2.- El calor de combustión del butano gaseoso a 1 atm y 25ºC, es ¡H

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BLOQUE A / CUESTIÓN 2
2.- El calor de combustión del butano gaseoso a 1 atm y 25ºC, es DH = - 2875,8 KJ / mol.
Las entalpías estándar de formación a 25ºC del CO2 (g) y H2 O (l) son, respectivamente,
-393,5 KJ / mol, y –285,83 KJ / mol. Calcular:
a) La entalpía de formación estándar del butano.
b) La variación de energía interna del proceso en condiciones estándar, a la
temperatura indicada.
Solución:
a) Se indican las reacciones de las cuales tenemos datos termodinámicos:
1. Combustión de un mol de butano.
C4 H10 + 13/2 O2
4 CO 2 + 5 H2O
DHºcomb = -2875,8 KJ / mol
2. Formación de un mol de CO2
C + O2
DHºf = -393,5 KJ / mol
CO2
3. Formación de un mol de H2 O.
H2 + 1/2 O2
DHºf = -285,83 KJ / mol
H2 O
Y ahora la reacción de la que nos piden la entalpía de formación: formación de un mol de
butano:
4 C + 5 H2
C4 H10
Aplicando la Ley de Hess, combinamos algebraicamente las 3 reacciones dato, de modo que
se obtenga la reacción problema. Del mismo modo procedemos con los valores de energía,
pues la entalpía es una función de estado que sólo depende de los estados inicial y final, y no
de las etapas intermedias.
(-1) · ( C4 H10 + 13/2 O2
4 · ( C + O2
4 CO2 + 5 H2O )
CO2 )
5 · ( H2 + 1/2 O2
H2 O )
4 C + 5 H2
C4 H10
D Hºf C4 H10 = - (- 2875,8) + 4· (-393,5) + 5· (-285,83)
D Hºf C4 H10 = -127,35 kJ / mol
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b) Por el Primer Principio de la Termodinámica, sabemos que:
DU = Q - W = Q - P · DV
DH = DU + P · DV , de donde: DU = DH - P · DV
En los gases ideales se cumple: P · V = n · R · T
Si se modifica el volumen, podemos escribir: : P ·DV =Dn · R · T
Luego la variación de energía interna se obtiene a partir de la variación de entalpía y otro
término relacionado con el trabajo:
DU = DH - Dn · R · T
En este caso:
4 C (s) + 5 H2 (g)
DH = -127,35 KJ / mol
Dn = 1 – 5 = - 4 moles
R = 8,31 J / (mol · K)
T = 298 K
DU = (-127,35) – (-4) · (8,31·10-3) · 298
DU = -117,44 kJ / mol
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C4 H10 (g)