UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGIA, MINAS, PETRÓLEOS Y AMBIENTAL ESCUELA DE PETRÓLEOS Termodinámi! Termodinámi! " F#$io F#$i o %&'#mi! Nom(re) Irua Meneses Ángel Vinicio Pro*e$or) Dr. Pro*e$or) Dr. Bolívar Enríquez In*orme N+)C'r$o) Quinto Petróleos Fe.!) 10/0/!01" Fe.!) 10/0/!01"
1.# En un cilin$ro % $e&a'o $e un (istón est) encerra$o 1* " $e aire a la (resión $e + at* % a !0,-. -alcular a (resión $el aire interior si *antenien$o constante la (osición $el (istón se calienta el aire asta 1!0,-. a (resión $el aire interior si luego $e a&er calenta$o el aire asta 1!0,- se le $e'a e2(an$ir isot3r*ica*ente asta ocu(ar un volu*en $e + c* ". Respuest a:6, 70at m;1, 34at m
Datos V14 1*" P14 + at* 514 !0,- 6 !7"4 !8",9 P4 :........... 54 1!0,-6 !7"4 "8",9 P4:............V4 + c*" ;1*/100c*<"40.00000+ *" =olución V4cte.>>>>>P15!4P!51 Des(e'an$o P ! tene*os P!4 ;P15!>.. P1V14P!V! Des(e'an$o P ! tene*os P!4 ;P1V1
Datos V4 1 c*" 54!7,-6!7"4"00,9 P4 10#@ ** Cg =olución PV4 n 5 n 4 PV/5 n 4 ;10#@** Cg ;1at*/7@0 ** Cg<
n4 ".! 2 10 10 *ol3culas ".# Callar la $ensi$a$ $ensi$a$ $el gas *etano en g/litro a con$iciones con$iciones nor*ales. Respuest a:0, 714g/l
Datos 54 !7",9 V 4 !!. P4 1 at* M-C4 1@ g/ *ol =olución PV4 n5 PV 4 ;*/M< 5 ₰4PM/5 ₰4 ;1 at*?1@g/*ol
20 g
=
2 80% N 2
g
= 10 mol
mol
80 g
=
28
g
=
2.86mol
mol nT = 10mol + 2.86mol nT
=
Pa
⇒
Ma
Ma =
P = 80 cmHg T
=
Pa
= 12.86mol =
nT
100 g
=
12.86mol
10 mmHg
7.78
1atm
1 cmHg 760 mmHg
g mol
= 1.05atm
20°C + 273 = 293K
PV
=
PV
=
nRT Pa
RT Ma Pa Pa PMa = RT ; ρ = V V PMa = ρ RT
ρ =
PMa RT
1.05 atm × 7.78 =
0.082
a tm
−L
mol − K
g mol
293 K × 293 K
= 0.344
g L
+.# -uan$o gra*os $e un gas H se intro$uce en un rasco sin aire % a una $eter*ina$a te*(eratura la (resión que e'erce es $e 1 at*. =i entonces se agrega @ g $e otro gas $ierente $iga*os JBK la (resión $e la *ezcla se eleva en 1+0 at* *anteni3n$ose constante la te*(eratura. -alcular la relación $el (eso *olecular $el gas H con res(ecto a aquel $el gas B. Respuest a:1/3 P A = 1atm Pa A = 4 g
PAB = 1.5atm PaB = 6 g
T A = TB = cte V A = V B P B = PAB − PA = 1.5atm − 1atm = 0.5atm Pa RT Ma Mb
=
4 g
V P 1 atm = Pb RT 6 g V P
=
4 12
=
1 3
0.5 atm
@.# H 100,- % 0@81 at* una *asa $e 1A" $e un cuer(o org)nico (uro con una relación $e car&ono a i$rógeno co*o $e -C ! ocu(a un volu*en $e 180 litros al esta$o $e va(or. a< -alcular el (eso *olecular $e la sustancia &< Deter*inar su ór*ula *olecular Respuest a:42, 6g/mol ; C3H6
