Entalpia estàndard de combustió del butà

L’entalpia estàndard de combustió del butà és $-2 877$ kJ·mol$^{-1}$. Escriu la reacció de combustió del butà i calcula la calor que es desprendrà al cremar $4$ kg de gas en condicions estàndard.

Reacció de combustió del butà

La combustió completa del butà $\text{C}4\text{H}{10}$ es pot escriure així:

$$2\text{C}4\text{H}{10} + 13\text{O}_2 \rightarrow 8\text{CO}_2 + 10\text{H}_2\text{O}$$

Dada:

• Entalpia estàndard de combustió del butà: $\Delta H_c = -2877 \, \text{kJ/mol}$
• Massa de butà a cremar: $4 \, \text{kg}$

Pas 1: Calcula la quantitat de mols de butà en $4$ kg

Primer cal calcular la massa molar del butà $\text{C}4\text{H}{10}$:

$$\text{Massa molar} (\text{C}4\text{H}{10}) = 4 \times 12.01 \, \text{g/mol} + 10 \times 1.008 \, \text{g/mol} = 58.12 \, \text{g/mol}$$

Ara, calculem el nombre de mols de butà en $4$ kg ($4000$ g):

$$\text{Nombre de mols} = \frac{4000 \, \text{g}}{58.12 \, \text{g/mol}} \approx 68.81 \, \text{mol}$$

Pas 2: Calcula la calor alliberada

La calor alliberada $q$ es pot calcular utilitzant l’entalpia estàndard de combustió:

$$q = \text{Nombre de mols} \times \Delta H_c$$

$$q = 68.81 \, \text{mol} \times (-2877 \, \text{kJ/mol}) \approx -197 841 \, \text{kJ}$$

Resultat:

La calor que es desprendrà al cremar $4$ kg de gas butà en condicions estàndard és aproximadament $-197 841$ kJ. El signe negatiu indica que es tracta d’una reacció exotèrmica, és a dir, que allibera calor.