Universidad de Piura / Campus Lima Facultad de Ingeniería

Programa Académico de Ciencias de la Ingeniería

Grupo: “Los 4”Integrantes:

- Andorno Woolcott, Thais- Lazarte Polo, Gianella- Lumbre Pajuelo, Michael- Vega Vargas, Fatima

Proyecto Global

QUÍMICA GENERAL 2

2016 - I

M

PARTE 1

Proyecto GlobalMARCO TEÓRICO

I.MARCO TEÓRICO

II. CÁLCULOS

PARTE 11.1. Utilizando la ley de Hess, calcula el ΔHº para la reacción de combustión

incompleta del metano y benceno (produce CO y agua). Utiliza los datos de la siguiente reacción:

CO(g) + ½O2(g) → CO2(g) ΔHº = -283 kJ/mol

i. Queremos llegar a obtener las entalpías para las siguientes reacciones:

A. CH4 (g) + 32 O2 (g) → CO (g) + 2 H2O (l) B. C6H6 (g) + 92 O2 (g) → 6 CO (g) + 3

H2O (l)

ii. Primero hallaremos la entalpía de combustión incompleta de la reacción “A”. Para ello se requieren de 4 reacciones para que mediante de la ley de hess obtengamos finalmente la entalpía.

(1) CO(g) + 12 O2 (g) → CO2(g) ; ∆Ho = -283 kJ/mol

(2) C(grafito) + 2 H2(g) → CH4 (g) ; ∆Ho = -74.8 kJ/mol(3) C(grafito) + O2(g) → CO2(g) ; ∆Ho = -393.5 kJ/mol

(4) H2(g) + 12 O2 (g) → H2O(l) ; ∆Ho = -285.5 kJ/mol

iii. Ahora se aplica la ley de Hess después de haber hecho algunos arreglos en las reacciones:

Invertimos la ecuación química (1) Invertimos la ecuación química (2) Escribimos igual la ecuación química (3) Multiplicamos por 2 la ecuación (4)

(1) CO2(g) → CO(g) + 12 O2 (g) ; ∆Ho = 283 kJ/mol(2) CH4 (g) → C(grafito) + 2 H2(g) ; ∆Ho = 74.8 kJ/mol(3) C(grafito) + O2(g) → CO2(g) ; ∆Ho = -393.5 kJ/mol(4) 2H2(g) + O2 (g) → 2H2O(l) ; ∆Ho = -571 kJ/mol

iv. Finalmente sumamos todos los reactantes y los productos hasta obtener la ecuación inicial a la que queremos llegar (A), así como también sumamos las entalpías para hallar la entalpia de combustión incompleta total.

CO2(g) + CH4 (g) + C(grafito) + O2(g) + 2H2(g) + O2 (g) → CO(g) + 12 O2 (g) +

C(grafito) + 2 H2(g) + CO2(g) + 2H2O(l)

RPTA: CH4 (g) + 32 O2 (g) → CO (g) + 2 H2O (l) ;∆Ho = -606.7 kJ/mol

v. Repetimos los mismos pasos para obtener la reacción (B)(1) CO(g) + 12 O2 (g) → CO2(g) ; ∆Ho = -283 kJ/mol

(2) 6C(grafito) + 3 H2(g) → C6H6 (g) ; ∆Ho = 82.8 kJ/mol(3) C(grafito) + O2(g) → CO2(g) ; ∆Ho = -393.5 kJ/mol

(4) H2(g) + 12 O2 (g) → H2O(l) ; ∆Ho = -285.5 kJ/mol

vi. Ahora se aplica la ley de Hess después de haber hecho algunos arreglos en las reacciones: Invertimos la ecuación química (1) y la multiplicamos por 6 Invertimos la ecuación química (2) La ecuación química (3) la multiplicamos por 6 La ecuación química (4) la multiplicamos por 3

(1) 6CO2(g) → 6CO(g) + 3O2 (g) ; ∆Ho = 1698 kJ/mol(2) C6H6 (g) → 6C(grafito) + 3 H2(g) ; ∆Ho = -82.8 kJ/mol(3) 6C(grafito) + 6O2(g) → 6CO2(g) ; ∆Ho = -2361 kJ/mol

(4) 3H2(g) + 32 O2 (g) → 3H2O(l) ; ∆Ho = -856.5 kJ/mol

vii. Entonces sumamos todos los reactantes y los productos hasta obtener la ecuación inicial a la que queremos llegar (B), así como también sumamos las entalpías para hallar la entalpia de combustión incompleta total.

6CO2(g) + C6H6 (g) + 6C(grafito) + 6O2(g) + 3H2(g) + 32 O2 (g) → 6CO(g) + 3O2 (g) + 6C(grafito)

+ 3 H2(g) +6CO2(g) +3H2O(l)

C6H6 (g) + 92 O2 (g) → 6 CO (g) + 3 H2O (l) ;∆Ho = -1602.3 kJ/mol

1.2. El formaldehído se encuentra presente en todas las maderas. Utilizando energías de enlace, calcula el ΔHº de combustión del formaldehído.

