Escriba aquí la ecuación. Arequipa – 2017 TALLER N° 1 FISICOQUÍMICA FISICOQUÍMICA
1.-En un aparato de Víctor Meyer la evaporación de 0,110 g de un hidrocarburo puro, H-(CH2)n-H, desplaza 27 mL de aire medidos en una bureta de mercurio a 26,1°C y 743 mm Hg ¿Cuál es el peso molecular del hidrocarburo y el valor de n?
Solución: T꓿ t, °C + 273,15 T= 26,1 °C + 273,15 T= 299,17 °K P= 743mmHg × P= 0,977 atm
Volumen sería igual al volumen del aire que ha desplazado
V= 0,027 L PV= nRT Calculo del peso molecular del hidrocarburo
×,° , ×, ×° M= ,×, M=
Calculo del número de moles mediante la ecuación de Víctor Meyer
M= 14 × n + 2 102,27 = 14 × n + 2
Respuesta: M= 102,27
n= 7 mol
2.- Calcular el peso molecular promedio del aire saturado con vapor de agua, a 25°C y a una presión total de 1 atm. La presión de vapor del agua a esta temperatura es de 23,7 mm Hg. Considérese al aire como formado por 80% de nitrógeno y 20% de oxígeno en volumen.
Solución: Peso molecular del aire: M꓿∑ X j M j
M= 0,8 × 28 + 0,2 × 32 M= 28,8
Análisis del aire húmedo: PV1H2O= 23,7 mmHg × PV1H2O= 0,031 atm
Calculo de la presión del aire: Paire= PT – PV1H2O Paire=
10,031
Paire= 0,969 atm M mezcla= ∑Xi Mi
M mezcla= 0,969 × 28,8 + 0,31 × 18 M mezcla= 28,4
3.- Calcular el número de toneladas de bióxido de carbono, sobre una superficie de una milla cuadrada, si la presión atmosférica es de 760 mm Hg y el aire contiene 0,046 % en peso de CO2 . Solución: h= 16Km ×
h= 16000m V= A × h
, V= 1 × 16000m × × V= 4,14 × 10
Considerando la temperatura ambiente: T= 298 °K
RT ×,× = ,× = 1, 7 ×10
naire= naire naire
maire = n × M
maire= 1,7 x 1012x 28,8 maire= 4,9 x 1013g mCO2= 4,9 x 1013x 0,046= 2,25 x 1012g mCO2= 2,25 x 1012g
mCO2=2,25 x 106tonde CO2 4.- Se llenan los matraces A y B con oxígeno y nitrógeno, respectivamente, a 25°C y se conectan por medio de una llave. gas
gas
volumen
Presión, atm
A B
02 N2
500 1500
1 1/2
Calcular (a) la presión total, (b) la presión parcial de cada gas y (c) la fracción molar del oxígeno en la mezcla final.
Solución:
V ×, P= L P2= 2
P2= 0,25 atm
Presión final del N 2
V ×, P= P2= 2
P2= 0,375 atm
Presión total del sistema:
PT= PO2 + PN2 PT= 0,25 + O,375 PT= O.625 atm
Fracción molar en la mezcla final:
XO2= XO2=
,,
XO2= 0,4
5.- A 55°C y 1 atm el N2O4 se disocia un 50,3% en NO2 de acuerdo con la reacción: N2O4 =NO2
Solución: El gas se refiere a la mezcla de N 2O4 + NO2. T= 55 °C =328 °K gas NO2 N2O4
Mi, g/mol 46 92
Masa, g 50,3 49,7
Ni=m/M 1,09 0,54
Mmezcla = ∑XiMi = 30,82 + 30,36 = 61,18
Xi 0,67 0,33
XiMi 30,82 30,36
mo
Si se asume como un gas ideal se tiene:
RT = ,,x = 2,27 L Respuesta: ,L ; M = ,mo M = Mmezcla =
mezcla
mezcla
6.- La temperatura crítica del tetracloruro de carbono es de 283,1°C. Las densidades en gramo por mililitro, del líquido (ρl) y del vapor (ρv) a diferentes temperaturas son las siguientes.
