y equilibrio químico (8449)

F_y_Q — 2025-04-24T07:21:29Z

a) Determina qué relación existe entre , , Q y K, para un sistema que opera a P y T constantes, en forma reversible.

b) Calcula y para la reacción siguiente, a 298 K:

NO2(g) + O2(g)}" title="\ce{NO(g) + O3(g) <=> NO2(g) + O2(g)}" />

Busca los datos que necesites en Internet.

a) La energía libre de Gibbs, en condiciones no estándar (), depende de la energía libre en condiciones estándar y del cociente de reacción (Q), siendo la ecuación:

En el equilibrio, se cumple que y , esto te permite establecer una relación entre la energía libre de Gibbs estándar y la constante de equilibrio:

b) Realizando una búsqueda en Internet de las energías libres de formación estándar, expresadas en , obtienes:

, , y

La variación de energía libre estándar para la reacción es:

Sustituyes los datos y calculas:

Para hacer el cálculo de la constante de equilibrio necesitas el valor de «R», pero expresada en julios:

A partir de la ecuación obtenida en el primer apartado, despejas el valor de la constante de equilibrio:

Para que quede más claro, al operar con el exponente obtienes:

El valor de la constante de equilibrio es:

Ampliación: Eficiencia energética y porcentaje de energía útil en un sistema (7942)

F_y_Q — 2023-05-21T05:05:04Z

Para generar 3 800 kWh de energía en una industria se utilizan 11 600 kg/h de vapor de agua. Este vapor se obtiene de la combustión de 1 450 kg/h de carbón, cuya capacidad térmica específica es de 29 000 kJ/kg.

a) Calcula la eficiencia térmica global del sistema.

b) Si la energía adicionada al vapor de agua, a partir de dicha combustión, es igual a 2 950 kJ/kg, ¿qué fracción de la energía liberada por el carbón se agrega al vapor?

Lo primero que debes hacer es expresar la energía generada y la energía que aporta el carbón en la misma unidad, para poder compararlas. Lo ideal es trabajar en el Sistema Internacional y, para ello, puedes fijar una hora de tiempo como base de cálculo, porque el carbón que entra al sistema y la energía generada están referidas a cada hora.

a) La eficiencia global es el cociente entre la energía que aporta el carbón y la energía que genera la planta industrial. Para expresarlo como porcentaje usas la expresión:

b) Calculas la energía que absorbe el vapor de agua a partir del dato de la energía que se aporta en el segundo apartado. Recuerda que sigues considerando una hora como base de cálculo:

Solo te queda hacer lo mismo que en el apartado anterior, pero con el valor que acabas de calcular referido al vapor de agua:

Presiones parciales de los reactivos de dos reacciones paralelas en el equilibrio (7827)

F_y_Q — 2023-01-11T06:36:49Z

A temperaturas elevadas, el carbono y el dióxido de carbono reaccionan según la ecuación química en equilibrio:

2CO(g)}" title="\ce{C(s) + CO2(g) <=> 2CO(g)}" />

El carbonato de calcio también se descompone, a temperaturas elevadas, de acuerdo con la ecuación química:

CaO(s) + CO2(g)}" title="\ce{CaCO3(s) <=> CaO(s) + CO2(g)}" />

A 1 000 K, para la primera reacción, mientras que para la segunda reacción .

En un recipiente se introducen cantidades suficientes de carbono y de carbonato de calcio, ambos sólidos, se cierra herméticamente y se calientan hasta 1 000 K. Calcula, una vez establecido el equilibrio, las presiones parciales de cada uno de los gases presentes en el recipiente, la presión total a la que está sometido este y las concentraciones de todas las especies gaseosas.

Dato: El volumen ocupado por la mezcla de gases en equilibrio es de 10 litros.

Al alcanzarse el equilibrio, tienes que considerar las dos únicas sustancias gaseosas que hay en ambas reacciones. Supones que hay x moles de e y moles de . La concentración de es inmediata si tienes en cuenta que es la única especie gaseosa en la segunda ecuación y coincide con el valor de la constante, es decir:

Los moles de dióxido de carbono en el equilibrio los puedes calcular si consideras que el volumen total es 10 L:

Si consideras ahora el valor de la constante de equilibrio de la primera reacción, teniendo en cuenta que las presiones parciales se pueden escribir en función de los moles y el volumen:

Despejas el valor de x y calculas:

La concentración de CO es inmediata:

Las presiones parciales son:

La presión total del sistema es la suma de las presiones parciales de las especies gaseosas:

Ampliación: Fórmula empírica y molecular de un compuesto orgánico líquido (7434)

