FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENÍERIA AMBIENTAL FISICOQUÍMICA TALLER DE SEGUNDO CORTE 1. El óxido de cloro ( ClO), que tiene un papel importante en la disminución de la capa ozono, se descompone rápidamente a temperatura ambiente, de acuerdo con la ecuación: ClO(g)
Cl 2 (g)
+
O2(g)
A partir de los siguientes datos dete rmine; a) El orden de reacción. b) La constante de velocidad para la reacción (K ). c) Determiné la concentración inicial del ClO. d) Determine el tiempo necesario para que se consuma el 65% del reactivo.
tiempo (s)
[ ClO ] mol /L
-3
-6
0,12 x 10 -3 0,96 x 10 -3 2,24 x 10 -3 3,20 x 10 -3 4,00 x 10
8,49 x 10 -6 7,10 x 10 -6 5,79 x 10 -6 5,20 x 10 -6 4,77 x 10
2. En la tabla siguiente se señalan las constantes de velocidad específicas K en la descomposición del N2O5 a diversas temperaturas: o
T ( C) -1 (seg ) K
a) b) c) d)
0 -7 7,87x10
25 -5 3,46x10
35 -4 1,35x10
45 -4 4,98x10
55 -3 1,50x10
65 -3 4,87x10
Demuestre gráficamente que estos datos cumplen la ecuación de Arrhenius. Calcule analíticamente la energía de activación Ea. Determine analíticamente el factor de frecuencia ( A A) o Calcule gráficamente el valor que correspondería de K para para 50 C.
3. Cierta reacción es de primer orden; después de 540 segundos queda el 32,5 % del reactivo reaccionante. a. Calcule la constante de velocidad b. Que tiempo se necesita para que se descomponga el 25% del reaccionante c. Cuál es el tiempo de vida media para esta reacción
4. Se ha descubierto que la descomposición de un compuesto sigue una ley de velocidad de primer orden. Si se necesitan 15 minutos para que reaccione el 20 % del materia original, calcule: a.
La constante de velocidad especifica
b. El tiempo en el que quedara el 10 % del material sin reaccionar c.
El tiempo necesario para que reaccione el segundo veinte por ciento de reactivo, después de los primeros 15 minutos.
5. En la tabla siguiente se muestran las constantes de velocidad de la descomposición de N2O5 a diversas temperaturas T (°C)) K (s-1) -7
0 7,87 x 10 -5 25 3,46 x 10 -4 35 1,35 x 10 -4 45 4,98 x 10 -3 55 1,50 x 10 -3 65 4,87 x 10 Hallar la energía de activación y la constante de velocidad
6. A 378.5 °C El periodo de vida media para la descomposición térmica de primer orden del óxido de etileno es de 3 63 minutos, y la energía de activación de la reacción es de 52000 cal/mol. Desde estos datos estimar el t iempo requerido para que el óxido de etileno se descomponga un 75 % a 450°C.
7.
A 1000 °C se observa que la reacción A →2B + C es de primer orden. Comenzando con A puro, se encuentra que al cabo de 10 minutos la presión total del sistema es de 17.6 mm de Hg, y después de un tiempo considerable es de 27 mm de Hg. A partir de estos datos calcular: a. La presión inicial de A b. La presión de A al final de los 10 minutos c.
La constante de velocidad de la reacción
d. El tiempo de vida media
8. En una reacción del tipo: aA + bB → Productos, estudiada experimentalmente en el laboratorio, se obtuvieron los siguientes valores:
a. Calcula el orden de reacción respecto del compuesto A, del compuesto B, y el orden de reacción global. b. Calcula la constante de velocidad. c.
Calcula la energía de activación si se sabe que la constante de velocidad se multiplica por 74 al subir la temperatura de 300 a 400 K.
9. La siguiente tabla de los datos cinéticos de la reacción entre el Na2S2O3 y el CH3I a 25°C, donde las concentraciones se expresan en unidades arbitrarias: Tiempo 0 4,75 10 20 35 55 (min) Na2S2O3 35,35 30,5 27 23,2 20,3 18,6 CH3I 18,25 13,4 9,9 6,1 3,2 1,5 a. Demostrar que la reacción es de segundo orden gráfica y analíticamente
m 17,1 0
b. Calcular la constante de velocidad de forma analítica.
10. Se investigó la velocidad de reacción en función de las presiones iniciales de reactante, para la reacción: 2NO (g) + 2H2 (g)
→ N2(g)
+ 2H2O (g)
Experimento
P0 H2 (kPa)
P0 N2 (kPa)
Velocidad (kPa s-1)
1 53,3 40,0 2 53,3 20,3 3 38,5 53,3 4 19,6 53,3 ¿Cuál es la expresión de velocidad de e sta reacción?
0,137 0,033 0,213 0,105