T (°C) 100 pl (g/ml) 1,4343 pv(g/ml) 0,0103
150 1,3215 0,0304
Peso molecular del carbono: M= 12 + 4 x 35,5 M= 154
mo
200 1,1888 0,0742
250 0,9980 0,1754
270 0,8666 0,2710
280 0,7634 0,3597
Por lo tanto:
g/mo V = ,g/mo V = 273,1 V = 273,1 × V = 0,2731 VC = C
C
C
C
7.- Utilizando la ecuación de Vander Waals, calcular la presión ejercida por una mol de bióxido de carbono a 0°C en un volumen de (a) 1 litro, (b) 0,05 litros, (c) Repetir los cálculos a 100°C, en 0,05 litros.
Solución: A) V1 = 1 litro
− (, ) , , ° P = L− , P1 = 1
P1 = 19,81 atm B) V2 = 0,05 litros
− ) (, , ×, ° P = .− , , P2 = 1
P1 = 1619,1 atm C) V3 = 0,05 litros y T3 = 373,15
− (, ) , ×, ° P = ,− , , P3 = 1
P1 = 27040,1 atm
8.- Calcular el volumen que ocupa una mol de metano a 0°C y 50 atm, utilizando: (a) la ley de los gases ideales y (b) la ecuación de Van der Waals. En los cálculos de la parte (b) la solución cúbica se puede evitar usando el método de aproximaciones sucesivas. La ecuación de Van der Waals se puede escribir del método siguiente.
+
+ b
El valor de V obtenido con le ecuación de los gases ideales, se sustituye en el lado derecho de esta ecuación, calculando un valor aproximado de V. Este valor se sustituye nuevamente en el lado derecho de la ecuación para obtener un valor de V aún más exacto. Este proceso se continúa hasta que el valor calculado de V sea esencialmente el mismo que el utilizado en la sustitución en el lado derecho de la ecuación. [a = 2,253 atmL2mol-2; b = 0,04278 Lmol-1]
Solución: A)
1×0,082,5005×273,15 0,448
273, 1×0, 0 8205 1 5° × ° 50 0,448 0, 0 8205 ° (0, 0 4278 ) 2 53 (2, ) 50 0,448 0,40
B) primera sustitución:
Segunda sustitución:
273, 0, 0 8205 1 5° × ° (0, 0 4278 ) 2 53 (2, ) 50 0,40 0,39
9.- Se hizo el vacío en un bulbo de vidrio provisto de una llave y se encuentra que su peso era 46,8542 g sin tomar en cuenta el empuje del aire. Al abrir la llave y llenar el bulbo con aire, el peso aumentó a 47,0465 g. La presión barométrica fue de 745 mm y la temperatura de 27°C. (a) Calcular el volumen total
del bulbo sabiendo que el peso molecular promedio del aire es de 28,8, (b) Calcular el peso del bulbo si se llenara con hidrógeno seco a las mismas condiciones de temperatura y presión.
Solución: Maire = 28,8 g mol -1 Maire = m2-ml Maire = 0,1923g A)
B)
0, 1 923 0, 0 8205 300, 1 5° ° 1 28,8 0,164 1 0, 1 64 2 0,08205 ° 300,15° 13,31×10−2
Calculo de la masa del bulbo total: mbulbo = m1 + mH2 mbulbo = 46,8542g + 13,31 x 10 -3g
mbulbo = 46,8675g
10.- ¿Qué masa puede soportar un globo que contenga 1000 litros de helio a 25ºC y presión de 1 atm? Puede tomarse el peso molecular promedio de aire como 28,8 . Solución:
1 1000 4 0.08205 ° 298,15° 163,51
11.- El coeficiente de expansión térmica α se define como :
Y el de compresibilidad β se define como.
∝ 1 () 1 ()
Calcular estas cantidades para el gas ideal.
