1 00:00:02,669 --> 00:00:22,230 El problema es el siguiente, nos dicen calcula la entalpía estándar de formación del acetileno C2H2 a partir de sus elementos sabiendo que esta es la reacción, 2 de carbonografía y tomas H2 gas nos da C2H2 acetileno gas. 2 00:00:22,230 --> 00:00:39,810 Entonces, me dan las siguientes ecuaciones para poder calcular este calor de reacción. Entonces, nosotros necesitamos dos de carbono grafito. Necesitamos una de H2 y se nos forma una de C2H2 gas. 3 00:00:39,810 --> 00:00:50,250 Entonces, a estas ecuaciones ABC, pues según lo que necesitemos, pues le tendremos que multiplicar o cambiar de signo o dividir por algo. 4 00:00:50,710 --> 00:01:00,689 Entonces, la ecuación primera, como necesitamos dos de carbonografito, la tenemos que multiplicar por dos para resolverlo. 5 00:01:00,869 --> 00:01:01,950 Luego la sumamos todas. 6 00:01:03,009 --> 00:01:05,730 De hidrógeno gaseoso necesitamos una. 7 00:01:05,730 --> 00:01:26,609 Entonces sumaríamos 2 de A, lo sumaríamos con 1 de B y después C, el acetileno está en el segundo miembro y aquí le tenemos en el primero y necesitamos solamente 1 de acetileno y aquí tenemos 2. 8 00:01:26,609 --> 00:01:42,329 Con lo cual, tenemos que invertir la reacción y cambiarla, donde están los reactivos, poner los productos, entonces cambiarla de signo para hacer eso y dividirla entre dos porque necesitamos la mitad. 9 00:01:42,329 --> 00:02:01,370 Entonces, pondríamos menos C medios. Con lo cual, sabemos que a los calores de la reacción también se les aplica el mismo número. Por ejemplo, A, pues tenemos que multiplicar también este calor de reacción por 2. 10 00:02:01,370 --> 00:02:04,049 B, lo sumamos como está 11 00:02:04,049 --> 00:02:07,109 Y C, pues tenemos que cambiar 12 00:02:07,109 --> 00:02:08,110 Al cambiar de signo 13 00:02:08,110 --> 00:02:10,729 Al cambiar, sí, cambiamos de signo 14 00:02:10,729 --> 00:02:12,650 A C y lo dividimos entre 2 15 00:02:12,650 --> 00:02:14,370 Este calor quedaría 16 00:02:14,370 --> 00:02:17,750 Positivo, está negativo 17 00:02:17,750 --> 00:02:20,210 Quedaría 2598,8 18 00:02:20,210 --> 00:02:22,129 Dividido entre 2 19 00:02:22,129 --> 00:02:24,370 Porque ya le hemos cambiado el signo 20 00:02:24,370 --> 00:02:27,389 Vale, entonces procedemos de la siguiente manera 21 00:02:27,389 --> 00:02:30,289 Pondríamos, como A lo multiplicamos por 2 22 00:02:30,289 --> 00:02:46,150 me quedaría 2 de carbono grafito más 2 de O2 gas, me da 2 de CO2 gas. 23 00:02:46,150 --> 00:03:02,349 Entonces, la variación de entalpía estándar de la reacción sería igual, en este caso, a 2 por menos 393,5 kilojoules mol. 24 00:03:02,349 --> 00:03:17,430 Y esto me da menos 787,0 kilojulios mol 25 00:03:17,430 --> 00:03:20,650 Esta sería la primera 26 00:03:20,650 --> 00:03:22,629 Ahora vamos a ver la segunda 27 00:03:22,629 --> 00:03:25,810 B, hemos dicho que queda como está 28 00:03:25,810 --> 00:03:35,250 Entonces, nos quedaría de este modo 29 00:03:35,250 --> 00:03:37,770 H2 gas 30 00:03:37,770 --> 00:03:46,370 más un medio de O2 gas 31 00:03:46,370 --> 00:03:52,210 para dar H2O líquido 32 00:03:52,210 --> 00:03:54,389 Y entonces, este calor de reacción 33 00:03:54,389 --> 00:04:00,050 y en este caso queda como está con el mismo signo, tal cual, ¿vale? 34 00:04:00,050 --> 00:04:14,469 Entonces esto sería igual a menos 285,8 kilojulios por mol. 35 00:04:16,149 --> 00:04:23,709 Y la siguiente, la última sería, tenemos, hemos dicho que esta hay que invertirla, 36 00:04:24,389 --> 00:04:45,329 Aquí tenemos el CO2 y el agua, lo ponemos como reactivos y la dividimos entre dos, con lo cual cuatro entre dos me da dos de CO2 gas más dos de agua entre dos, una de agua más H2O líquida. 