Calore dalla combustione dell’ottano

Gioia ha scritto:

Gentilmente,

quanti g di ottano si devono utilizzare per produrre 9,48×10⁵ kJ secondo la reazione:

 2 C₈H₈ + 25 O₂ = 16 CO₂ + 18 H₂O ?

Il ΔH della reazione è -1,09×10⁴ kJ.

Non riesco a risolverlo e non c’è la risposta. Grazie.

La soluzione è questa:

Il ΔH di reazione è il calore in gioco in una reazione che avviene (a pressione costante) secondo le quantità indicate dall’equazione di reazione; ciò significa che, se si bruciano 2 mol di ottano in presenza di 25 mol di ossigeno gassoso si formano 16 mol di diossido di carbonio, 18 mol di acqua e si liberano 1,09×10⁴ kJ di calore. Per produrre 9,48×10⁵ kJ di calore, quantità che è quasi 100 volte più grande del ΔH di reazione, servirà quindi una quantità di ottano altrettante volte più grande di quella presente nell’equazione di reazione. Il calcolo preciso si effettua determinando prima quanto calore si libera nella combustione di 1 mol di ottano, Q_molare, e dividendo poi la quantità di calore richiesta, Q_totale, per tale valore; dalla quantità in moli di ottano si calcola infine la sua massa. Quindi:

 Q_molare = 1,09×10⁴ kJ/2 mol C₈H₈ = 0,545×10⁴ kJ/mol C₈H₈

n C₈H₈ = Q_totale/Q_molare = 9,48×10⁵ kJ/0,545×10⁴ kJ/mol C₈H₈ = 174 mol

 m C₈H₈ = n C₈H₈ × m_molare C₈H₈ = 174 mol×114,2 g/mol = 1,99×10⁴ g

 In conclusione, la massa di ottano che si deve utilizzare per produrre 9,48×10⁵ kJ è pari a 1,99×10⁴ g, cioè a 19,9 kg.