F_y_Q — 2021-12-22T08:26:39Z

a) Por análisis de un compuesto orgánico líquido se determina que contiene de carbono, de hidrógeno, de oxígeno y el resto de cloro. Determina la fórmula empírica del compuesto.

b) Al evaporar 1.29 g de dicha sustancia en un recipiente cerrado, a la temperatura de y presión atmosférica normal, estos ocupan un volumen de . ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto?

c) Al disolver 2.064 g del compuesto, en estado líquido, en agua destilada suficiente para obtener 500 mL de disolución, se detecta que esta tiene carácter ácido; de ella se neutralizan con de una disolución obtenida al disolver 2 g de hidróxido de sodio puro en agua destilada, hasta conseguir 1 L de disolución. Escribe la posible ecuación química correspondiente a la reacción entre las sustancias e indica el número de moles de cada una de ellas que han reaccionado.

d) ¿Cuál es el pH de la disolución de hidróxido de sodio?

Si tomas 100 g como base de cálculo conviertes los porcentajes en masa de cada elemento. Ten en cuenta que el porcentaje de cloro lo calculas por diferencia:

Si aplicas las masas atómicas puede obtener los moles de cada uno de ellos por cada molécula:

Todos los elementos están en la misma proporción en la molécula porque obtienes el mismo número de moles, lo que quiere decir que la fórmula empírica es

b) Primero debes calcular la masa molecular de la sustancia por medio de la ecuación de los gases ideales:

Sustituyes los datos, teniendo en cuenta que las unidades deben ser homogéneas, y calculas:

Solo te falta ver cuántas veces está contenida la masa de la fórmula empírica en el dato de la masa molecular que acabas de obtener:

La fórmula molecular del compuesto es

c) Como tiene carácter ácido, la sustancia que tienes puede ser un ácido orgánico y su fórmula semidesarrollada sería: . La reacción de neutralización que se produciría es:

CHCl2-COONa(aq) + H2O(l)}}}}" title="\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{CHCl2-COOH(aq) + NaOH(aq) -> CHCl2-COONa(aq) + H2O(l)}}}}" />

Para calcular los moles de cada reactivo basta con que tomes en cuenta la disolución de la base y calcules los moles de que han reaccionado. Los moles del ácido serán los mismos porque la estequiometría de la reacción es 1:1. Los moles de que han reaccionado son:

d) La molaridad de la disolución es:

Puedes calcular el pOH de esta disolución y luego el pH:

El pH de la disolución es:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Refuerzo: pH y pOH conocida la concentración de protones (7206)

F_y_Q — 2021-06-01T05:00:44Z

Determina el pH y el pOH de una solución de bicarbonato de sodio (), cuya concentración de protones es . Indica si la solución es ácida, básica o neutra, y explica tu respuesta.

El pH es inmediato porque solo hay que aplicar la definición:

Para calcular el pOH basta con que tengas en cuenta que la suma del pH y el pOH debe ser 14:

La solución es básica porque el pH es mayor que 7.

Refuerzo: constante de equilibrio conociendo los moles iniciales (6814)

F_y_Q — 2020-10-06T06:58:24Z

Reaccionan inicialmente 8 moles de , 22 moles de y 2 moles de . Determina la constante de equilibrio sabiendo que en el equilibrio han quedado 2 moles de y el volumen total es 1 L.

La clave del ejercicio es ser capaz de seguir la estequiometría de la reacción:

2NH3}}}" title="\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}}}" />

Si quedan 2 moles de tras la reacción quiere decir que habrán reaccionado 6 moles de , por lo que quedarán en el equilibrio:

Como el volumen es de un litro, los moles calculados coinciden con la concentración molar de cada especie en el equilibrio, por lo que puedes calcular la constante de equilibrio:

Verdadero o falso sobre catalizadores y propiedades periódicas (1984)

F_y_Q — 2013-02-08T05:24:33Z

Explica por qué son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Los catalizadores son sustancias que modifican la velocidad de los procesos químicos porque afectan a la diferencia de energía entre reactivos y productos.

b) Si el potencial de ionización de un átomo metálico es mayor que la energía de una radiación incidente, no se produce efecto fotoeléctrico.

c) Cuanto mayor es el radio iónico de los iones que forman parte de un cristal iónico, mayor es su energía reticular.

a) Falso. Solo modifican la energía de activación, pero no la variación de entalpía del proceso.

b) Verdadero. No se produce efecto fotoeléctrico porque la radiación no es capaz de superar el trabajo de extracción de los electrones.

c) Falso. La energía reticular es inversamente proporcional al valor del radio iónico.