Solución:
Para α:
1)
Gas ideal:
2)
3)
(2) y (3) en 1
Para β: (1)
Gas ideal: (2)
∝ 1 () () ∝ ( ) ∝ 1
1 ()
(3)
Reemplazar (2) y (3) en (1):
() ( ) 1
12.- Suponiendo que el aire se comporta como un gas ideal, calcular la densidad del aire de 25ºC y 1 atm si la humedad relativa del aire es de 70%. La presión del vapor del agua a 25ºC es de 23,7 mm Hg. La composición del aire seco, en volumen es de 80% de nitrógeno y 20% de oxígeno .
Solución:
25° 273,15° 298.15° [°] ×100 100 ° (100 70 ×23,7)25°,1 16,59
128. 6 0 0,08205 ° 298,15° 1,69 13.- Una mezcla compuesta por 0,1 g de hidrógeno y 0,2 g de nitrógeno se va a almacenar a 760 mm de presión y a 26ºC. (a) ¿Cuál será el volumen del recipiente? (b) ¿Cuál será la fracción molar del hidrógeno en la mezcla? (c) ¿Cuál será la presión parcial del H2? Solución:
A)
B)
26° 273,15° 299,15° 760 ×1 760 1 0 , 0 5710, 0 8205 299, 1 5° ° 1 1,40 =
2 2 0,88 14.- Las densidades en gramos por centímetro cúbico del éter metílico líquido y gaseoso, a distintas temperaturas, son las siguientes: °C ρ/ ρv
30 O,6455 0,0142
50 0,6116 0,0241
70 0,5735 0,0385
100 0,4950 0,0810
120 0,4040 0,1465
Calcular la densidad y la temperatura critica.
Solución:
6,30|120° | 126° 6 0, 4 / 1,75 4 0,175/ 126° 0,175 /
15.- Basándose en las constantes críticas del helio expresadas en la tabla, calcular las constantes de Van der Waals.
GAS TC °K Helio (He) 5,3 Solución:
VC, L mol-1 0,0578
PC, atm 2,26
PCVC / RTC 0,300
13 13 ×0,0578 1,927×10− −
3 32,260,0578 0,0227 16.- Un matraz de cristal de 200 mL se llena con una mezcla de oxígeno y nitrógeno a 25°C y 1 atm. Si la mezcla pesa 0,244 g ¿cuál es el porcentaje de oxígeno en peso? Solución:
1 ×0,2 ×0,08205 ° × 298° 0,00818 0,00818 ………. . 1 0.244 × 0,244 32× 28× ……. 2 2 0,24428× 32 1 0,00818 0,24428 32 0,00374 1 0,00818 0,00444 0,00374
× 32 × 0,00374 0,120 0,124 17.- A partir de las leyes de Boyle y de Gay-Lussac, dedúzcase la forma de la ecuación de los gases ideales utilizando la ecuación fundamental de cálculo diferencial. Solución:
, () () ….. 1 () 1 ( ) ∫ ∫ ∫
18.- Calcular la temperatura crítica y el volumen de hidrógeno partiendo de las siguientes densidades (en gramos por centímetro cúbico) del líquido (ρl) y del vapor (ρv): °C ῤl ῤv Solución:
-246 0,061 0,0065
-244 0,057 0,0095
-242 0,051 0,014
-241 0,047 0,017
0,03214 / 240,4° ̂ 2/ ̂ 0, 03214/ ̂ 62,23 /
19.- Calcular la presión ejercida por 1 mol de bióxido de carbono en ½ litro a 25°C, utilizando (a) la ley de los gases ideales y (b) la ecuación de Van der Waals. Solución:
a)
1 ×298, 1 5° ×0, 0 8205 0,5
48,93 b)
× × × 3, 5 92 0 , 0 8205 × 298° × 0,5 0,04267 0,5 39,10
20.-Se agrega una mezcla de nitrógeno y vapor de agua a un recipiente que contiene un agente secante sólido. Inmediatamente después, la presión en el recipiente es de 760 mm Hg. Luego de algunas horas, la presión alcanza un valor constante de 745 mm Hg. a) Calcular la composición de la mezcla original en moles por ciento. b) Si el experimento se realiza a 20°C y el agente secante aumenta su peso en 0,150 g, ¿Cuál es el volumen del frasco? (Se puede despreciar el volumen ocupado por el agente secante).
