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• Jonathan Escalant Solo

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1. A partir de los ecuaciones y calores siguientes, hallar el calor molar del tipo de formación del AgCl a 25°C. 𝑎) 𝐴𝑔2 𝑂(𝑆) + 2𝐻𝐶𝑙(𝑔) = 2𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑙) 𝑏) 2𝐴𝑔(𝑠) + 1⁄2 𝑂2(𝑔) = 𝐴𝑔2 𝑂(𝑔)

△ 𝐻° = −77,610 𝑐𝑎𝑙 △ 𝐻° = −7310 𝑐𝑎𝑙

𝑐) 1⁄2 𝐻2(𝑔) + 1⁄2 𝐶𝑙2(𝑔) = 𝐻𝐶𝑙(𝑔)

△ 𝐻° = −22,060 𝑐𝑎𝑙

𝑑) 𝐻2(𝑔) + 1⁄2 𝑂2(𝑔) = 𝐻2 𝑂(𝑙)

△ 𝐻° = −68,320 𝑐𝑎𝑙

Solución: A (c) multiplicamos por 2 y invertimos (d) 𝑎) 𝐴𝑔2 𝑂2(𝑔) + 2𝐻𝐶𝑙2 = 2𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑙)

△ 𝐻° = −77,610 𝑐𝑎𝑙

𝑏) 2𝐴𝑔(𝑠) + 1⁄2 𝑂2(𝑔) = 𝐴𝑔2 𝑂(𝑔)

△ 𝐻° = −7,310 𝑐𝑎𝑙

𝑐) 𝐻2(𝑔) + 𝐶𝑙2(𝑔) = 2𝐻𝐶𝑙(𝑔)

△ 𝐻° = −44,120 𝑐𝑎𝑙

𝑑) 𝐻2 𝑂(𝑙) =

𝐻2(𝑔) + 1⁄2 𝑂2(𝑔)

△ 𝐻° = +68,320 𝑐𝑎𝑙

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2𝐴𝑔(𝑠) + 𝐶𝑙2(𝑔) = 2𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠)

△ 𝐻° = −60,720 𝑐𝑎𝑙

Por mol: 2𝐴𝑔(𝑠) + 1⁄2 𝐶𝑙2(𝑔) = 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠)

△ 𝐻° = −30,360 𝑐𝑎𝑙

△ 𝐻° = −30,36 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙 2. Utilizando la ecuación Cp = 2,546 + 17,967𝑥10−3 𝑇 − 46,72𝑥10−7 𝑇 2 del 𝐶𝐻4(𝑔) , calcúlese la variación de entropía que resulta al calentar 3 moles de un gas desde los 380°k hasta los 750°k a presión constante. Solución: 750

△ S = 3∫ 380

(2,546 + 17,967𝑥10−3 𝑇 − 46,72𝑥10−7 𝑇 2 ) 𝑑𝑇 𝑇

750

[17,967𝑥10−3 − 46,72𝑥10−7 𝑇 +

△ 𝑆 = 3∫ 380

2,546 ] 𝑑𝑇 𝑇

△ 𝑆 = 3[17,967𝑥10−3 (750 − 380) − 46,72𝑥10−7 (7502 − 3802 ) + 2,546(𝑙𝑛750 − 𝑙𝑛380)] △ 𝑆 = 3( 6,647 − 1,953 + 1,731) △ 𝑆 = 19,275

3. Calcular el cambio de entropía que experimentan 4 moles de gas ideal al calentarse desde los 135 litros a 50°C hasta un volumen de 210 litros a 180°C. Para el gas el Cp. = 7.88 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑚𝑜𝑙 −1 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 −1 . Solución: △ 𝑆 = 𝑛. 𝐶𝑣. 𝑙𝑛

𝑇2 𝑉 ⁄𝑇 + 𝑛. 𝑅. 𝑙𝑛 2⁄𝑉 1 1

△ 𝑆 = 4 𝑥 7,88 𝑥 𝑙𝑛 453⁄323 + 4 𝑥 1,987 𝑥 𝑙𝑛 210⁄135 △ 𝑆 = 10,66 + 8,39 △ 𝑆 = 19,05 4. Calcular el cambio de entropía que experimentan 3 moles de un gas ideal al calentarse desde una presión inicial de 6 atm a una final de 10 atm , con una variación de temperatura de 65°C a 127°C, siendo el Cp. de este gas 9,88 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑚𝑜𝑙 −1 . 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 −1 . Solución:

△ 𝑆 = 𝑛. 𝐶𝑝. 𝑙𝑛

𝑇2 𝑃 ⁄𝑇 + 𝑛. 𝑅. 𝑙𝑛 2⁄𝑃 1 1

△ 𝑆 = 3 𝑥 9,88 𝑥 𝑙𝑛 400⁄338 + 3 𝑥 1,987 𝑥 𝑙𝑛 10⁄6 △ 𝑆 = 4,99 + 3,04 △ 𝑆 = 8,03 5. Calcular el incremento de entropía para un proceso total que le ocurre a 1 mol de vapor saturado de agua a 127°C y 1 atm, que condensándose y luego enfriándose el agua líquida, forma hielo a 0°C. El calor latente de vaporización del agua a 100°C es de 9720 cal/mol y el calor latente molar de fusión del hielo a 0°C es de 1436 cal. Solución: a) △S por condensación a 400°k △ 𝑆𝑎 =

△ 𝑆𝑎 =

△ 𝐻𝑐 𝑇

−9720 𝑐𝑎𝑙⁄𝑚𝑜𝑙 400 °𝐾

△ 𝑆𝑎 = −24,3 𝑐𝑎𝑙⁄𝑚𝑜𝑙°𝐾 b) △S por enfriamiento de 400°k a 273°k △ 𝑆𝑏 = 𝐶𝑝. 𝑙𝑛

𝑇2 𝑇1

△ 𝑆𝑏 = (18

𝑔𝑟 1𝑐𝑎𝑙 273 )( ) 𝑙𝑛 𝑚𝑜𝑙 𝑔𝑟. °𝐾 400

△ 𝑆𝑏 = (18

𝑐𝑎𝑙 ) 0,382 𝑚𝑜𝑙. °𝐾

△ 𝑆𝑏 = −8.67 𝑐𝑎𝑙⁄𝑚𝑜𝑙°𝐾 c) △S por solidificación a 273°k △ 𝑆𝑐 =

△ 𝐻𝑓 𝑇

−1436 𝑐𝑎𝑙⁄𝑚𝑜𝑙 △ 𝑆𝑐 = 273°𝐾 △ 𝑆𝑐 = −5,26 𝑐𝑎𝑙⁄𝑚𝑜𝑙°𝐾 d) Calculo de △ 𝑆𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 △ 𝑆𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = △ 𝑆𝑎 +△ 𝑆𝑏 +△ 𝑆𝑐 △ 𝑆𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = (−24,3) + (−8,67) + (−5,26) △ 𝑆𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = −38,23 𝑐𝑎𝑙⁄𝑚𝑜𝑙°𝐾 6.