T = 100°C + 273 = 373 K P = 0.691atm Pa = 1.83 g V = 1.90 L formula empirica : CH 2 masa de la formula empirica : 14 g / mol C = 1×12 g = 12 g / mol H = 2 ×1g = 2 g / mol PV = nRT ; n =
PV =
Pa Ma
Pa Ma
RT ⇒ Ma =
PaRT PV
1.83 g × 0.082
atm − L
× 373 K g mol − K = 43.63 mol 0.691 atm ×1.90 L
=
formula molecular (CH 2 ) a
a=
masa molecular masa de la formula empirica
43.63 =
g mol
g 14 mol
= 3.05 ≅ 3
(CH 2 ) 3 = C3 H 6
7.# -alcular la (resión total que e'ercer) a !+,- ! litros $e un gas recogi$o so&re agua tenien$o en cuenta que a con$iciones nor*ales % seco ocu(a&a 0.A0 litros. a tensión $e va(or $el agua a !+,- es $e !".+ torr. Respuest a:355. 5t orr
Datos V140A0litros
PV4n5 PV = n= RT
P141at*
1 atmx 0,80 litros
atmlitros 0,082 x 273 ° K mol°K
5140,V!4 !litros 5!4!+,- 4!8A,L P=
nRT = V
PV4n5 atmlitros x 298,15 ° K mol ° K =0,4364 atm 2 litros
0,0357 molesx 0,082
P!4:
Presión total 4 0@at* 2
760 Torr 1 atm
6 !"+5orr 4 "++!5orr
= 0,0357 moles
A.#=e quiere una *ezcla gaseosa que contenga 10G *olar $e &utano % 80G *olar $e neón. En un cilin$ro sin aire se intro$uce &utano gaseoso asta que su (resión es $e 1at*. uego se o&liga a (asar el gas neón co*(ri*i$o (ara que or*e una *ezcla $e la co*(osición $esea$a. El volu*en $el cilin$ro es $e !0litros % la o(eración se realiza a !+,-. -alcular a< as *oles $e &utano (resente &< as *oles $e neón necesario c< la (resión total $e la *ezcla gaseosa inal. Respuest a:0, 820mol es;7, 38mol es;10atm.
Datos 10G *olar -C10 80G *olar $e e P 4 1at* V 4 !0 litros 5 4 !+,PV 4 n5 n4
PV = RT
&< 10G
0A1A*oles
1 atm x 20 litros 0,082
atml x 298 ° K mol ° K
80G
n4 0,818moles C4H10 PV4n5 nRT (7,36 + 0,818 ) molesx 0,0832 x 298 ° K =10 atm P4 V = 20 litros
N
X=n= 7,36moles Ne
8.# On gas saliente (or una ci*enea tiene la co*(osición volu*3trica - !>10+G !> 10+G !>78G. -alcular su co*(osición (or (eso. Respuest a:CO2…. 15,5;O2……11, 2;N2……73, 4g%
Datos 10 +G -! 10+G! 78G!
44 g Vi =462 gCO 2 Xi = ¿ = 10,5 molesCO 2 x n V mol
10,5 molesO 2 x
32 g
=336 gO 2
mol
79 molesN 2 x
28 g
mol
=2212 gN 2
Peso total $e 100*oles 4 ;!!1!6@!6""@< gra*os 4 "010g "010g 100G !!1!g N 247" AG ! "010g 100G @!g N 241+ "+G - ! "010g 100G ""@g N 24111@G !
10.# On rasco $e !! litros $e ca(aci$a$ contiene 0g $e gas argón % un (eso $e gas i$rogeno a unas $eter*ina$as (resión % te*(eratura. a $ensi$a$ $e *ezcla la gaseosa es $e ! g/litro. El (eso ató*ico $el argón se (ue$e to*ar co*o 0. -alcular a< os gra*os $e i$rogeno (resente. &< El (eso *olecular (ro*e$io $e la *ezcla gaseosa. Respuest a:4. 0g; 14, 7g/mol .
Datos V4 1!* 4
*54 * Hr 6*C!
m μ
nC!
