Supuesto 19
Aragón 2025 · ★★★ ☆☆
Por Adrián Peinado, profesor de Física y Química en Secundaria
Enunciado
Una mezcla gaseosa de propano y butano contiene el 80 % en moles de propano.
- a) (7p) Calcule la masa de que se obtiene y el calor que se desprende en la
combustión completa de 23,4 g de dicha mezcla, a presión estándar y 298 K.
- b) (3p) Dicho calor se emplea para calentar y evaporar agua. Se dispone de 1,0 L de agua a
20 ºC en un vaso de poliestireno abierto; la temperatura se eleva a 100 ºC y el agua comienza a
hervir. ¿Qué masa de agua se evaporará?
Datos: C = 12,0; H = 1,0; O = 16,0. (kJ/mol): propano(g) = −103,8;
butano(g) = −125,6; agua(l) = −286; (g) = −393,5.
(agua, 100 ºC) = 40,7 kJ/mol. (agua) = 4,18 J g⁻¹ ºC⁻¹.
(agua, 20 ºC) = 1 g/mL.
Solución
a) Dióxido de carbono y calor desprendido
La masa molar media de la mezcla es
es decir 0,400 mol de propano y 0,100 mol de butano. Como cada propano da 3 y cada butano
4:
Entalpías de combustión (con agua líquida, coherente con el dato aportado):
b) Agua evaporada
El agua (1,0 L = 1000 g) se calienta primero de 20 a 100 ºC:
Sobran para la vaporización:
Es decir, algo más de un tercio del litro inicial. El enunciado precisa que el vaso es de
poliestireno y abierto para justificar dos hipótesis: que no hay pérdidas apreciables por las
paredes y que la ebullición ocurre a presión atmosférica constante.