HCOH (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l)

i. Primero contamos los enlaces de cada compuesto:HCOH → 2 (C-H)+1(C=O) O2 → 1(O=O)CO2 → 2(C=O)H2O → 2 (H-O)

ii. Ahora restamos las energías de enlace de los ROTOS menos los FORMADOSROTOS: 2 (C-H)+1(C=O) + 1(O=O) → 2(414 kJ /mol) + 1(745kJ /mol) + 1(498,7kJ /mol)

→ 2071,7 kJ / mol

FORMADOS: 2(C=O) + 2 (H-O) → 2(745 kJ /mol) + 2(460kJ /mol)

→ 2410kJ/mol

ROTOS – FORMADOS = 2071.7 kJ/mol – 2410 kJ/mol = -338,3 kJ/mol

RPTA: ∆Ho = -338,3 kJ/mol

1.3. Determina el % de CO producido si al quemarse el mobiliario el benceno y metano sufrieran también una combustión

COMBUSTION INCOMPLETA

C6H6 + 92O2 → 6CO + 3H2O

CH4 + 32O2 → CO + 2H2O

CO: 225g decombKgde material x 500Kgde material1 = 112 500g de comb CO

CH4: 195g decombKgde material x 500Kgde material1 = 9 750g de comb CH4

C6H6: 2.3g decombKgde material x500Kgde material

1 = 1 150g de C6H6

9 750g CH4 x 1molCH 416 gCH 4 x 1molCO1molCH 4 x 28 g1molCO = 17 062.5g de CO

2476.92 C6H6 x 1molC 6H 673 gC 6H 6 x 6molCO1molC 6H 6 x 28 gCO1molCO = 2 476.98g de CO

19539 . 42gdeCO132039.42 gdeCOcomb = 0.14 x 100 = 14% de CO

PARTE 2

Algunos de los gases liberados por la combustión incompleta son sumamente tóxicos. Al llegar los bomberos tuvieron que romper los ductos de ventilación que se encontraron sellados y al ingresar el aire, por efecto del oxígeno y el calor presente se llevaron a cabo las siguientes reacciones: a. NO(g) + O2(g) → NO2(g) b. CO(g) + O2(g) → CO2(g)

Por efecto del ingreso del agua se producen las siguientes reacciones: c. NO2(g) + H2O(l) → HNO3(g) + NO(g)d. CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(g)

¿Se trata de reacciones exotérmicas o endotérmicas? ¿Cuál es más exotérmica?

i. Para resolver este ejercicio primero balanceamos las ecuaciones químicas presentadas anteriormente y luego empleamos esta fórmula:

∑ ∆ HPRODUCTOS - ∑ ∆ HREACTANTES = ∆ HREACCIÓN

a. NO(g) + 12 O2(g) → NO2(g)

*33.18 kJ/mol – 90.25 kJ/mol = -57.07 kJ/mol = ∆ HREACCIÓN

Entonces como la entalpía es menor a 0 es exotérmica es decir libera energía.

b. CO(g) + 12O2(g) → CO2(g)

*-393.5 kJ/mol + 110 kJ/mol = -283,5 kJ/mol

Entonces como la entalpía es menor a 0 es exotérmica es decir libera energía.

c. 3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(g) + NO (g)

*(90.25 kJ/mol +2(-173.2kJ/mol)) – (3(33.18kJ/mol)+(-285.5kJ/mol)

= -70.19kJ/mol

Entonces como la entalpía es menor a 0 es exotérmica es decir libera energía.

d. CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(g)

* -167.19 kJ/mol +283.1 kJ/mol+ 285.5 kJ/mol = 401.41 kJ/mol

Entonces como la entalpía es mayor a 0 es endotérmica es decir absorbe energía.

RPTA: La más exotérmica es la reacción (b) CO(g) + 12O2(g) → CO2(g) ya que su entalpia es mucho menor a 0 y libera mucho mas energia que las demás reacciones químicas.

PARTE 3

La exposición al monóxido de carbono y ácido cianhídrico es muy peligrosa. La formación de ácido nítrico en el tejido pulmonar daña las paredes capilares y causa edema luego de un periodo de 2 a 24 horas. Los síntomas típicos de la intoxicación aguda son ardor y lagrimeo de ojos, tos, disnea y finalmente la muerte.

Se tienen los siguientes datos para CO y HCN.

Determine si la concentración de CO o de HCN fue causa directa de las pérdidas humanas.

D=M/V

CO:

V = 132039 .42g1.145Kg /m3 = 115. 318m3

115.318m3100000m 3 x 100 = 0.12% de CO en el aire

- Es un efecto peligroso a la hora.

HCN:

0.075 gkgde material x 500 Kg de material = 37.5g de HCN

D=M/V

V = 37 .5 g687 Kg/m3

= 5.459 x 10-5 x 106 = 54.59ppm

- Es un efecto peligroso a la hora.

III. CONCLUSIONES

1. Podemos concluir que los gases producidos en un incendio son más mortales que el mismo fuego.

2. Podemos hallar la entalpia por diferentes métodos, pero usamos siempre el que más nos convenga de acuerdo a los datos que nos dan.

3. Observamos que para algunos procedimientos es importante considerar masa, volumen, etc.

4. Por los porcentajes hallados en la parte 3, llegamos a la conclusión de que el CO y el HCN fueros causas directas de las pérdidas humanas por

el lapso de tiempo de fallecimiento de las personas que señala la lectura.

5. Comprobamos que mediante la ley de hess, tablas de entalpia de reacción y energía de enlace podemos hallar las entalpias de de ciertos compuestos.

6. Una reacción es más exotérmica cuando libera mas energía es decir su signo sea más negativo.

IV. SUGERENCIAS

SUGERENCIAS PARA EVITAR TRAGEDIAS EN INCENDIOS Y PARA EVITAR INCENDIOS:

Tener señalizadas las rutas de evacuación. Tener un escape amplio. No sobrepasar el aforo del lugar. Evitar pirotecnia dentro de un local cerrado.

Tener extintores a la mano y adecuados para los diferentes eventos que se puedan ocasionar.

Aparatos de electricidad fuera del alcance de las personas. Buena señalización (zona segura, salida) Contar con alarma de incendios.