Ejercicio 20 Termoquímica: Comparar el poder calorífico de los combustibles metano y propano

En este ejercicio resuelto vamos a comparar el poder calorífico de dos combustibles orgánicos, es decir, la energía calorífica liberada al quemar el mismo volumen, medido en las mismas condiciones (y por tanto el mismo número de moles) de dichos gases, en concreto metano y propano. El enunciado es el siguiente:

Determinar la energía calorífica obtenida en la combustión de 1m3 de metano y de 1m3 de propano si ambos gases se miden en condiciones estándar. ¿Cuál de los dos tiene mayor poder calorífico por unidad de volumen? Datos: entalpía de formación del agua líquida = -285,8 kJ/mol; entalpía de formación del dióxido de carbono = -393,5 kJ/mol; entalpía de formación del metano = -74,8 kJ/mol; entalpía de formación del propano = -103,8 kJ/mol.

Las reacciones de combustión correspondientes al metano y al propano son:

Para el cálculo de las entalpías de combustión correspondientes a dichos combustibles, dado que se dispone como datos de las entalpías de formación, usaremos la fórmula vista en teoría para el cálculo de una entalpía de reacción con entalpías de formación:

Reacción química de combustión del metano
Ecuación termoquímica de combustión del propano

EXPLICACIONES TEÓRICAS:

Definición de entalpía de reacción estándar. Reacciones endotérmicas y reacciones exotérmicas.

Definición de entalpía de formación y ejemplos

Cálculo de la entalpía de reacción a partir de las entalpías de formación

EJERCICIOS RESUELTOS:

Ecuación termoquímica de combustión del butano y energía de una bombona

Calcular la entalpía de descomposición del carbonato cálcico con las entalpías de formación

Cálculo de la variación de entalpía de la reacción del HCl con el oxígeno

Entalpía de reacción en la producción industrial de ácido nítrico

Cálculo de la entalpía de la formación de acético a partir de metanol

Cálculo de la entalpía de combustión del etanol con entalpías de formación

 

Y también:

Todos los vídeos de teoría de termoquímica

Todos los vídeos de ejercicios de termoquímica

Category: Ejercicios de Termoquímica and Termodinámica Química.

16 Comentarios

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: En este ejercicio resuelto vamos a comparar el poder calorífico de dos combustibles orgánicos, es decir, la energía calorífica liberada al quemar el mismo volumen, medido en las mismas condiciones (y por tanto el mismo nÅ..

    Bitacoras.com, 3 Años Antes Reply

  2. no tengo mas que agredecerte, coosita ya hasta sueño con vos , jaja, soy estudiante de bioquimica me recibi de tecnico quimico en el 95 estoy remontando de nuevo lo basico y me sirvieron de gran ayuda, les mando mi bendicion,y profesora siga asi de linda que en proximo sueño que tenga con usted nos casamos jajaja, desde BsAs un abrazo.

    Sergio sanchez Verza, 3 Años Antes Reply

    • Gracias Sergio, me alegro de que te sirva :) No obstante no te recomiendo lo del matrimonio, los profesores de química somos muy aburridos. Un saludo.

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  3. Encontré este sitio de casualidad y me está sirviendo de gran ayuda, no obstante al hilo de las entalpías de combustión..es lo mismo decir entalpía de combustión que PCS? Si quisiera hallar la entalpia de formación de un combustible determinado conociendo su PCI como podría proceder? Muchas gracias!!!

    Pablo, 3 Años Antes Reply

    • ¡Hola! No domino el tema de poder calorífico estrictamente aplicado a las energías, pero en principio es lo mismo. Sólo se me ocurre que pueda diferir porque en el poder calorífico apliquen el factor de rendimiento real de la reacción o de energía desprendida que se disipa y no puede ser aprovechada con fines energéticos, en cuyo caso sólo tendrías que aplicar un factor corrector al valor de la entalpía de combustión. Pero en principio deben ser equivalentes.

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  4. Porque dices kilojulios en lugar de kilojoule
    la unidad de energía se denomino joule (J) en honor a John Prescot Joule por sus fundamentales aportes en los inicios de la Termodinámica.
    Un apellido no se traduce,¿que te parecería si una hipotetica unidad en honor de algún Sr. Campos le llamaran field en ingles y champ en frances?
    El Sistema Internacional de Unidades (SI) ademas establece que las unidades no tienen plural. Una fuerza de 10N es de 10 newton no de 10 newtones ,¿ porque una energía de 10J, diez joule debería ser de 10 joules? ( y menos todavía de 10 julios)

    gustavo, 3 Años Antes Reply

    • Hola Gustavo, siento que te hayas sentido tan ofendido, pero en español se traducen las unidades (en la ética o la cuestión moral que esto conlleve no entro, sólo en la cuestión lingüística). Te dejo el enlace del DRAE donde verás que en efecto es como digo: http://lema.rae.es/drae/?val=julio y también la entrada de wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad). De hecho creo que el español es el único idioma que traduce algunas unidades aunque procedan de apellidos. Esto no ocurre así, por ejemplo, en catalán, donde sí que se dice únicamente “joules”.

