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UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL AGROINDUSTRIAL LÍNEA DE PROCESOS UNITARIOS MATERIA: FISICOQUÍMICA PROF PROFRRA. ALE ALEJAND JANDRRA VELÁ VELÁZ ZQUE QUEZ CASTI ASTILL LLO O DIC DICIEM IEMBRE BRE DEL DEL 2009 2009
CUARTO EAMEN PARCIAL DE TEORÍA QUINTO A!O GRUPO:"""""""""" GRUPO:"""""" """" ALUMNO#A$: """""""""""""""""""""""""""""""""""" ___________ 1. Relacio Relacione ne las las sigu siguien ientes tes column columnas: as: a) Factores que afectan la estabilidad de un sistema colidal b) onsideraciones !ara usar carbón activado al tratar agua. c) &lectroforesis d) #! #!lilica caci cion ones es de la ad adso sorc rció iónn e) 'iferencia entre Floculación $ oalescencia f) ausa de las !ro!iedades de oloides g) #!licaciones de !elículas líquidas sobre su!erficies /) 'iferencias entre soluciones $ coloides i) #!licaciones de la dis!ersión luminosa !or !artículas coloidales ) &fecto de un agente agente emulsificante ") 4uimisorción l)'iferencias entre el elstico e inelstico m) 5ro!iedades el*ctricas $ adsorción n) 5unto isoiónico o) 93 !) Fisiorción
( m ) Se lleva llevann a cabo cabo en la la inter interfas fasee sólid sólido-l o-líqu íquido ido o líquid líquidoolíquido de un sistema coloidal. ( " ) #dso #dsorc rció iónn fu fuer erte te qu quee se da !or enl nlac aces es coval covalen ente tess entre adsorbato $ su!erficie % formando la monoca!a. ( g ) 'ete 'eterm rmin inac ació iónn de r rea eass mo mole lecu cula lare res% s% re redu ducc cció iónn de tensión su!erficial de masas de líquidos. ( ) Re Redu ducc cció iónn de la tensi tensión ón inte interf rfac acia iall $ la form formac ació iónn de micela. ( ! ) #d #dso sorc rció iónn d* d*bi bill que se da !or !or Fuer er++as de ,an ,an der aals. ( d ) 'e 'ete term rmin inar ar condi condici cion ones es de al alma mace cena nami mien ento to%% di dise seo o de !rocesos de secado% des/idratación o re/idratación $ de formación de micelas. ( i ) 'e 'eter termin minaci ación ón de di dimet metros ros mol molecu ecular lares es ( c ) 0igr 0igrac ació iónn de la lass !a !art rtíc ícul ulas as co colo loid idal ales es al a! a!lilica carr un cam!o el*ctrico. ( a ) 'istri 'istribuc bución ión de carg cargas as en en la su!erf su!erfici iciee de las !artíc !artícula ulass $ rado de dis!ersión de la fase interna (afectado !or ,iscosidad $ 2em!eratura). ( n ) !3 al al cual cual las las !artí !artícul culas as colo coloida idales les no migr migran an al al a!lic a!licar ar un cam!o el*ctrico ( e ) Re Reve vers rsib ibililid idad ad de dell !r !roc oces eso. o. ( l ) om om!or !ortam tamien iento to ant antee la de des/i s/idra dratac tación ión%% ca! ca!aci acidad dad !ar !araa consumir disolvente% ( o ) &6! &6!re resa sa tama tamao o $ fue fuer+a r+a de los los gru gru!os !os afi afines nes al agua agua $ de los afines al aceite% de una mol*cula. ( / ) 78m. de fases% g.l.% 2amao de !artícula% Refracción de la lu+% 0ovimiento cin*tico% se!aración de com!onentes. ( f ) #lta relación del ;rea su!erficial vs. ,olumen. ( b ) 2a 2ama mao o $ !olar !olarid idad ad de mol* mol*cu cula las% s% !3 $ solub solubililid idad ad del del contaminante.