37 00:04:45,329 --> 00:04:47,470 reaccionan para dar 38 00:04:47,470 --> 00:04:50,569 tenemos 2 de acetileno 39 00:04:50,569 --> 00:04:54,949 lo dividimos entre 2 y me queda C2H2 40 00:04:54,949 --> 00:04:55,689 gas 41 00:04:55,689 --> 00:04:59,110 y más 5 de O2 gas 42 00:04:59,110 --> 00:05:00,189 entonces me quedaría 43 00:05:00,189 --> 00:05:02,370 al dividir entre 2, 5 medios 44 00:05:02,370 --> 00:05:04,889 de O2 gas 45 00:05:04,889 --> 00:05:06,550 lo que ocurre aquí 46 00:05:06,550 --> 00:05:08,550 es que el calor de la reacción 47 00:05:08,550 --> 00:05:10,370 hay que cambiarle de signo 48 00:05:10,370 --> 00:05:11,569 y dividirlo entre 2 49 00:05:11,569 --> 00:05:13,509 entonces en ese caso me quedaría 50 00:05:13,509 --> 00:05:16,189 menos un medio 51 00:05:16,189 --> 00:05:18,769 de 52 00:05:18,769 --> 00:05:21,689 menos 2598 53 00:05:21,689 --> 00:05:28,050 con 8 54 00:05:28,050 --> 00:05:32,730 vamos a ver si puedo poner aquí 55 00:05:32,730 --> 00:05:34,990 entonces ahora 56 00:05:34,990 --> 00:05:36,949 hemos dicho que 57 00:05:36,949 --> 00:05:39,290 la última reacción 58 00:05:39,290 --> 00:05:41,430 que era multiplicarla por un medio 59 00:05:41,430 --> 00:05:42,970 había que cambiarle de signo 60 00:05:42,970 --> 00:05:45,129 porque la hemos invertido la reacción 61 00:05:45,129 --> 00:05:52,410 y entonces hemos multiplicado por menos un medio a menos 2.598,8 kilojulios mol 62 00:05:52,410 --> 00:06:00,290 y nos queda, menos por menos más, al dividir, me queda 1.299,4 kilojulios mol. 63 00:06:01,110 --> 00:06:04,230 Sumamos las tres y me da lo siguiente. 64 00:06:07,230 --> 00:06:10,709 C2H2, H2 gas. 65 00:06:12,569 --> 00:06:13,689 ¿Qué ha pasado? 66 00:06:13,689 --> 00:06:42,670 Pues que tenemos en el primer miembro, tenemos dos de carbonografito, este sería el que necesitamos, necesitamos H2 gas y se me forma C2H2 gas, pero tenemos el oxígeno, por ejemplo, tenemos que en el primer miembro tenemos dos de O2 y también tenemos un medio de O2. 67 00:06:42,670 --> 00:06:49,670 Luego son dos más un medio, son cinco medios. Y tenemos cinco medios en el segundo, con lo cual lo simplificamos. 68 00:06:51,769 --> 00:06:59,610 Y tenemos también que en el primer miembro tenemos dos de CO2 y en el segundo dos de CO2 y también lo simplificamos. 69 00:07:00,850 --> 00:07:07,430 Y en el primer miembro tenemos agua líquida y en el segundo miembro también lo tenemos y lo simplificamos. 70 00:07:07,430 --> 00:07:19,389 Con lo cual me queda lo que queríamos, 2 de carbonografito más el H2 y se me forma el acetileno gas. 71 00:07:19,949 --> 00:07:35,250 Entonces, el calor involucrado en la reacción sería el calor que hemos obtenido en la primera al multiplicar por 2, en la segunda al sumarlo como está y en la tercera multiplicar por menos un medio. 72 00:07:35,250 --> 00:07:53,939 Y este calor resultante de esta reacción es igual a 226,6 kilojulios por mol. 73 00:07:56,420 --> 00:07:58,800 ¿Vale? Estos tres son los que hemos sumado. 74 00:07:59,740 --> 00:08:08,220 Menos 787,0 menos 285,8 y más 1299,4. 75 00:08:08,379 --> 00:08:12,040 Y el resultante es este, que está en rojo. 76 00:08:13,759 --> 00:08:22,079 El problema dice, calcula el calor de la combustión cuando se quema un molde butano, 77 00:08:22,560 --> 00:08:26,699 que pide el calor molar de combustión del butano en condiciones estándar. 