40 g / moL
nC!
n Hr 4 1*ol
nC!
n Hr 4
m μ
M Hr 4 0g 4
R4
m V
*54 R5V5
*C!4 *5 6 * Hr
n Hr 4
40 g
4g 2 g / moL
R4!g/ 4 ! *oles S 4 0 g/*ol n54n Hr 6 nC!
*54 ;!g/<;!!< *54 g
*C!4 ;#0
*C!4 g
M4 N Hr S Hr 6 NC! SC!
[( ) ( ) ] 1
( 40 ) +
2
( 2 ) g / mol
n54 1*ol 6 ! *oles
M4
n54 " *oles M4 17 g/*ol
M4 ;1""" 61"
3
3
11.# On gas consiste $e una *ezcla $e etano ;H< % &utano ;B<. On &alón $e !00*l se llena con el gas a la (resión $e 7+0 torr a !0,-. Por $ierencia $e (esa$a el (eso $el gas es $e 0"A@g. -alcular la co*(osición *olar $e la *ezcla. Respuest a:C2H6 39. 3; C4H10 60, 7mol es. Datos S-!C!4"0 g/*ol S-C104+A g/*ol
PV4 n5 S4
N H 6 NB 4 1
mRT PV
N H 4 1# NB atm L )( 293,15 K ) mol K ( 0,9868 atm)( 0,2 L )
( 0,3846 g )( 0,082
V4 !00* 4 0!
S4
P4 7+0!torr 4 08A@A at* S4 @A g/*ol 54 !0, - 4 !8"1+ L M4 0"A@g N H 4 1# NB
M4 N H S H 6 NB SB
@A4 ;1# NB<;"0<6 NB;+A< @A4 "0#"0N B6+A NB 1@A4 !A NB NB4 00@01@
N H 4 1# 00@01@ N H 4 0"8A 1!.# -alcule el (orcenta'e $isocia$o $e tetra ó2i$o $e nitrógeno ; !< gas incoloro en $ió2i$o $e nitrógeno ;!< gas *arrón cuan$o !""g $e ! se calienta a !!.8 ,- % 1 **Cg $e (resión inal en el equili&rio si la *ezcla resultante ocu(a en estas con$iciones el volu*en $e 1"0 litros. Respuest a:22, 5%
Datos
!
S!48! g/*ol *!4 !"" g
!! 2# T PV4 n5
54 !!8, - 4 !8@0+ L
n4
N4
2,33 g 92 g / moL
!T
N 4 00!+""*oles N# T6! T4 00"107
PV RT
00!+""6 T 4 00"107
( 0,5803 atm)( 1,30 L )
P4 1**#Cg 4 0+A0"at*
V4 1"0
n4 ( 0,082 atm L )( 296,05 K )
n4 00"107*oles
T 4000+7
mol K
G$is4
0,00574 x 100 0,02533
G$is 4 !!@@G 1".# -uan$o una *ezcla $e !-= ! % + -l! se calienta a "7",L el 80G *olar $el cloro se consu*e co*o se in$ica (or la reacción siguiente en ase gaseosa -=! ;g< 6 "-l! → --l ;g< 6 =!-l! ;g< -alcular a< El volu*en $e la *ezcla gaseosa resultante en el equili&rio a "7",9 % 1 at* $e (resión total &< as (resiones (arciales $e los co*(onentes $el siste*a en el equili&rio. Respuest a:123l i t r os;pCl =pCS2 =0. 125;pCCl S2Cl =0, 375at m 2 4 =p 2
T
=
373K
P
5(0.9) = 3α 2 −α
+
n
n
4mol
=
⇒
=
1.5
+ α + α =
n
7 − 2(1.5)
=
=
= 2
nCl
=
2
nCCl nS
2 Cl2
nT
=
PCS PCl
=
− L ×
mol
=
xCS
0.5mol
