Universidad Nacional Abierta y a Distancia – Distancia – UNAD UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Ciencias Agrícolas, pecuarias y del Medio Ambiente Programa: Ingeniería Ambiental Curso: Fisicoquímica Ambiental Código: 358115 CURSO: Fisicoquímica Ambiental
CODIGO- 358115_77 Trabajo Colaborativo ACTIVIDAD: Fase 2 PRESENTADO POR: Sandra Milena Cáceres Novoa
Código- 40.419,761 Linda Carolina salas
Código: 52.971,719 Yolima Ruiz Rey
Código: 1.032,363,070 Diego Hernando Castillo
Código: Fabián Ernesto Ruiz
Código:
TUTORA: Diana Shirley Murillo
Universidad Nacional Abierta y a Distancia-UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente - ECAPMA. Acacias (Meta) (Octubre 02 del 2016) 1
Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD - Vicerrectoría Académica y de Investigación - VIACI Escuela: Ciencias Agrícolas, pecuarias y del Medio Ambiente Programa: Ingeniería Ambiental 358115 Curso: Fisicoquímica Ambiental Código: 1. La digestión anaerobia de un lodo residual produce un gas con la siguiente composición: 64% de CH4, 30% de CO2 y 6% de H2S. Si se almacenan 3.700 kg de la mezcla en un tanque a una presión de 290 kPa (PT ). Calcule la presión parcial de cada componente. Masas
3700 × 0,64 = 2368 kg Masa de CO2 = 3700 × 0,3 0 = 1110 kg Masa de H2 = 3700 × 0,0 6 = 222 kg Masa de CH4=
Moles
2368000 g ÷ 16 g/mol = 148000 mol CH4 Número de moles de CO2 = 1110000 g ÷ 44 g/mol = 25227,3 mol Número de moles de H2 = 222000 g ÷ 2 g/mol = 111000 mol H2 Número total de moles = 148000 + 25227,3 + 111000 = 284227,3 Número de moles de CH4 =
Fracciones molares
× 4 =148000÷284227,3=0,52 × 2 =25227,3÷284227,3=0,08 ×2=111000÷284227,3=0,39 Presiones parciales
4 = 0.5 2 × 290 = 150,8 2 =0,089 × 290 =25,8 2 = 0,3 9 × 290 = 113,1 Respuesta: Para este ejercicio se usa la primera ley de presiones parciales de Dalton: a presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de las presiones parciales.
2- Una planta de tratamiento de aguas emplea cierto cultivo de bacterias para su tratamiento a 980 mmHg, obteniendo 70 ml de gas metano el cual es quemado. Si se ha identificado una caída de presión en el sistema a 350 mmHg. Calcular el volumen en litros de gas metano que se espera obtener.
Presión 1 → 980mmHg Presión 2 → 350mmHg Volumen 1 → 70 ml CH 2
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Volumen 2 → ? P1V1=P2V2 V2 = P1.V1 P2 .70ml V2 = 980mmHg 350mmHg V2=196ml conversion →1L→1000ml x→196ml . 1L =0.196L x = 196ml 1000ml Respuesta: Si la presión se disminuyó a 350 mmHg, se espera obtener un volumen de CH4 de: 0,196
L. esto significa que cuando el volumen de un gas se comprime, la presión del mismo aumenta. Para este ejercicio se tendrá en cuenta la ley de Boyle, la cual representa la relación entre la presión y el volumen de un gas.
3- La temperatura y presión en un lago es de 6°C y 8 atm. Una burbuja 0,015mm de diámetro asciende desde el fondo del lago a la superficie donde la temperatura es de 20°C y 1 atm de presión. Calcule el volumen de inicial de burbuja en ml. Si aplicamos esto al caso que tenemos, comparando su estado antes o después, tendremos que: Tratándose de una burbuja, para realizar los cálculos solicitados usamos la expresión de los gases ideales:
= Teniendo en cuenta las condiciones iniciales y finales de la burbuja y que
= Los subíndices 1 son en el fondo y 2 en la superficie.
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es constante:
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6°≡279° 20°≡293° Como la geometría de una burbuja es esférica, calculamos el volumen inicial con el radio de la burbuja:
4 = 3 − = 0,015 =7,5∗10 2 = 43 − = 47,5∗103 =1,77∗10− Realizamos el cálculo del volumen inicial:
= ∗ ∗∗ − 279°∗1∗1,77∗10 = =2,11∗10− 293°∗8 Respuesta: Si La ley general de los gases establece que la presión a que e stá sometido un gas,
multiplicada por su volumen, y dividida por la temperatura (en grados Ke lvin), nos dará siempre un valor constante.