#% &'()*+$
<. a tensión su!erficial del agua a <=o es >.<>6 1=-<7 m-1 $ su densidad es de =.??@ g cm-1. Su!oniendo un ngulo de contancto θA=% calcule la elevación del agua a <=o en un tubo ca!ilar con radio de ?61=-B cm como los de los rboles. &6!lique su resultado $ comente entonces cómo /acen rboles de /asta
,-.29 / 012N3 , -45672 6-0.998 73-998 ;73 5-2, 467 4-9/01% 3- 9/01< 3 5- .<= 3 2 7-9.8 3+ 5- > L? @@?( @ *+ (')4@()@+ @ ? &?()? @&@(@ @( 74?* *(+@4?@ @ '* *+3)* ? *(+@'@(? @ ? @?&*4?( ?+ 5*?+ *()@(@( +*')*+ ? 3?*4 *(@()4?( K'@ @ )4*(* @ 4* &*4 *(+7'@()@ +@ &4*'@ '* *+3)* 5?? @?+ # &'()*$ D. &l 3e6adecanol 1E3DD3 /a sido utili+ado !ara !roducir !elículas monomoleculares en de!ósitos de agua con el fin de evitar la eva!oración. Si el rea transversal del alco/ol en la !elícula densamente em!aquetada es de =.< nm<% Guntos gramos de alco/ol se requieren !ara cubrir un lago de unos D=%=== m
# &'()*$ B. 'escriba grficamente la formación de la micela de aseína en la lec/e $ e6!lique a qu* se debe el color blanco de este alimento. BHL optimo
estabilidad
93 #l tamao de los globulos que son ma$ores a 1 µm y le dan un aspecto blanco lechoso
# &'()*$
C. &n la formulación C== "g de una emulsión de aceite en agua $ de a!ariencia lec/osa estable% se requiere usar el DK en !eso de una me+cla de emulsificante S!an @= (93 B.D) $ 2Leen @= (93 1C). a) 'etermine el 93 ó!timo de su emulsión b) alcule las cantidades de ambos tensoactivos en K $ en !eso. # &'()*$ E. Si a 1 bar de !resión de gas #monio% se cubre la mitad de la su!erficie dis!onible de 1 g carbón activado% calcule: a) &l valor de M (en bares) b) a !resión con que cubrir* el @=K de la su!erficie de carbón. c) a su!erficie en m< que cubriría con =.C bar de 5resión% si la su!erficie total son 1<= m<. a) ƟAM(#) I 1 N M(#) 0.5AMbar I 1 N Mbar =.C(1 N Mbar)AMbar =.C N =.CMbarAMbar =.CAMbar O =.CMbar =.CA=.CMbar MbarA=.CI=.C MA1bar b) =.@A1bar(#)I 1 N 1bar(#) =.@(1 N 1bar(#))A1bar(#) =.@ N =.@bar(#) A1bar(#) =.@A1bar(#) - =.@bar(#) =.@A=.
#.= &'()*+$ >. &6!lique si el *ter etílico formar gotas o se distribuir uniformemente sobre la su!erficie de agua. Pustifique su res!uesta. S#9 A g# - g9 - g#9 S#9 A ><.>C O 1> O 1=.> A BC.=C dinasIcm como fue !ositivo no forma gotas $ se e6!ande como lo ace el aceite en el agua # &'()*$
@. &6!lique el com!ortamiento de los agentes de #cción Su!erficial o 2ensoactivos% sus causas $ d* dos eem!los de estas sustancias.
