Question

Se puede obtener H2O2 calentando H2O con O2.El proceso requiere un aporte de calor de 196 KJ por cada mol de O2 ¿Que cantidad de energia prcisaremos para que reaccionen 40g de H2O con 15L deO2 en condiciones estandar?

Answer 1

Primero escribimos la reacción química:

H₂O + O₂  ⇒  H₂O₂

Por método de tanteo la ajustamos y debe quedar:

2 H₂O + O₂  ⇒  2 H₂O₂

Vemos que nos encontramos con dos reactivos, de los cuales tenemos datos de ambos para ejecutar los cálculos estequeométricos.

Hay que elegir uno de los dos, y el elegido debe ser el reactivo limitante. Se sabe que éste es aquel que genera menor cantidad de producto y podemos hacer la comparación en moles.

Empezamos tomando los 40 g de H₂O:

$n_{H_{2}O_{2}}=40g H_{2}O* \frac{1molH_{2}O}{18gH_{2}O}* \frac{2molH_{2}O_{2}}{2molH_{2}O}=2.2mol H_{2}O_{2}$

Y hay que compararlo para los moles de H₂O₂ generados a partir de 15 l de O₂:

$n_{H_{2}O_{2}}= 15lO_{2}* \frac{1molO_{2}}{22.4lO_{2}}* \frac{2mol H_{2} O_{2}}{1molO_{2} }=1.3mol H_{2} O_{2}$

Se observa que el segundo genera una menor cantidad de producto y limita la reacción, por lo que el valor a descartar es el primero y nos quedamos con el segundo.

Podemos averiguar la energía necesaria entonces partiendo de los 15 litros de O₂:

$E=15l O_{2}* \frac{1mol O_{2}}{22.4l O_{2}}* \frac{196KJ}{1molO_{2}}=131.25KJ$

Respuesta: Se requieren 131.25 KJ como aporte de energía para la reacción solicitada.

Aclaración: En un mol de gas siempre hay 22.4 litros del mismo, siempre y cuando se utilicen condiciones estándares (puedes probarlo con la ecuación de los gases).Un saludo.