El agente secante absorbe el vapor de agua y por eso es que, al cabo deun tiempo, la presión total disminuye pues la presión del agua desaparece. Así, la presión total inicial es:
Por lo tanto:
776045 0,98 − 760745 760 0,02
Por lo tanto la composición en moles por ciento es:
% × 100 % 0,98×100 98% % 98% % × 100 % 0,02×100 2% % 2%
El aumento en peso del agente se debe al agua absorbida, por lo tanto, la masa de vapor de agua es 0.150 g y así, el volumen del frasco será:
293, 1 5 () (0,18150)× 0,08205 15/760 10,156 10,156
21.- Se analiza una mezcla de oxígeno e hidrógeno pasándola sobre óxido de cobre caliente y por un tubo secante. El hidrógeno reduce el CuO según la ecuación: CuO + H2 → Cu + H2O
El oxígeno reoxidiza el cobre formando:
Cu + ½O2 → CuO 100 cm3 de la mezcla, medidos a 25°C y 750 mm Hg producen 84,5 cm3 de oxígeno seco, medidos a una temperatura de 25°C y 750 mm Hg después de su paso sobre el CuO y el agente secante. ¿Cuál es la composición original de la mezcla? Solución: Según la LEY de Hess tenemos que:
→ 11⁄2 → ⁄2 →
Las moles totales n t y no2.Los podemos evaluar a partir de la ecuación de estado ya que:
0,98680,115 4,034×10− 0,082054298, 98680,084515 3,408×10− 0,0,082054298, El número total de moles en la mezcla está dado por la relación:
22.- Expresar las presiones parciales en una mezcla de gases (a) en función de las concentraciones molares Ci (b) en función de las razones molares ri. Solución:
Las contracciones molares se definen como:
De la ecuación de estado se tiene:
Reemplazando:
La concentración se define como:
Reemplazando:
Las razones molares se definen como:
Se tiene:
1 ∑ 1 1 ∑ 1∑
23.- Cierto gas a 0ºC y a 1 atm de presión tiene un valor de Z =1,00054. Calcular el valor de b para este gas. Solución:
1 1 1,0005410,08211/°273,15° 12/
24.- Las constantes críticas para el agua son 374ºC, 218 atm y 0,0566 litros/mol. Calcular los valores de a, b y R; comparar el valor de R con el valor correcto y observar la discrepancia. Valorar solo las constantes a y b a partir de pc, y Tc Empleando estos valores y el valor correcto de R calcular el volumen crítico. Comparando con el valor correcto. Solución:
3 218 0, 0 566 3 → 0,018861 3 0,03556 / → 0,01886/ 566/ → 0,05085 ° 1 83 82183647,0,105°
0,08205 ×100 61,35% % 0,050850,05085 2 7 2 70, 0 82 /° × 647, 1 5 ° 1 64 5, 4 496 64218 1 5° 8 0,0821/°647, 8218 0,030421/ 3 3(0,03042 1 ) 0,09126 0 566 % 0,091260, 0,09126 ×100 37,97% 25.- La temperatura crítica del etano es 32,3°C, la presión crítica es 48,2 atm. Calcular el volumen crítico empleando: i. La ley del gas ideal, ii. La ecuación de Van der Waals, comprobando que para el gas de Van der Waals
38
iii. Comparar los resultados con el valor experimental 0,139 litros/mol. Solución:
Ley del gas Ideal:
Ecuación de van der Waals
305, 0 , 0 821 4 5° ° 48,2 0,5196/
3 8 3 0, 0 821 305,45° 0,1948 / 38 848,°2
26.- El "hielo seco" es dióxido de carbono sólido a temperatura inferior a -55 °C y presión de 1 atmósfera. Una muestra de 0,050g de hielo seco se coloca en un recipiente vacío cuyo volumen es de 4,6 L, que se termostata a la temperatura de 50°C a) Calcule la presión, en atm, dentro del recipiente después de que todo el hielo seco se ha convertido en gas. b) Explique si se producen cambios en la presión y en la cantidad de moles gaseosos si el experimento lo realizáramos termostatando el recipiente a 60°C
