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272 CAPÍTULO 6 Termoquímica

6.136 Calcule DE para la siguiente reacción a 298 K: niendo que el cuerpo está compuesto por 50 kg de agua,
¿cuánto se elevaría la temperatura corporal si el cuerpo
2H 2 (g) 1 O 2 (g) ¡ 2H 2 O(l)
fuera un sistema aislado? ¿Cuánta agua debe eliminar
6.137 El término cal incluye el óxido de calcio (CaO, también el cuerpo como transpiración para mantener la tempe-
llamado cal viva) y el hidróxido de calcio [Ca(OH) 2 , ratura corporal normal (378C)? Comente sus resulta-
también llamado cal apagada]. Se utiliza en siderurgia dos. El calor de vaporización del agua puede tomarse
para eliminar impurezas ácidas, en el control de la con- como 2.41 kJ/g.
taminación del aire para eliminar óxidos ácidos como el 6.142 Dé un ejemplo para cada una de las siguientes situacio-
SO 2 y en el tratamiento de aguas. La cal viva se prepara nes: a) agregar calor a un sistema aumenta su tempera-
industrialmente calentando piedra caliza (CaCO 3 ) a una tura, b) agregar calor a un sistema no cambia (esto es, no
temperatura superior a 2 000°C: incrementa) su temperatura y c) la temperatura de un
sistema cambia aunque no se le agregue o extraiga calor.
CaCO 3 (s) ¡ CaO(s) 1 CO 2 (g)
6.143 A partir de los siguientes datos, calcule el calor de diso-
¢H° 5 177.8 kJ/mol
lución para KI:
La cal apagada se produce al tratar la cal viva con agua:
NaCl NaI KCl KI
CaO(s) 1 H 2 O(l) ¡ Ca(OH) 2 (s)
Energía reticular 788 686 699 632
¢H° 5265.2 kJ/mol
(kJ/mol)
La reacción exotérmica de la cal viva con el agua, así
como los calores específi cos tan bajos tanto de la cal Calor de disolución 4.0 25.1 17.2 ?
viva (0.946 J/g ? 8C) como de la cal apagada (1.20 J/g ? (kJ/mol)
8C) , hacen que sea peligroso almacenar y transportar la
6.144 Comenzando en A, un gas ideal experimenta un proce-
cal en recipientes de madera. Los barcos de vela hechos
so cíclico que implica la expansión y compresión a
de madera, que transportan cal, pueden incendiarse si
temperatura constante, como se muestra. Calcule el tra-
accidentalmente el agua penetra en las bodegas. a) Si
bajo total realizado. ¿Su resultado apoya la noción de
una muestra de 500 g de agua reacciona con una canti-
que el trabajo no es una función de estado?
dad equimolar de CaO (ambos a una temperatura inicial
de 258C), ¿cuál será la temperatura fi nal del producto
Ca(OH) 2 ? Suponga que el producto absorbe todo el
calor liberado en la reacción. b) Conociendo que las
2 B C
entalpías estándar de formación de CaO y H 2 O son de
2635.6 kJ/mol y de 2285.8 kJ/mol, respectivamente, P (atm)
calcule la entalpía estándar para la formación de
Ca(OH) 2 .
1
6.138 Una muestra impura de 4.117 g de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) A D
se quemó en un calorímetro a volumen constante con
una capacidad calorífi ca de 19.65 kJ/8C. Si el aumento
en la temperatura es de 3.1348C, calcule el porcentaje 1 2
V (L)
en masa de la glucosa en la muestra. Suponga que las
impurezas no se ven afectadas por el proceso de com- 6.145 Para las reacciones en fases condensadas (líquidas y
bustión. Vea el apéndice 3 en referencia a los datos ter- sólidas), la diferencia entre ΔH y ΔE suele ser muy
modinámicos. pequeña. Este enunciado también es válido para las
6.139 Construya una tabla con los encabezados q, w, DE y reacciones llevadas a cabo en condiciones atmosféri-
DH. Para cada uno de los siguientes procesos, deduzca cas. Sin embargo, en ciertos procesos bioquímicos, la
si cada una de las cantidades en la lista es positiva (1), presión puede ser tan grande que ΔH y ΔE pueden ser
negativa (2) o cero (0). a) Congelación del benceno. b) muy diferentes. Un ejemplo conocido es la lenta con-
Compresión de un gas ideal a temperatura constante. c) versión del grafi to en diamante bajo la superfi cie terres-
Reacción del sodio con agua. d) Amoniaco líquido en tre. Calcule (ΔH 2 ΔE) para la conversión de 1 mol de
ebullición. e) Calentamiento de un gas a volumen cons- grafi to en 1 mol de diamante a una presión de 50 000
tante. f) Fusión del hielo. atm. Las densidades del grafi to y del diamante son de
3
3
6.140 La combustión de 0.4196 g de un hidrocarburo libera 2.25 g/cm y 3.52 g/cm , respectivamente.
17.55 kJ de calor. Las masas de los productos son CO 2 6.146 Los diagramas que se muestran en la página 273 repre-
5 1.419 g y H 2 O 5 0.290 g. a) ¿Cuál es la fórmula sentan varios procesos físicos y químicos. a) 2A(g)
1
2
empírica del compuesto? b) Si la masa molar aproxima- ¡ A 2 (g). b) MX(s) ¡ M (ac) 1 X (ac). c) AB(g)
da del compuesto es de 76 g, calcule su entalpía están- 1 C(g) ¡ AC(g) 1 B(g). (d) B(l) ¡ B(g). Prediga
dar de formación. si las situaciones que se muestran son endotérmicas o
6.141 La actividad metabólica en el organismo humano libera exotérmicas. Explique por qué en algunos casos no se
4
aproximadamente 1.0 3 10 kJ de calor al día. Supo- pueden hacer conclusiones claras.