Page 283 - Quimica - Undécima Edición

6.5 Calorimetría 253

Tabla 6.3 Calores de algunas reacciones típicas, medidos a presión constante

Tipo de DH
reacción Ejemplo (kJ/mol)
Calor de neutralización HCl(ac) 1 NaOH(ac) ¡ NaCl(ac) 1 H 2 O(l) 256.2
1
2
Calor de ionización H 2 O(l) ¡ H (ac) 1 OH (ac) 56.2
Calor de fusión H 2 O(s) ¡ H 2 O(l ) 6.01
Calor de vaporización H 2 O(l) ¡ H 2 O(g ) 44.0*
Calor de reacción MgCl 2 (s) 1 2Na(l) ¡ 2NaCl(s) 1 Mg1s2 2180.2
* Medido a 258C. a 1008C, el valor es de 40.79 kJ.

Ejemplo 6.8
2
2
Una muestra de 1.00 3 10 mL de HCl 0.500 M se mezcla con 1.00 3 10 mL de NaOH
0.500 M en un calorímetro a presión constante de capacidad calorífi ca despreciable. La tem-
peratura inicial de las disoluciones de HCl y NaOH es la misma, 22.508C, y la temperatura
fi nal de la mezcla es de 25.868C. Calcule el cambio de calor de la reacción de neutralización
sobre una base molar
NaOH(ac) 1 HCl(ac) ¡ NaCl(ac) 1 H 2 O(l)

Suponga que las densidades y los calores específi cos de las disoluciones son iguales que los
del agua (1.00 g/mL y 4.184 J/g ? 8C, respectivamente).

Estrategia Debido a que la temperatura aumentó, la reacción es exotérmica. ¿Cómo se
calcula el calor absorbido por la combinación de disoluciones? ¿Cuál es el calor de la
reacción? ¿Cuál es el factor de conversión para expresar el calor de reacción sobre una base
molar?
Solución Suponiendo que no hay pérdida de calor hacia los alrededores, q sist 5 q disol 1
q reac 5 0, por lo que q reac 5 2q disol , donde q disol es el calor absorbido por la disolución com-
binada. Como la densidad de la disolución es de 1.00 g/mL, la masa de 100 mL de la diso-
lución es de 100 g. Así

q disol 5 ms¢t
2
2
5 (1.00 3 10 g 1 1.00 3 10 g)(4.184 J/g ? °C)(25.86°C 2 22.50°C)
3
5 2.81 3 10 J
5 2.81 kJ
Dado que q reac 5 2q disol, q reac 5 22.81 kJ.
A partir de las molaridades dadas, el número de moles de HCl como de NaOH en diso-
2
lución es 1.00 3 10 mL de disolución es
0.500 mol
3 0.100 L 5 0.0500 mol
1 L
Por lo tanto, el calor de neutralización cuando 1.00 mol de HCl reacciona con 1.00 mol de
NaOH es

22.81 kJ
calor de neutralización 5 5256.2 kJ/mol
0.0500 mol
Verifi cación ¿El signo corresponde con la naturaleza de la reacción? En estas condiciones
de reacción, ¿el cambio de calor puede igualar al cambio de entalpía? Problema similar: 6.38.