SolucionesCombustión
1. Ajusta las combustiones
Ajusta la reacción de combustión completa de:
- Propano, C3H8
- Octano, C8H18
- Ciclohexano, C6H12
- C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
- C8H18 + 25/2 O2 → 8 CO2 + 9 H2O (o bien 2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O)
- C6H12 + 9 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
2. ¿Qué isómero es más estable?
Los calores de combustión del butano y del 2-metilpropano son −687,4 y −685,4 kcal/mol. ¿Cuál de los dos es más estable? ¿Por cuánto?
El 2-metilpropano, por 2 kcal/mol: ambos dan los mismos productos (4 CO2 + 5 H2O), y el que libera menos calor partía de un contenido energético menor.
Los alcanos ramificados suelen ser algo más estables que sus isómeros lineales.
3. Calor de formación
Calcula el calor de formación del butano a partir de su calor de combustión (−687,4 kcal/mol, con el agua en estado líquido) y de estos datos: C(grafito) + O2 → CO2, −94,1; H2 + ½ O2 → H2O(g), −57,8; H2O(g) → H2O(l), −10,52 kcal/mol.
Combustión de los elementos que forman el butano (4 C + 5 H2) hasta 4 CO2 + 5 H2O(l): 4 × (−94,1) + 5 × (−57,8) + 5 × (−10,52) = −376,4 − 289,0 − 52,6 = −718,0 kcal/mol.
ΔH°f = −718,0 − (−687,4) = −30,6 kcal/mol.
El calor de formación es negativo: el butano es más estable que sus elementos por separado.
4. Energía por carbono
Si la combustión de un alcano libera de media unas 165 kcal/mol por carbono, estima el calor que libera un mol de octano.
8 × 165 ≈ 1320 kcal/mol. El valor experimental es de unas 1300 kcal/mol.