27.- Un gas a 250K y 15 atm de presión tiene un volumen molar un 12% menor que el calculado por medio de la ecuación de estado de los gases ideales. Calcular: (a) el factor de compresión a esta temperatura y presión y (b) el volumen molar del gas. ¿Dominan las fuerzas atractivas o las repulsivas en estas condiciones de temperatura y presión? 28.- El volumen y presión críticos de un gas son 160 cm3 mol-1 y 40 atm, respectivamente. Estimar el valor de la temperatura crítica, suponiendo que el gas se rige por la ecuación de Van der Waals. Considerar las moléculas de gas como esferas y calcular el radio en una molécula gaseosa. 29.- Calcular la presión que ejerce 1mol de CO2 que ocupa 0,18 dm3 a 500K mediante el concurso de las ecuaciones del gas ideal, aquella que incluye el coeficiente de compresibilidad y la ecuación de Van der Waals. 30.- La síntesis del amoníaco es un proceso tecnológico importante. Si se tiene un recipiente de 22,4 dm3 que contiene 2 moles de hidrógeno y 1 mol de nitrógeno a 273,15 K. ¿Cuáles son la fracción molar y la presión parcial de cada componente? ¿Cuál es la presión total? ¿Cuáles serían las presiones parcial y total si todo el hidrógeno se convirtiera en amoníaco al reaccionar con la cantidad apropiada de nitrógeno? 31.- Las constantes críticas del metano son pc = 45,6 atm; Vm, c = 98,7 cm3 mol-1 y Tc = 190,6 K. Calcule los parámetros de Van der Waals y estimar el tamaño (volumen y radio) de las moléculas del gas. 32.- Calcule la temperatura a la que deben encontrarse 8 g de oxígeno que se encuentran en un recipiente de 5 litros a una presión de 790 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará en condiciones normales? ¿Qué cantidad de dicho gas debería salir o deberíamos introducir para que se duplicara la presión si la temperatura desciende 10°C? 33.- Las densidades del éter metílico en estado de líquido y vapor en función de la temperatura son: t/°C pl pv
30 0,6455 0,0142
50 70 0,06116 0,5735 0,0241 0,0385
80 0,5503 0,0486
100 0,4950 0,0810
110 0,4506 0,1000
120 0,4040 0,1465
34.- Estimar los valores de Tc, Pc y Vc para un gas que se caracteriza por las constantes a = 0,943 atmdm3 /mol y b=0,0283 dm3 /mol.
35.- Una muestra de zinc se hizo reaccionar por completo con un exceso de ácido clorhídrico. El gas hidrógeno que se generó se recibió sobre agua a 25,0 °C. El volumen de gas fue de 7,80 L y su presión de 0,98 atm. Calcúlese la cantidad de zinc metálico que se consumió. La presión de vapor a 25°C es de 23,8 mm Hg. 36.- La viscosidad del Cl2 a 1 atm y 20°C es 147 micro poises. Calcule el diámetro molecular. 37.- El diámetro molecular del CO es 3,2 A° a 500 K y a 1 mm Hg de presión, a) calcular el número de colisiones por segundo y por cm3, b) el camino libre medio. 38.- Calcule el volumen de un mol de SO2 a 27°C y 20 atm de presión usando la ecuación de Van der Waals. (a= 6,7; b= 0,056) 39.- Para el etanol se tiene las densidades del vapor y del líquido en equilibrio: t/°C Plip/gcm3 Plip/gcm3
100 150 0,7157 0,6489 0,00351 0,0193
200 220 0,5568 0,4959 0,0508 0,0854
240 0,3825 0,1716
40.- La viscosidad del n-heptano, es a varias temperaturas: t/°C n/cp
0 0,524
25 0,386
40 0,341
70 0,262
Determine la variación de la tensión superficial con la temperatura: 41.- La densidad del grafito es 2,25 g cm-3 y el espaciado entre dos capas de átomos es 3,35 A°. Calcular la distancia entre los átomos de carbono en la capa molecular. Asuma distribución hexagonal 42.- Un tubo de pared delgada de 0,10 cm de diámetro se introduce en una solución detergente acuosa diluida hasta que su extremo abierto está 10 cm por debajo de la superficie. La presión de aire máxima justamente insuficiente para que las burbujas crezcan y se rompan se encuentra que es 11,6 cm, medida con un manómetro de agua. Calcular la tensión superficial de esta solución. 43.- En un experimento para medir la tensión superficial del agua en un intervalo de temperaturas, se soportó verticalmente en la muestra un tubo capilar de diámetro interno de 0,4 mm. La densidad de la muestra se midió en un experimento independiente. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
t/°C h/cm ῤ/gcm3
10 7,56 0,9997
15 7,46 0,9991
20 7,43 0,9982
25 7,36 0,9971
30 7,42 0,9957
Determine la variación de la tensión superficial con la temperatura .