78 00:08:27,300 --> 00:08:33,480 Datos de la entalpía estándar de formación de los reactivos y productos son, 79 00:08:34,440 --> 00:08:40,919 Vemos la del CO2, la variación de entalpía de formación del CO2 en condiciones estándar, 80 00:08:41,480 --> 00:08:44,580 menos 393,5 kilojulios mol. 81 00:08:45,259 --> 00:08:50,360 Bueno, tenemos también la del butano, la del agua y la del oxígeno que es cero. 82 00:08:50,860 --> 00:08:53,600 Entonces, escribimos la reacción, es la siguiente. 83 00:08:54,480 --> 00:09:02,000 El butano, C4H10, gaseoso, reacciona con el oxígeno para dar CO2 más agua. 84 00:09:02,000 --> 00:09:13,240 Y la ajustamos. Ajustamos primero los átomos de carbono, ponemos un 4 delante al CO2, después el hidrógeno, tenemos 10, 5 por 2, 10, y por último el oxígeno. 85 00:09:13,240 --> 00:09:33,080 ¿Vale? Entonces, la entalpía estándar de la reacción es el sumatorio de los coeficientes estequiométricos de las entalpías de formación de los productos menos el sumatorio de los coeficientes estequiométricos multiplicado por las entalpías de formación estándar de los reactivos. 86 00:09:33,080 --> 00:09:51,320 Entonces, esto nos da lo siguiente. El elemento de H sub cero es igual, empezamos con el del CO2. Tenemos 4 de CO2, 4, que multiplica a menos 393,5. 87 00:09:51,320 --> 00:10:20,159 Luego, menos 393,5, luego ponemos las unidades al final, todas juntas, más 5 por la del agua, que es la del agua, hemos visto que es menos 285, con 83. 88 00:10:21,320 --> 00:10:36,320 Y ahora hay que poner menos, podemos hacerlo de dos maneras, poner menos primero la del butano y luego menos la del oxígeno, o poner un menos y abrir un corchete para que le afecte el menos a las dos, ¿no? 89 00:10:36,320 --> 00:10:57,419 Pero bueno, vamos a ir haciendo de una en una, ahora veréis por qué. Entonces, menos la del butano, que es la del butano, es menos 125 kilojulios mol, luego ponemos menos y luego menos otra vez entre paréntesis porque es menos 125 kilojulios mol. 90 00:10:57,419 --> 00:11:17,299 Y también tenemos que restar la del oxígeno, pero en este caso la del oxígeno es, tenemos trece medios de oxígeno pero la del oxígeno es cero, luego este término nos va a quedar igual a cero. 91 00:11:17,299 --> 00:11:27,120 Entonces todo ello lo ponemos entre corchetes y las unidades son kilojulios de todo ello por mol. 92 00:11:27,419 --> 00:11:46,700 Entonces, esto me queda, al final, el resultado sería 2.800, bueno, negativo, menos 2.878 aproximadamente, ¿vale? 93 00:11:47,639 --> 00:11:52,059 2.878 kilojulios por mol. 94 00:11:57,419 --> 00:12:13,879 A ver, este ejercicio dice, la entalpía estándar de combustión del butano es menos 2.878,6 kilojulios por mol, es decir, que es una reacción esotérmica porque se desprende calor. 95 00:12:14,679 --> 00:12:25,879 Escribe la reacción y calcula la energía total que puede obtenerse de una bombona de butano que contiene 4 kilogramos de gas al quemarlo en condiciones estándar. 96 00:12:25,879 --> 00:12:44,779 Entonces, la reacción de combustión es la siguiente. C4H10, que es el butano, más oxígeno, O2, ahora la ajustamos, nos da dióxido de carbón, bono, CO2, gas, más agua líquida, ¿vale? 97 00:12:45,700 --> 00:12:52,559 Entonces, como tenemos cuatro átomos de carbono, le ponemos un 4 al CO2. 98 00:12:53,340 --> 00:13:00,940 Ahora contamos los hidrógenos, tenemos 10 de hidrógeno, por lo tanto ponemos un 5 delante del agua, 5 por 2, 10. 99 00:13:00,940 --> 00:13:08,279 Y ahora ajustamos los oxígenos, tenemos el CO2, 4 por 2, 8, 5 del agua, 8 y 5, 13. 