K
−
373 K =
=
0.125
=
0.375
=
0.375
2
xCCl
1.5mol
xS
4
2Cl 2
122.34 L
0.125
= 2
xCl
1.5mol
4mol
= 2
5 − 3(1.5)
=
2
atm
1atm
2 − 1.5 = 0.5mol
= 4
n
4 mol × 0.082
P nCS
90%
Cl 2 =
nRT
V
1atm
⇒ α =
5 − 3α
7 − 2α =
=
0.125atm
0.125atm
PCCl
=
0.375atm
PS
=
0.375atm
4
2Cl 2
1.# -uan$o se (asa aire a trav3s $e un leco $e car&ono (arte $el o2ígeno reacciona (ara or*ar -! % el resto or*a -. =i el (eso *olecular (ro*e$io $e los gases $e la co*&ustión es $e !8 calcular su co*(osición asu*ien$o que la co*(osición volu*3trica $el aire es $e !1G $e ! % 78G $e ! Respuest a:N2 =69. 5;CO2 =6, 5;CO =24 mol es%
1+.# -alcular la veloci$a$ cua$r)tica *e$ia $e la *ol3cula $e o2igeno a< H con$iciones nor*ales &< H !7,- % 1 at* Res pues t a:461;484m/s
a)
3 PV
=
Ma
=
3 ×1atm × 22.4 L 32 g / mol "gm
= 2.1
mol atm − L 101.37 ! Nm s 2 1000 g g "g atm − L ! N
b)
=
=
PV
3 RT Ma
=
461.23m / s
RT 3 × 0.082 =
atm − L
mol − K 32 g / mol
× 300 K
"gm =
atm − L 101.37 ! Nm s 2 1000 g = 483.34m / s 2.306 g "g atm − L ! N
1@.# On volu*en $e nitrógeno (asa en !0 segun$os (or el oriicio $e un eusió*etro. Ba'o las *is*as con$iciones $e te*(eratura % (resión un volu*en i$3ntico $e una *ezcla
gaseosa $e o2ígeno % aní$ri$o car&ónico se $iun$e en ! segun$os. -alcular el G volu*3trico $el - ! en la *ezcla ulti*a. DATOS V N → t =20 seg 2
O (¿ ¿ 2 + CO 2) →t =24 seg V ¿ SOLUCION
√ = √ ( ) (√ ) ( )∗ =
μ 1 M 2 t 2 = = μ 2 M 1 t 1 μ 1 μ 2
M 2 M 1
24
2
=
20
24 20
M 2 28
2
28 M 2
M 2= 40.32
~ M = X 2
2
g mol
∗ M O 2+ X CO 2∗ M CO 2
O 2
X O 2 + X CO 2=1 X O 2 =1− X CO 2 40.32 =( 1− X CO 2 )
( ) 32 g
mol
+ X CO 2 (
44 g
mol
)
40.32 =32−32 X CO 2 + 44 X CO 2 40.32 −32=12 X CO 2
X CO 2=0.6933
X CO 2=69,33
es(uesta @8.! vol. G 17.# os $atos in$ica$os a continuación se reieren a la $ensi$a$ a 0,- $el gas acetileno en g/l a las (resiones en at* in$ica$as. Presión 0!+0 0+00 07+0 100 Densi$a$ 0!81!" 0+A10 0A7A++ 1177 -alcular *e$iante el *3to$o $e $ensi$a$es lí*ites el (eso *olecular $el acetileno % el (eso ató*ico $el car&ono a$o(tan$o co*o (eso ató*ico $el i$rógeno el valor $e 100A.
Respuest a:26, 036; 12, 010
PE=I;2<
DE=IDHD;U<
N?U
N!