44.- La tensión superficial del agua es 7,28 x 10-2 Nm-1 a 20°C y 5,80 x 10-2 Nm-1 a 100°C. Las densidades son respectivamente 0,998 y 0,958 g cm-1. A ¿qué altura se elevará el agua en los tubos de radio interno (a) 1 mm, (b) 0,1 mm a estas dos temperaturas? 45.- Un tubo de vidrio de diámetro interno 1,00 cm rodea a una barra de vidrio de diámetro 0,98 cm. cuánto se elevará el agua en el espacio entre ellos a 25°C.
−/ 1,482 2×7, 2×6×10 ℎ 9, 8/ 1/ × 0,01
46.- El tiempo de flujo del agua por un viscosímetro de Ostwald es 1,52 minutos. para el mismo volumen de un líquido orgánico de densidad 0,800 g cm -3 el tiempo es 2,25 minutos. Hallar la viscosidad del líquido relativa a la del agua y su valor absoluto en milipoises, siendo la temperatura de 20°C.
×, 0,011901 , ×, /×,
ƞMP=
47.- ¿A qué temperatura el recorrido libre medio de las moléculas de metano es 1 200 nm si la presión del gas es 3,65 kPa?
− − − 1 200×10 ×√21 × 6, 0 22×10 ×3650 1, 4 095×10 − − 8,314 48.- Calcular el recorrido libre medio en aire (
0,43 nm 2) a 25ºC y (a) 10 atm, (b) 1 atm, (c) 10 -6 atm.
, /×, √,× ×,× /× 4,942×10− , /×, √,× ×,× /× 4,942×10− , /×, √,× ×,× /× 49,42
a) ƛ = b) ƛ = c) ƛ =
49.- Cuántas colisiones realiza un solo átomo de Ar en 1 s cuando la temperatura es 25ºC y la presión es (a) 10 atm, (b) 1 atm, (c) 10 -6 atm. ¿Cuál es el número total de colisiones moleculares por segundo en una muestra de 1 dm3 de argón en las mismas condiciones anteriores?.
− − − − 6 , 0 22×10 ×1013250 ×1×10 2,4616×10/ 8,314−−− × 298,15 √21^2×11×2, 4616×10/ 1,094×10 − − − − 6 , 0 22×10 × 101325 ×1×10 2, 4 616×10 / − − − 8,314 × 298,15 √ 21^2×1 ×2, 4 616×10 / 1, 0 94×10 1
b)
c)
− − − − 6 , 0 22×10 × 0, 1 01325 ×1×10 2,4616×10/ 8,314−−− × 298,15 √21^2×11×2, 4616×10/ 1,094×10
50.- Calcule el número de colisiones por cm 3 en 1 s en aire a 25ºC y 1 atm (a) entre moléculas de oxígeno, (b) entre moléculas de oxígeno y nitrógeno. Tomar d (O2) = 178 pm y d(N2) =185 pm.
