Secundaria Trabajo expansion por el gas desprendido

[tamagouchi]

Buenos dias, como resolverian este ejercicio?


Se añaden 0.12 g de Zn en una disolución de HCl en exceso que se encuentra a 25ºC en un erlenmeyer que se encuentra conectado a una jeringa. La presión es de 1 atm.

a) Calcula el trabajo de expansión realizado por el gas desprendido.

b) Cual sera la diferencia entre el calor desprendido cuando la reacción se produzca a volumen constante i el calor despredido cuando tenga lugar a presión constante?

Gracias por su ayuda!

[H2SO4]

Re: Trabajo expansion por el gas desprendido

La estequiometría de la reacción te da el número de moles de hidrógeno desprendido.

Con la ecuación general de los gases calculas el volumen de gas desprendido.

Como se expande a presión constante, el trabajo que hace el gas es $w=-p\Delta V$ (ojo con las unidades), en donde $\Delta V$ es, precisamente el volumen que acabas de calcular, que corresponde al aumento de volumen de gas en el erlenmeyer. El trabajo es negativo porque se trata de una expansión (el gas realiza trabajo contra el entorno).

La diferencia entre el calor a presión constante y a volumen constante es, precisamente, este trabajo. Recuerda que a volumen constante el sistema no hace trabajo, por lo que desprende más calor.

Saludos

[tamagouchi]

Re: Trabajo expansion por el gas desprendido

Gracias H2SO4, me estas ayudando mucho.

Es correcto:

Zn + HCl -------> ZnCl + H

P·V = n· R · T
1 · V = 1 · 0.082 · 298
V= 24.43 litros

W= -p · AV
W= -1atm · 24.43 L
W= -24.43 J

Gracias

[H2SO4]

Re: Trabajo expansion por el gas desprendido

Gracias H2SO4, me estas ayudando mucho.

Es correcto:

Zn + HCl -------> ZnCl + H

P·V = n· R · T
1 · V = 1 · 0.082 · 298
V= 24.43 litros

W= -p · AV
W= -1atm · 24.43 L
W= -24.43 J

Gracias

La reacción es

$Zn +2$ $HCl \to ZnCl_2+H_2$

Ahora tienes que calcular el número de moles de $H_2$ formado. Para ello, partes de 0,12 g de $Zn$; calcula cuántos moles son y aplica la relación estequiométrica con el $H_2$ para saber cuántos moles de $H_2$ se forman.
Supongo que sabes hacerlo.

Otra cosa: atm·L no es igual que J. Tienes que expresar la presión en Pa y el volumen en m^3 si quieres el resultado en J.

Debería darte, si yo no me equivoqué, -4,5 J. Puedes dar este resultado en valor absoluto, 4,5 J, si aclaras que es energía que sale del sistema.

Saludos

[tamagouchi]

Re: Trabajo expansion por el gas desprendido

y ahora como esta:

1 mol de Zn procuce un mol H2 por lo tanto:

65.4g Zn produce 1 mol H2, 0.12g producen 0.00183 moles de H2.

Si un mol H2 son 22,4 l, 0.00183 moles H2 seran 0.04 l = 0.00004 m3.
1atm=101325 Pa

w= -p · Av
w= -101325 · 0.00004
w= -4.05 J

Muchisimas Gracias

[H2SO4]

Re: Trabajo expansion por el gas desprendido

Si un mol H2 son 22,4 l, 0.00183 moles H2 seran 0.04 l = 0.00004 m3.

¡Ojo! Un mol de cualquier gas ocupa 22,4 L en condiciones normales, pero no es el caso, ya que la temperatura es de 25 ºC (298 K). Usa la ecuación general de los gases:

PV=nRT

y calcula V (con más de una cifra significativa; aproxima una cifra más).

Lo demás está bien.

Nota: Aunque los símbolos de las unidades se deben escribir con minúscula salvo que deriven de un nombre propio, es costumbre escribir los litros con mayúscula ("L"), para no confundir "l" con "1".

Saludos

[tamagouchi]

Re: Trabajo expansion por el gas desprendido

ok! Muchisimas Gracias H2SO4 por tu ayuda y por tu paciencia!