0!+00 0+000 07+00 10000 /,0
0!81! 0+A1 0A7A@ 1177 /,1/23
007!A 0!8!1 0@+A8 1177 /,4120
00@!+ 0!+ 0+@!+ 1 4,250
Datos 5 4 0, - 6 !7" 4 !7",9 =olución a 2!6 &24 2% a 26 n&4% 1.A7+ a 6 !.+ & 4!.18A+ !.+ a6 & 4!.8!A+ a 4 1.1778 M 4 ₰5/P M4 ;1.1778 g/ ? 0.0A!0+ at* / *ol ,9?!7",9
T 1 =0 °C + 273=273 K T 2 =600 ° C + 273=873 K
P1=1 at m P2=2 at m P1∗V 1 P2∗V 2
=
T 1 V 1 V 2 V 1 V 2
=
T 2
2 P 1 ( 273 K ) 873 K ∗ P 1
=0.625
V 1=
V 2 0.625
Si V 1 =1 L →V 2 =1.6 L Si V 1 =5 L→ V 2 =8 L Si V 1 =100 L → V 2 =160 L
-onclusión El volu*en au*enta en un @0G 18.# On cilin$ro $e 10 litros $e ca(aci$a$ contiene un gas a !0,- % + at*. El gas se esca(a a razón $e !0 *l *e$i$os a con$iciones nor*ales (or *inuto. -alclese la (resión $el gas que que$a en el cilin$ro al ca&o $e 10 oras su(onien$o que la te*(eratura (er*anezca constante a !0,-. N14 1!000 *l ;1/1000 *l<4 1! ;Esca(e Datos $e gas $urante 10< V-IID4 10 PV4 n 5 54 !0,- 6!7"4 !8",9 n 4 PV/ 5 P 4+ at* n 4 ;1at*? 1! >.10 oras>>>.. 5 4 cte. P 4 n 5 /V =olución P 4 ;0.+"7+ *ol?0.0A!0+ at* l / *ol ,9 1>>>>>..@0 *in ?!8" ,L>>>..2 P 4 1.!8! at* ;(resión $el gas esca(a$o< N4 @00 *in P54 P WH= E=-HPHD 6 P QOEDH E E -IID 1 *in>>>>..!0 *l P QOEDH E E -IID4 P5 # P WH= E=-HPHD @00 *in>>> N1 P QOEDH E E -IID4 + at* X 1.!8! at*4 ".71 at* !0.# -alcular el (eso es(ecíico $e los va(ores $e 3ter etílico ;-!C+
ɣ4:
5 EBOI-I DE E5E 4 ".@ ,- ? !7" 4 "07.@ ,9 P4 1 at* PV 4 n 5 PV 4 ;*/M< 5 PM 4₰ 5 ₰4 P M / 5 -o*(osición $el aire itrógeno 7A G 2igeno !1 G Dió2i$o $e car&on0 0.0" G Hrgón 0.8 G M!4 !A g/*ol ? 0.7A 4!1.A g/ *ol PV 4 n 5 PV 4 ;*/M< 5 PM 4₰ 5 ₰4 P M / 5 ₰ 4 ;1 at* ? !A.A8"! g/ *ol
ME5E 4 7 g / *ol =olución ₰ 4 ;1 at* ? 7 g/ *ol
,9 ?"07.@ ,9< ɣ4₰E5E4 !.8" g/
M0!4 "!g/*ol ?0.!14 @.7! g/ *ol M-!4 g/ *ol ?0.000"4 0.01"! g/*ol MHr40g/*ol?0.008 40."@g/*ol MHIE4!1.A g/ *ol 6 @.7! g/ *ol 6 0.01"! g/*ol 60."@g/*ol MHIE4!A.A8"! g/*ol ɣ4₰ HIE4 1.1A g/ ɣ4₰E5E/₰ HIE ɣ4 ;!.8"g/
!1.# On volu*en $e +00 litros a con$iciones nor*ales $e cloro se (er*itió que se e2(an$iera a 1000 litros. -alcular la *asa $e 100 litros $el gas e2(an$i$o. Datos V-l!4+00 >>>>>>.- N4*-l!4: >>. V4 100 M-l4"+.+ g/ *ol =olución PV4 n 5 n 4 PV/ 5 n 4 ;1at*? 1000>>>>>.. "1@+.!"1! g 100>>>>>>>>>>>>>>.. N N4"1@.+!"1! g
!!.# -alcular la $ensi$a$ (ro*e$io a !0,- % 1 at* $e una *ezcla gaseosa or*a$a (or un volu*en $e *etano % $os vol*enes $e -!C@.