?$R@E'9C4 A? )@(+CD( @()4@ A*+ AMK'CE*+ ? +@4 @3'A+CGC9?E*+ F$ P4@B@(C4 A? 9*?A@+9@(9C? E@ A?+ 7*)?+ EC+&@4+?+ . Según el tipo de emulsión: los hidróflos para emulsiones O/! e"emplo de ellos son compuestos polares con una cadena no-polar ó más complejos como gomas, almidones y proteínas. #os lipóflos ser$ir%n para emulsiones /O! la &ase en la 'ue el tensoa(ti$o es pre&erentemente solu)le* es la &ase (ontinua +regla de ,an(-ro. uando la emulsión se &orma* +emulsión O/ el emulsi(ante o tensoa(ti$o se (olo(a en la inter&ase entre el agua el a(eite (on su (adena idró&o)a orientada a(ia el a(eite el grupo idrólo orientado a(ia el agua. ara el (aso de una emulsión /O* el grupo idrólo est% dirigido a(ia el interior de los gló)ulos a(uosos mientras 'ue la parte idró&o)a a(ia la &ase (ontinua. na regla general es 'ue la &ase donde el emulsi(ante es m%s solu)le (onstituir% la &ase (ontinua o e6terna +regla de ,an(-ro
TIPO
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL LÍNEA DE PROCESOS UNITARIOS MATERIA: FISICOQUÍMICA PROFRA. ALEJANDRA VELÁZQUEZ CASTILLO DICIEMBRE DEL 2009
CUARTO EAMEN PARCIAL DE TEORÍA QUINTO A!O GRUPO:"""""""""" ALUMNO#A$: """""""""""""""""""""""""""""""""""" ___________ 1. Relacione las siguientes columnas: a) #!licaciones de la adsorción b)Fisiorción c) &lectroforesis d) Factores que afectan la estabilidad de un sistema colidal e) 'iferencia entre Floculación $ oalescencia f) ausa de las !ro!iedades de oloides g) onsideraciones !ara usar carbón activado al tratar agua. /) #!licaciones de !elículas líquidas sobre su!erficies i) 'iferencias entre soluciones $ coloides ) #!licaciones de la dis!ersión luminosa !or !artículas coloidales ") &fecto de un agente emulsificante l)'iferencias entre el elstico e inelstico m) 5ro!iedades el*ctricas $ adsorción n) 5unto isoiónico o) 93 !) 4uimisorción
(b ) #dsorción d*bil que se da !or Fuer+as de ,an der aals. ( ) 'eterminación de dimetros moleculares ( / ) 'eterminación de reas moleculares% reducción de tensión su!erficial de masas de líquidos. ( " ) Reducción de la tensión interfacial $ la formación de micela ( m ) Se llevan a cabo en la interfase sólido-líquido o líquidolíquido de un sistema coloidal. ( a ) 'eterminar condiciones de almacenamiento% diseo de !rocesos de secado% des/idratación o re/idratación $ de formación de micelas. ( l ) om!ortamiento ante la des/idratación% ca!acidad !ara consumir disolvente ( ! ) #dsorción fuerte que se da !or enlaces covalentes entre adsorbato $ su!erficie % formando la monoca!a. ( c ) 0igración de las !artículas coloidales al a!licar un cam!o el*ctrico. ( d ) 'istribución de cargas en la su!erficie de las !artículas $ rado de dis!ersión de la fase interna (afectado !or ,iscosidad $ 2em!eratura). (n ) !3 al cual las !artículas coloidales no migran al a!licar un cam!o el*ctrico (f ) #lta relación del ;rea su!erficial vs. ,olumen ( o ) &6!resa tamao $ fuer+a de los gru!os afines al agua $ de los afines al aceite% de una mol*cula. ( i ) 78m. de fases% g.l.% 2amao de !artícula% Refracción de la lu+% 0ovimiento cin*tico% se!aración de com!onentes. (e ) Reversibilidad del !roceso. ( g ) 2amao $ !olaridad de mol*culas% !3 $ solubilidad del contaminante.
