Ejercicio de entalpías de formación. Tostación de la pirita
Esta es al respuesta al ejercicio que habéis trabajado en clase.
3. La tostación de la pirita se produce según: 4 FeS2 (s) +11 O2 (g) → 2 Fe2O3 (s) + 8 SO2 (g)
Calcule:
a) La entalpía de reacción estándar.
b) La cantidad de calor, a presión constante, desprendida en la combustión de 25 g de pirita del 90 % de riqueza en peso.
Datos: Masas atómicas: Fe = 55’8; S = 32.
ΔHºf[FeS2(s)] = −177’5 kJ/mol, ΔHºf[Fe2O3(s)] = −822’2 kJ/mol, ΔHºf[SO2(g)]= −296’8 kJ/mol.
a) La entalpía de reacción estándar.
La entalpía de esta reacción se puede expresar en función de las entalpías de formación de productos y reactivos según la siguiente expresión:
por tanto ΔHo= [ 8 mol SO2 · ΔHof(SO2) + 2 mol Fe2O3 · ΔHof(Fe2O3) ] – [ 4 mol FeS2 · ΔHof(FeS2) + 11 mol O2 · ΔHof(O2) ]
teniendo en cuenta los datos, y que la entalpía de formación estándar del O2 es cero por tratarse de un elemento,
ΔHo= [ 8 mol SO2 · (-296,8 kJ/mol) + 2 mol Fe2O3 · (-822,2 kJ/mol) ] – [ 4 mol FeS2 · (-177,5 kJ/mol) + 11 mol O2 · ( 0 kJ/mol) ]
ΔHo= – 3.308,8 kJ; esta es la variación de entalpía estándar de la reacción en cuestión y representa la cantidad de energía que se desprende, en forma de calor, cuando la combustión de 4 mol de FeS2 tiene lugar a presión constante.
b) Combustión de 25 g de pirita del 90% de riqueza en peso; es decir, de cada 100 g de pirita solamente 90 g son de FeS2 puro.
En primer lugar hay que determinar la masa de FeS2 puro que hay en la muestra de pirita; por tanto x= 22,5 g FeS2 es decir que en 25 g de pirita tenemos solamente 22,5 g de FeS2 puro
Ahora lo pasamos a cantidad de sustancia teniendo en cuenta la masa molar M(FeS2)=55,8 + 2 · 32 = 119,8 g/mol; x= 0,19 mol FeS2 esta es la cantidad de sustancia que va a reaccionar; y puesto que la combustión de 4 mol de FeS2 desprende una cantidad de energía de 3.308,8 entonces tendremos
; x= 157,2 kJ, es la energía, en forma de calor, que se desprende, a presión constante, en la combustión de 25 g de pirita del 90% de riqueza
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