100 00:13:08,700 --> 00:13:13,980 Entonces ponemos un 13 medios delante del oxígeno y ya la tendremos ajustada. 101 00:13:14,779 --> 00:13:27,019 Entonces, la energía que se obtendrá de esos 4 kilos, nosotros sabemos que si quemamos un mol, obtenemos 2.878,6 kilojulios. 102 00:13:27,019 --> 00:13:40,460 Entonces, tenemos que partir de esos 4 kilogramos y con los factores de conversión, pues llegaremos a obtener la energía después de quemar esos 4 kilogramos. 103 00:13:40,460 --> 00:13:55,940 Entonces, tenemos 4 kilogramos de butano. Bueno, vamos a ver esos 4 kilogramos a cuántos gramos equivalen. 104 00:13:55,940 --> 00:14:09,720 Entonces tenemos que un kilogramo de C4H10 son mil gramos de C4H10, es decir, el butano. 105 00:14:09,720 --> 00:14:29,940 Ahora veremos por qué lo queríamos en gramos, porque sabemos que un mol de butano son, equivale, vamos a ver, pesa de 58 gramos. 106 00:14:29,940 --> 00:14:53,820 A ver, como es C4H10, tenemos cuatro átomos de carbono, son 4 por 12, 48, más 10, 58, ¿vale? Luego la masa molar del C4H10 es igual a 58 gramos por cada mol. 107 00:14:53,820 --> 00:15:20,779 Y el siguiente factor de conversión que tendríamos que aplicar sería que nosotros sabemos que un mol de butano cuando se quema desprende 2879. 108 00:15:23,820 --> 00:15:28,139 48,6 kilojulios. 109 00:15:29,139 --> 00:15:52,500 Entonces, ahora ya no tenemos más que simplificar y operar, con lo cual los moles también, con lo cual esto me da 1,99 por 10 a la 5 kilojulios, aproximadamente 2. 110 00:15:53,820 --> 00:16:09,720 ¿Vale? Esto es lo que se desprendería, aunque aquí lo he puesto negativo, el calor que yo obtengo, la energía total que obtengo cuando quemo 4 kilogramos de butano en condiciones estándar. 111 00:16:09,720 --> 00:16:29,000 El segundo apartado del problema anterior es, calcula cuántos gramos de butano se tendrán que quemar para calentar 500 decímetros cúbicos de agua, que tiene una densidad de 1000 gramos por litro, desde 10 hasta 75 grados centígrados. 112 00:16:29,000 --> 00:16:36,100 Bueno, necesitamos saber la cantidad de calor que necesitamos para calentar esta cantidad de agua 113 00:16:36,100 --> 00:16:41,419 Y luego, una vez que sabemos el calor que necesitamos para calentar el agua 114 00:16:41,419 --> 00:16:45,139 A ver cuántos gramos de butano tendremos que quemar para ello 115 00:16:45,139 --> 00:16:49,940 Porque sabemos el calor del butano 116 00:16:49,940 --> 00:16:54,659 Sabemos el calor del butano, la entalpía de combustión del butano 117 00:16:54,659 --> 00:17:07,940 que es igual a menos 2.878, se desprenden, kilojulios por cada mol. 118 00:17:08,119 --> 00:17:13,900 Es decir, que como se desprenden, es decir, que si quemamos una cantidad de gramos 119 00:17:13,900 --> 00:17:15,500 vamos a tener una cantidad de calor. 120 00:17:15,700 --> 00:17:23,480 Sabemos que por cada mol que se quema de butano se obtienen 2.878 kilojulios, ¿vale? 121 00:17:23,480 --> 00:17:26,460 sino menos se debe a que la reacción es exotérica. 122 00:17:27,400 --> 00:17:31,400 Bueno, entonces lo primero que vamos a saber es que el agua, para calentarlo, 123 00:17:31,859 --> 00:17:35,140 el calor que se necesita lo vamos a calcular con la siguiente expresión. 124 00:17:35,859 --> 00:17:41,440 El calor es igual que lo va a absorber el agua, absorbido por el agua, 125 00:17:42,420 --> 00:17:46,720 es igual a la masa por el calor específico, masa de agua, 126 00:17:47,579 --> 00:17:50,640 por el calor específico por la diferencia de temperatura, 127 00:17:50,640 --> 00:18:07,059 O sea, temperatura final menos temperatura inicial. Esta es la fórmula. Luego necesito, por tanto, la masa de agua. Pero como me dan la densidad y me dan el volumen, yo sé que tengo 500 decímetros cúbicos. 