#% &'()*+$ ?. a tensión su!erficial del agua a <= es >.<>6 1= 7 m $ su densidad es de =.??@ g cm-1. Su!oniendo un ngulo de contancto θA=% calcule la elevación del agua a <=o en un tubo ca!ilar con radio de 161=-D cm como los de los rboles. &6!lique su resultado $ comente entonces cómo /acen rboles de /asta <= m de alto !ara elevar nutrientes a tal altura. ,-.29 / 012N3 , -45672 6-0.998 73-998 ;73 5-2, 467 1 1= 4-/0 3-/0 3 5- .%89 3 2 7-9.8 3+ 5- > ? @@?( @ *+ (')4@()@+ @ ? &?()? @&@(@ @( 74?* *(+@4?@ @ '* *+3)* ? *(+@'@(? @ ? @?&*4?( ?+ 5*?+ *()@(@( +*')*+ ? 3?*4 *(@()4?( K'@ @ )4*(* @ 4* &*4 *(+7'@()@ +@ &4*'@ '* *+3)* 5?? @?+ # &'()*$ 1=. &l 3e6adecanol 1E3DD3 /a sido utili+ado !ara !roducir !elículas monomoleculares en de!ósitos de agua con el fin de evitar la eva!oración. Si el rea transversal del alco/ol en la !elícula densamente em!aquetada es de =.< nm<% Guntos gramos de alco/ol se requieren !ara cubrir un lago de unos B=%=== m
-<
-1
B=%=== m
# &'()*$ 11. 'escriba grficamente la formación de la micela de aseína en la lec/e $ e6!lique a qu* se debe el color blanco de este alimento. BHL optimo
estabilidad
93 #l tamao de los globulos que son ma$ores a 1 µm y le dan un aspecto blanco lechoso
# &'()*$ 1<. &n la formulación de >== "g de una emulsión de aceite en agua $ de a!ariencia lec/osa estable% se requiere usar el CK en !eso de una me+cla de emulsificante S!an @= (93 B.D) $ 2Leen @= (93 1C). a) 'etermine el 93 ó!timo de su emulsión b) alcule las cantidades de ambos tensoactivos en K $ en !eso. # &'()*$ 1D. Si a 1 bar de !resión de gas #monio% se cubre la mitad de la su!erficie dis!onible de 1 g carbón activado% calcule: a) &l valor de M (en bares) b) a !resión con que cubrir* el ?=K de la su!erficie de carbón. c) a su!erficie en m< que cubriría con =.C bar de 5resión% si la su!erficie total son 1C= m<. d)
ƟAM(#) I 1 N M(#) 0.5AMbar I 1 N Mbar
=.C(1 N Mbar)AMbar =.C N =.CMbarAMbar =.CAMbar O =.CMbar =.CA=.CMbar MbarA=.CI=.C MA1bar e) =.?A1bar(#)I 1 N 1bar(#) =.?(1 N 1bar(#))A1bar(#) =.? N =.?bar(#) A1bar(#) =.?A1bar(#) - =.?bar(#) =.?A=.1bar(#) #A? bar f) ƟA M(#) I 1 N M(#) ƟA 1bar(=.Cbar) I 1 N 1bar(=.Cbar) ƟA1ID 150m2 1 X=50m2 1/3
#.= &'()*+$ 1B. &6!lique si el benceno formar gotas o se distribuir uniformemente sobre la su!erficie de agua. Pustifique su res!uesta. S#9 A g# - g9 - g#9 S#9 A ><.>C O <@.@@ O DC A @.@> dinasIcm como fue !ositivo no forma gotas $ se e6!ande como lo ace el aceite en el agua # &'()*$ 1C. &6!lique el com!ortamiento de los agentes de #cción Su!erficial o 2ensoactivos% sus causas $ d* dos eem!los de estas sustancias. # &'()*$ ?$R@E'9C4 A? )@(+CD( @()4@ A*+ AMK'CE*+ ? +@4 @3'A+CGC9?E*+ F$ P4@B@(C4 A? 9*?A@+9@(9C? E@ A?+ 7*)?+ EC+&@4+?+ . Según el tipo de emulsión: los hidróflos para emulsiones O/! e"emplo de ellos son compuestos polares con una cadena no-polar ó más complejos como gomas, almidones y proteínas. #os lipóflos ser$ir%n para emulsiones /O! la &ase en la 'ue el tensoa(ti$o es pre&erentemente solu)le* es la &ase (ontinua +regla de ,an(-ro. uando la emulsión se &orma* +emulsión O/ el emulsi(ante o tensoa(ti$o se (olo(a en la inter&ase entre el agua el a(eite (on su (adena idró&o)a orientada a(ia el a(eite el grupo idrólo orientado a(ia el agua. ara el (aso de una emulsión /O* el grupo idrólo est% dirigido a(ia el interior de los gló)ulos a(uosos mientras 'ue la parte idró&o)a a(ia la &ase (ontinua. na regla general es 'ue la &ase donde el emulsi(ante es m%s solu)le (onstituir% la &ase (ontinua o e6terna +regla de ,an(-ro