P = 1atm T = 20°C + 273 = 293 K V1 = 1L CH 4
V2 = 2 L C2 H 6
MaCH 4 = 16 g / mol
MaC2 H6 = 30 g / mol
PV = nRT ; n = PV =
Pa Ma
Pa Ma
RT ⇒ Pa =
16
g
MaPV RT
× 1 atm × 1 L
mol Pa1 = = 0.6659 g atm − L 0.082 × 293 K mol − K ρ1 =
ρ =
ρ =
m1 V1
=
0.6659 g 1L
= 0.6659 g / L
∑ ρ V = ρ1V1 + ρ 2V2 V1 + V 2 ∑V 0.6659 g + 2.50 g 3 L
=
g
× 1 atm × 2 L mol Pa2 = = 2.4973 g atm − L 0.082 × 293 K mol − K
30
ρ 2 =
m2 V2
=
2.4973 g 2L
= 1.25 g / L
(0.6659 g / L × 1 L ) + (1.25 g / L × 2 L )
= 1.05
1 L + 2 L g L
!".# H !!0,- % 77 ** $e Cg una *asa $e 1"AAg $e cierta sustancia org)nica ocu(a un volu*en $e !0 *l. El an)lisis $e la sustancia $a la co*(osición en (eso siguiente ->..70.@0G C>..+.AAG >.!".+!G. -alcule el (eso *olecular $e la sustancia % su ór*ula *olecular.
P = 747mmHg ×
1atm
T
=
220°C + 273 = 493K
V
=
420ml
=
=
760mmHg
0.98atm
0.42L
Pa = 1.388 g =
PV
PV
=
Pa
nRT ; n =
Pa
RT
Ma
Ma
Ma =
⇒
PaRT
1.388 g × 0.082
atm
− L
× 493 K
mol − K 0.98 atm × 0.42 L
=
PV
= 135.923
g mol
formula empirica C : H : #:
70.60 12 5.88
=
5.88
=
1.47 5.88
=
=
1 1.47 23.52 1.47 =
16 1.47 (C4 H 4#1 ) a
4
4
=1
masa de la formula empirica : 68g / mol C
=
4 ×12 g
H
=
4 × 1g
=
# = 1×16 g
a=
=
48 g / mol
4 g / mol
= 16 g
/ mol
masa molecular masa de la formula empirica
(C4 H 4#1 ) 2
135.923 =
68
g mol
g
≅
2
mol
= C 8H 8# 2
!.# On cilin$ro $e 1*" $e ca(aci$a$ contiene ! Lg $e aire seco a 1+,-. Bas)n$ose en la co*(osición en (eso siguiente $el aire seco !>> !".+G % !>>. 7@.+G calcular a< as (resiones (arciales $el o2ígeno % nitrógeno % &< a (resión total $el aire.
V = 1m3 = 1000 L Pa = 2"g = 2000 g T = 15°C + 273 = 288 K #2 = 23.5% × 2000 =
470 g 32
N 2 = 76.5% × 2000 =
g mol
1530 g 28
= 14.688mol
g
= 54.643mol
mol
nT = 14.688mol + 54.643mol = 69.331mol PV = nRT
P =
P1 =
P2 =
nRT V n1 nT n2 nT
69.331 mol × 0.082
mol − K 1000 L
=
P =
atm − L
× 288 K = 1.6373atm
14.688 mol × 1.6373atm = 0.347 atm 69.331 mol
P =
54.643 mol 69.331 mol
× 1.6373atm = 1.290 atm
!+.# On cilin$ro $e un litro $e ca(aci$a$ que contiene un gas a la (resión $e + at* se (one en co*unicación con otro cilin$ro que contiene 10 litros $e aire a 1 at* % a la *is*a te*(eratura. Deter*ínese la (resión $e la *ezcla $e los $os gases a$*iti3n$ose que no e2iste contracción $e volu*en ni que se (ro$uce reacción quí*ica alguna. PH4+at* VH41litro PB41at* VB410litros P HV H4n H5
PBVB4nB5
n H
¿
5 atm x 1 litro 60,97 PAVA = = 0,082 litatm RT T xT°K mol°K
¿ PBVB = RT
1 atmx 10 litro 0,082 litatm
=
121,95
xT °K
mol°K
nB
T
PV4 n5 60,97
n ¿ T +
121,95
T
=
182,92
T
V4 1litro 6 10litros 4 11litros
(
P 2 ;11< ¿ nRT =
P ¿
182,92
T
)
X 0,082 T
182,92 X 0,082 =1,36 atm 11
!@.# -uan$o en un rasco $e " litros se intro$ucen @.0 g $e = ! % .!@ g $e -l! ocurre una co*&inación (arcial entre ellos segn =! ;g< 6 -l! ;g< =!-l! ;g< ⇔ U la (resión total a @",L alcanza 1.@8 at*. -alcular la (resión (arcial $e ca$a gas en la *ezcla inal. Y*oles iniciales $e = !