− − − − 6 , 0 22×10 × 101325 ×1×10 2, 4 616×10 / − − − 8,314 × 298,15 − − − − 6 , 0 22×10 × 101325 ×1×10 2, 4 616×10 / − − − 8,314 × 298,15 −− × 298,15 444,14− ̅ 8×8,314 ×0,−032/ −− × 298,15 474,80− ̅ 8×8,314 ×0,−028/ ^1×2, 4 616× 10 ^19 / √21,78× 10 ^10 ^2×444,114×^2 1,539×10− 〖 〗
〖 〗
− 1, 8 51, 7 8 − ( 2 ×10 ) × 444,14 474,80− × 2,4616×10/ ×2,4616 ×10/ 5,5068×10/ 51.- ¿Cuál es la velocidad media de (a) átomos de helio, (b) moléculas de metano a (i) 77 K y (ii) 298 K, (iii) 000 K?
Helio I.
II.
III.
/× ̅ ×, ×,/ 638,396− /× ̅ ×, ×,/ 1255,895− /× ̅ ×,×,/ 2300,621− Oxigeno
−/ ×77 319− ̅ 8×8,314 ×0,016/ −/ ×298 ̅ 8×8,314 ×0,016/ 627,947− −/ ×1000 ̅ 8×8,314 ×0,016/ 1150,310−
1
52.- ¿A qué temperatura el recorrido libre medio de las moléculas de metano es 1 200 nm si la presión del gas es 3,65 kPa?
− − − 1 200×10 ×√21 × 6, 0 22×10 ×3650 8,314−− 1,4095×10 53.- Hallar el volumen de 64 g de gas metano a 200 atm y 0ºC, sabiendo que su factor de compresibilidad z es igual a 0,79.
, × ×273, 1 5 0,79×0,082/× 200 0,0885/ 1mol→16g/mol X→34g
1L→0,0885 .X→2,125
X=2,125mol
X=24,0113L
54.- (a) Para el benceno líquido α = 1,24 x 10-3 grado-1 a 20ºC y una atmósfera de presión. Usando la ecuación 2 = 1 e−x∆ y considerando que α es independiente de la temperatura,
hallar el cambio de porcentajeen volumen de una muestra de benceno que se calienta a una atm de presión desde 20ºC a 50ºC. (b)¿Cuál sería el cambio de porcentaje en volumen de un gas ideal calentado en el mismo intervalo a presión constant.
1∆
a) V2=
V2=1L
(50T°C-20°C) 1,24X10-3grago-1
V2=1,038L
∆
×
V=(1,038-1)=0,038 100%=3,8%
→ , , → 2 1,102 ∆ ×
b)
V=(1,102-1)=0,102 100%=10,2%
55.- (a) Para el benceno líquido β = 9,30 x 10-5 atm-1 a 20°C y 1 atm de presión. Medi ante la ecuación 2= 1 − Δ y suponiendo que β sea independiente de la presión, hallar el porcentaje en volumen de una muestra de benceno que se comprime de 1 a 11 atmósferas. (b) ¿Cuál sería el cambio de porcentaje en volumen de un gas ideal comprimido en el mismo intervalo de presión a temperatura constante?
a) Benceno liquido: β = 9,30 x 10-5 atm-1 = K = 20°C P1 = 1 Atm P2 = 11 Atm Base : 1 lt de C6H6 liq V2 = V1 x e β.ΔP V2 = 1lt x e -9,3 x 10-5 x (11-1) V2 = 1lt x e -9,3 x 10-4 V2 = 0,999 lt El incremento de volumen será : ΔV = 0.999 – 1 = - 0,001lt En % =
− , 100 0,1 %
Nota : El signo (-) implica que el volumen disminuye 0,1 % b) Para un gas ideal : Base 1lt V1 = 1lt
P1 = 1 Atm
V2 = ¿?
P2 = 11 Atm
2 0.09 − , 100 91% ΔV = 0.09lt – 1lt = - 0.91 lt En % =
T