      Por otra parte tampoco es cierto esto que dices de que las unidades del sistema internacional no tienen plural, porque de lo contrario serían 10 metro y no 10 metros, ¿no? Y así muchísimos otros ejemplos…

      Un saludo.

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

    • Mira gustavito… si tienes algun problema con nuestro idioma simplemente no veas los videos y menos comentes con ese tonito y si tienes algún problema de como traducimos las unidades manda una carta de reclamación a la real academia de la lengua no lo pagues con la pobre Carmen que lo único que hace es dar lo mejor de si misma en estos videos
      Saludos y relájate.

      Anónimo, 3 Años Antes Reply

  5. Hola Profe!

    No se si habre echo el ejercicio este bien:

    C4H10 + 13/2 O2 = 4 CO2 + 5 H2 Calcule el volumen del O2 en CN necesario para la total combustion de todo el butano contenido en una bombona.

    Pues yo applicadon la ley de los gases PV=nRT halle los moles moles O2 en CN que es 40,9 moles no? entonces

    hice factores de conversion pero no se si estar bien esto:

    58g C₄H₁ₒ/ 1 mol C₄H₁ₒ x 1 mol C₄H₁ₒ / 13/2 mol O₂ x 40,9 mol /1000 litros O₂ = 0.36 litros

    Yo creo que lo he planteado mal!!! que usted piensa? pleaseee

    Sachet, 3 Años Antes Reply

  6. hihihi que lio con las truducciones… haber en ingles por ejemplo a Cristobal Colon le llaman Christopher Columbus!! hihhi no sabe lo mal que me cae eso a mi pero buenoooooo. yo creo que deberian mantener los nombres/apellidos y sus pronunciaciones en la lengua que fuera asi evitariamos problemas… auque la verdad es mas facil decir julios que joules. Just my opinion 😉

    Sachet, 3 Años Antes Reply

  7. Entrar a este sitio fue de gran ayuda gracias estare permanentemente gracias y un saludo desde Oruro
    Bolivia

    Rafael Maldonado Cano, 2 Años Antes Reply

    • Hola Rafael, muchas gracias por tu comentario. Un saludo grande hasta Oruro.

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  8. Hola buen dia profe, gracias por las explicaciones, pero tengo una duda.. como se mide la temperatura final de una mezcla ??

    Ejemplo: Una herradura de hierro de 1,5 Kg inicialmente a 600°C se deja caer en un cubo que contiene 20 Kg de agua a 25°C ¿ Cual es la temperatura final de la mezcla ? C Fe= 0,45 J/gK | C H2O= 4,18 J/gK .

    Me gustaría saber como se hallaría la temperatura final, estuve viendo sus vídeos pero necesito me ilumine un poco, la próxima semana tengo examen, gracias por todas sus explicaciones y enseñanzas. Un saludo.

    Esdras, 2 Años Antes Reply

    • Hola Esdras, para calcular esto necesitas considerar que la energía calorífica que cede el hierro es absorbida por el agua, considerando que alcanzarán una temperatura de equilibrio. Por tanto, si consideras esto, la temperatura final del hierro y del agua será la misma, y tendrás una incógnita menos. El calor cedido o absorbido de cada uno de ellos lo puedes calcular como Q = mc(Tf – Ti), ya que dispones del calor específico de ambos, y luego puedes igualar. Tf será tu única incógnita. m(hierro)·c(hierro)·(Tf – 600) = m(agua)·c(agua)·(Tf-25). Un saludo.

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  9. Hola!!

    Gracias por todo lo que haceis, me está ayudando mucho en mi prueba para la universidad!
    Sin embargo, no entiendo de donde sacastes el número de moles –> 40, 9. El resto lo voy entendiendo pero ese número no sé como lo calculastes. Un saludo :)

    Maria, 2 Años Antes Reply

    • ¡Hola! Hemos empleado para el cálculo la fórmula de los gases ideales, P·V = nRT. Esto es porque sabemos que el gas de que disponemos ocupa 1 m3 que son 1000 litros en condiciones estándar (nos lo dicen en el enunciado), de forma que aplicas la fórmula considerando P = 1 atm, V = 1000 litros, R = 0,082 y T = 25ºC = 298 K. Con estos datos puedes despejar el número de moles, n, y obtener 40,9 (1000/(0,082·298)). Un saludo.

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply


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