1.- La vaporización de 1 mol de mercurio a 350ºC y presión

COMUNIDAD VALENCIANA / JUNIO 99. LOGSE / QUÍMICA / TERMOQUÍMICA /
OPCIÓN A / PROBLEMA nº 1
1.- La vaporización de 1 mol de mercurio a 350ºC y presión constante de 1 atmósfera,
absorbe 270 J/g de Hg vaporizado. Calcular:
a) El trabajo de expansión realizado en kJ/mol a presión constante.
b) La variación de energía interna experimentada, en kJ/mol.
c) La variación de entalpía experimentada, en kJ/mol.
Datos: Ar (Hg)= 201; densidad del Hg líquido= 13,6 g/ml; 1 atmósfera = 101.300 pascales;
R= 8,31 J/mol K; R= 0,082 atm·L/(K·mol)
Solución:
La vaporización consiste en el paso de líquido a gas.
Hg (l ) D Hg (g)
a) El trabajo a presión constante se expresa:
W= −p· ∆V = −p · (Vg−Vl) ≅ – p·Vg
El volumen que ocupa un mol líquido de mercurio es despreciable frente al volumen en estado
gaseoso:
V = m / d = 201 / 13,6 = 14,8 mL = 1,48 ·10-5 m3 (volumen despreciable)
Por lo tanto:
W = −p·Vg
Calculamos el volumen que ocupa un mol de mercurio gaseoso a partir de la expresión:
P·V= n·R·T
101300 · V = 1 · 8,31 · (273+350)
V= 0,0511 m3
Por tanto el trabajo será:
W= −101300 · 0,0511= −5177 J/mol
b) Según el primer principio de la termodinámica:
∆U = Q+W
Pasamos el trabajo a J/mol: 270 J/g · 201g/mol = 54270 J/mol
∆U= 54270 − 5177 = 49093 J/mol
c) En los procesos a presión constante, ∆H = Qv , por lo tanto:
∆H = 54270 J/mol
El signo positivo de la entalpía indica que el proceso es endotérmico, ya que para una vaporización
es necesario aportar calor del exterior.
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