¿
6,4 g =0,1 moles 64 g
mol 4,26
g ¿ Y*oles iniciales $e -l ! 71 g / mol = 0,06 moles
PV4n5
n
¿
PV 1,69 atm x 3 litros = = 0,13354 moles RT 0,082 litrosatm X 463 ° k ° Kmol
Y*oles inales 4 01""+ 01# T 6 00@ X T 6 T 4 01""+
T 4 00!@+8 P1 4 P=! 4 (
P! 4 P-! 4
P =!-l! 4
(
0,1−0,026 ) 0,13354
0,06− 0,026 0,13354
N 1 @8 4 08"@ at*
)
x 1,69= 0,43 atm
0,026 x 1,69= 0,33 atm 0,13354
!7.# =e a encontra$o que a ++,- en un reci(iente contiene una *ezcla gaseosa $e 11+ *oles $e ! en equili&rio con $os *oles $e !. -alcule el gra$o $e $isociación $el ! a esta te*(eratura. ! !! Y*oles iniciales 4 11+ Y*oles inales 4 ! 11+ X T 6 ! T 4! T 4 ! X 11+ 4 0A+ G$is 4
1,15 – 0,85 x 100 =15 2
!A.# En un rasco $e 10+0 *l $e ca(aci$a$ a&ía gas a !7,- % a una (resión $e 0.!!8 at*. uego se intro$u'eron 0.001" *oles $e va(or $e &ro*o (ro$uci3n$ose (arcial*ente la reacción ! ;g< 6 Br ! ⇔ !Br ;g< % la (resión au*ento a !+ at*. -alcular los *oles $e &ro*o que reaccionaron. ! ;g< 6 Br ! ⇔ !Br ;g< Datos V14 10+0*410+0
000877#! T 0001"# T ! T PV4 n5 PV4 n5 ( 0,229 atm)( 1,050 L )
514 !7,- 4 "001+L
n4 ( 0,082 atm L )( 300,15 K ) mol K
(0,254 atm )( 1,050 L ) ( 0,082
atm L )( 300,15 K ) mol K
P40!!8at* n4 00087@8+*oles nBr 40001"*ol P540!+at*
n4 0010A 000877#! T60001"# T6! T4 0010A # T4# 000"0@
n4
T4000"0@ !8.# -alcular la $ensi$a$ en g/l % a con$iciones nor*ales $e un gas que se $iun$e a trav3s $e una (equeZa a&ertura en 10 *inutos sa&ien$o que el i$rogeno se $e*ora ! *inutos &a'o las *is*as con$iciones. Datos t1410 *in
t!410 *in
√ √ √
μ 1 t 2 2 M 1 = = = μ 2 t 1 1 3 PV M 2
PV4 n5
M4
√
t ! 2 = ! 2 t " "
RT P
√
2 = 0,0892 g / L 10 "
PM ! 2 = RT ! 2 =
3 PV
( 1 atm )( 2 g / mol ) "=2,23 g / L
( 0,082 atm L )( 273,15 K ) mol K
! 2 =0,0892 g / L
"0.# On &ul&o $e $ensi$a$es gaseosas (esa&a !8."!1+ g cuan$o esta&a vacío. lenan$o con -! a 0,- % 1 at* (esó "0.0078g. lenan$o con una *ezcla gaseosa $e - % - ! &a'o las *is*as con$iciones (esó !8.8""0 g. -alclese el (orcenta'e volu*3trico o *olar $el - en la *ezcla gaseosa lti*a. Datos M&4 !8"!1+g *-!4 "00078g#!8"!1+g *-4 "00078g#!88""0g M&6-!4 "00078g *-!4 0@A@g *-4 0078 g M&6-6-! 4 !88""0g *-!4 0@A@g 2 *-!4 0078g 2
001A!78*ol 001+@*ol N4 A+""AG G-!4 A+"
