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la cuevadel empollón
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2,5 puntos
En el mercado hay diversos envases para alimentos y bebidas que son auto-calentables. Estos envases constan de dos compartimentos: uno que contiene el alimento o la bebida y el otro donde se produce una reacción química exotérmica. En las bebidas auto-calentables comerciales, la reacción que produce el calor necesario para calentarlas es la siguiente:CaO(s)+HX2O(l)→Ca(OH)X2(s)\ce{CaO(s) + H2O(l) -> Ca(OH)2(s)}
Datos
  • Capacidad calorífica de la bebida (entre 10∘C10^\circ\text{C} y 45∘C45^\circ\text{C}): Ce=4,18 kJ kg−1 ∘C−1C_e = 4{,}18\,\text{kJ kg}^{-1}\,^\circ\text{C}^{-1}
  • Masas atómicas relativas: Ca=40,0\text{Ca} = 40{,}0
  • O=16,0\text{O} = 16{,}0
  • H=1,0\text{H} = 1{,}0
  • Densidad del agua = 1,0 g/mL1{,}0\,\text{g/mL}
  • Densidad de la bebida = 0,9 g/mL0{,}9\,\text{g/mL}
SustanciaCaO(s)\ce{CaO(s)}HX2O(l)\ce{H2O(l)}Ca(OH)X2(s)\ce{Ca(OH)2(s)}
ΔHf∘(kJ mol−1)\Delta H_{f}^{\circ} (\text{kJ mol}^{-1})-635-286-987
S∘(J K−1mol−1)S^{\circ} (\text{J K}^{-1} \text{mol}^{-1})39,869,883,4
a
Calcule la variación de entalpía estándar de esta reacción a 25∘C25^\circ\text{C}. Justifique, mediante los cálculos necesarios, si la reacción será espontánea a 25∘C25^\circ\text{C}.1,25 pts
b
Si dentro del envase hay 50,0 mL50{,}0\,\text{mL} de agua y 14,0 g14{,}0\,\text{g} de óxido de calcio, calcule cuántos mL de una bebida de densidad 0,9 g/mL0{,}9\,\text{g/mL}, que inicialmente se encuentra a presión constante y 20∘C20^\circ\text{C}, podremos calentar hasta 42∘C42^\circ\text{C}.1,25 pts