128 00:18:07,059 --> 00:18:36,000 Vamos a calcular la masa de agua. La masa de agua es igual al volumen, que son 500 decímetros cúbicos, por la densidad, que son 1000 gramos por litro, que es lo mismo que poner 1000 gramos por decímetro cúbico. 129 00:18:37,059 --> 00:18:45,630 Y entonces esto sería igual a 500.000 gramos. 130 00:18:48,009 --> 00:18:55,329 Bueno, pues ya conozco la masa de agua, por lo tanto puedo calcular el calor absorbido por el agua. 131 00:18:56,009 --> 00:19:06,630 El calor absorbido por el agua es igual a la masa, que son 500 gramos, perdón, 500.000. 132 00:19:08,630 --> 00:19:21,430 Por el calor específico del agua, el calor específico del agua es un dato que también se le da, calor específico es igual a una caloría por cada gramo y grado centígrado. 133 00:19:23,009 --> 00:19:27,890 Pongo una caloría por cada gramo y grado centígrado. 134 00:19:28,049 --> 00:19:32,930 Y por la diferencia de temperatura, es decir, la temperatura final menos la inicial. 135 00:19:32,930 --> 00:19:40,309 Ponemos 75 menos, que queremos llegar a 75, menos 10 grados centígrados. 136 00:19:41,230 --> 00:19:45,890 Simplificamos unidades y nos queda en calorías el resultado. 137 00:19:46,369 --> 00:19:56,329 Y esto sería igual a, ponemos en notación científica, 3,25 por 10 a la 7 calorías. 138 00:19:56,329 --> 00:20:13,670 Vale, pues ahora como a mí el calor de la reacción de combustión del butano me lo dan en kilojulios, vamos a ponerlo, estas calorías las vamos a pasar a kilojulios. 139 00:20:13,670 --> 00:20:33,720 Entonces, 3,25 por 10 a la 7 calorías. Multiplicamos el factor de conversión que me relaciona las calorías con julios, por ejemplo, que una caloría equivale a 4,18 julios. 140 00:20:33,720 --> 00:20:44,140 Y también puedo hacer el factor que me relaciona los kilojulios con los julios. 141 00:20:44,279 --> 00:20:54,819 Entonces yo sé que un kilojulio, o lo quiero en kilojulios, equivale a mil julios. 142 00:20:54,819 --> 00:21:03,299 Entonces esto operando me da, simplifico calorías y los julios también. 143 00:21:03,720 --> 00:21:15,859 Bueno, esto me da 1,36 por 10 a la 5 kilojulios, que es la energía que yo necesito para calentar esa cantidad de agua. 144 00:21:16,240 --> 00:21:20,000 La voy a sacar de la combustión del butano, ¿vale? 145 00:21:20,000 --> 00:21:28,700 Entonces, yo sé que la combustión del butano, por cada mol que se quema de butano, yo obtengo 2.878 kilojulios. 146 00:21:28,700 --> 00:21:38,500 Por lo tanto, vamos a relacionar moles con gramos y vamos a calcular el número de gramos que tenemos que quemar para calentar esa cantidad de agua. 147 00:21:38,859 --> 00:21:52,980 Bueno, entonces sé que tengo que 1,36 por 10 a la 5 kilojulios que necesito para calentar el agua. 148 00:21:52,980 --> 00:22:06,980 Voy a relacionarlo. Yo sé que por cada mol que se quema de butano, se desprenden, voy a poner negativo, 2.878 kilojulios. 149 00:22:06,980 --> 00:22:34,420 Y también sé que un mol de butano son 58 gramos, con lo cual ya puedo simplificar los kilojulios. 150 00:22:34,420 --> 00:22:43,039 con los kilojulios, los moles con los moles y el resultado me da en gramos, que son 2,64 151 00:22:43,039 --> 00:22:57,059 por 10 a la 3 gramos de butano que tengo que quemar para calentar esa cantidad de agua.