1 mol = 0,0156 mol 44 g 1 mol 28 g
= 0,002679 mol
ntotales4 ;001+@6000!@78< *oles ntotales4 001A!78*oles 100G 001A!78*ol 100G N 000!@78*ol N N4 1@+@1G G-4 1@@
"1.# On *" $e aire a !7,- % 1 at* se co*(ri*e asta un volu*en $e + litros a te*(eratura constante. -alcular la (resión inal e*(lean$o la ecuación $e Van Der [aals. Datos V141 *"41000 54 !7 ,- 6!7"4 "00 L P4 1at* V!4 + Vm4 ;V!#V1< Vm4 ;+#1000< 4 88+ P=
RT Vm
P=
(
0.082
)
atm∗ L ∗300 K mol K L 995 mol
P=1.0247 atm
"!.# Callar el volu*en $e @g $e gas -C a !00 at* % 0,- sa&ien$o que su actor $e co*(resi&ili$a$ JzK es igual a 0.78. Datos V4: *-C4 @g P4!00 at* 5 4 0 ,-4 !7" L z4 0.78 mC! 4 n= M C! 4 64 g
n=
16
g mol
n = 4 moles
PV =n∗ #∗ R∗T V =
n∗ #∗ R∗T P atm∗ L ∗273 K mol∗ K 200 atm
4 moles∗0.79∗0.082
V =
V =0.3536988 L
"".# H 0,- se tienen las *e$iciones siguientes (ara el C" gaseoso P at* \ g/l 1 0771@8 !/" 0+11A! 1/! 0"A!8" 1/" 0!+@1 -alcular el (eso *olecular $el a*oniaco ;C"< (or el *3to$o $e las $ensi$a$es lí*ites % el (eso ató*ico $el nitrógeno sa&ien$o que el (eso ató*ico $el i$rógeno es $e 1.00A. =olución daos
!, am "
$
g L
1
0.771@8
0.+11A!
4 9
0.7@77"
0."A!8"
1 4
0.7@+A@
1
1
!
2 3
"
1 2
1 3
0.!+01
9
0.7@"A"
5otal
!.+
1.8!10+
1.A0+++ @
".0@811
a & x + n'= & ( 1.8 a + 2.5 ' =1.9210 2.5 a + 4 ' =3.06911
3.06911− 2.59 4
1.8 a + 2.5
$ =% P
% 0.771@8
1
Datos PM C" 4: Peso *olecular $el nitrógeno cuan$o 4: PM $el i$rogeno es 41.00A 2 a & x + ' & x =& x(
'=
N
!
3.06911 −2.59 4
=1.9210
1.8 a + 1.9181− 1.5625 a =1.9210
0.2375 a= 0.0029
a = 0.012 ' = 0.7596
% = ax + ' =0.0122 x + 0.759 $ = 0.0122 x + 0.759 P $ RT P → 0 P lim
M =0.9597
g atm∗ L ∗( 0.082 ) ∗273 K atm∗ L mol∗ K
M =17.007
g )e N! 3 mol
N! 3 =17.007 N + ! 3=17.007 N =17.007 −3.024
masa )elnitrogeno N =13.98
g mol
".# -onocien$o que el valor con + ciras signiicativas $e la constante es $e 00A!0+@ l. at*.*ol #1.gra$o#1 % que 1 at* es uni$a$es =I equivale 101"!+ .* # ! calcular el valor $e ta*&i3n con + ciras signiicativas e2(resa$o en ].*ol # 1 .gra$o#1. DATOS
R= 0.82056
L−atm mol − K −2
P=1 atm→P =101325 N m SOLUCION
0.082056 atm− L
mol − K
∗101325 N m
1 atm
R=
R= 8.314324
1000 L 1 N − m
* mol − K
−2
∗1 m
3
∗1 *