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La contaminación del aire se debe principalmente al smog, que es un tipo de polución atmosférica con concentraciones de óxido de sulfuro y óxido de nitrógeno, hidrocarburos, partículas de plomo, manganeso, cobre, níquel, zinc y carbón. El smog fotoquímico se genera por la interacción con óxidos de nitrógeno siguiendo la reacción:
+ ↔ + Considerando que se ha comprobado la reacción es de primer orden con respecto a los dos reactivos (monóxido de nitrógeno y ozono), cuya constante de velocidad es 2,3 x 10 7 mol L-1 . Determine la concentración de NO2 formada por segundo, en un aire contaminado donde la concentración de O3 es 1,0 x 10 -8 mol L-1 , y la de NO es 3,1 x 10 -8 mol L-1 .
= [][] = (2.3×10− −) × (3.1×10− −) × (1.0×10− −) =7.13×10− /. 4
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= [][] .
Los combustibles fósiles contienen mezclas de diferentes químicos incluyendo pequeñas cantidades de azufre, las cuales al reaccionar con el oxígeno forman dióxido de azufre, que es un contaminante del aire. La fuente principal de dióxido de azufre son las plantas de energía eléctrica que quema carbón, es por esto que se han visto en la necesidad de emplear diferentes técnicas para reducir estas emisiones. Una de las alternativas empleadas en la oxidación del dióxido de azufre para producir trióxido de azufre y posteriormente transformarlo a ácido sulfúrico. La reacción para la obtención de trióxido de azufre es:
+
↔
Si esta reacción se lleva a cabo en un recipiente de 1,5 litros y alcanza el estado de equilibrio cuando el recipiente contiene: 1,4 moles de SO2(g), 0,2 moles de O2 y 2,2 moles de SO3. Calcular la constante de equilibrio. La ecuación debe ajustar
2 + ↔2
: =1,5 1,4 0,2 2,2 =? 2 + ↔2 ℎ : [] [] = [ ][] : [ ] = [][] 5
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2,21,5 = 1,4 0,2 1,5 1,5 2,15 → =, = 0,870,13 , Respuesta: La constante de equilibrio de la reacción para la obtención de tetra óxido de azufre es de 17.92 por lo que se puede inferir que esta favorece a los productos ya que la constante es >1.
6. Se recomienda que el aire de una llanta de automóvil sea de 30psi. Si una llanta con un volumen de 0,71 ft3 se encuentra a 80°F y 25 psi. Determine la cantidad de aire que debe agregarse para alcanzar el recomendado. Suponga que la temperatura y el volumen son constantes y que la presión atmosférica es de 22,6 psi.
: = 30 = 25 =0,71 = 20,10 =80°=299,66 =? 30 22,6 = 7,4 Calculamos presión
1 → 22,6 ← 7,4 ∗ 1 → = , = 22,6 7,4 Se convierte pies cúbicos a cm
1 → 30,48 0,71 ← 6
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30,48 0,71 = →=, 1
=80° Formula =
°c →
(f -32)
°− +273,15= − +273=, , ,
=→= ∗ 21,64 = 3,0540. 0,083 .299,66°
= 2,6 5 s : 2,65 . Se obtuvo gracias a las fórmulas de ecuación e gases ideales
7. La capacidad calorífica molar a presión constante Cp,m del gas metano, CH4, es 35,31 J/mol K a temperaturas cercanas a los 298 K. Calcule el cambio de la entalpía cuando 2,6 kg de metano es calentado de 300 K a 380K.
: = 35,31⁄ =300 =380 = 2,6 = 2600 = 162,5 ∆=? 1 → 1000 2,6← = 2,6 1000 1 →= : ∆=∆+∆ 7
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: ∆=→=..∆→∆=..∆ ℎ = 121 = 12⁄ = 14 = 4⁄ = 16⁄ 1 → 16 ←2600 = 1 2600 16 → = , 380300 ∆ = 162,5 35,31 . 80 ∆ = 162,5 35,31 . ∆= Respuesta: Este es un proceso a condiciones estándar ya que se parte de una temperatura y presión constante. El cambio de entalpia del gas met ano es de 459030J
8.
De acuerdo con la segunda ley termodinámica, cuál es el cambio en la entropía cuando 9kJ de energía es transferida desde un sistema a sus alrededores como calor en un proceso exotérmico a 21°C?
=9 =21℃ →21+273=294° = ∆ = 1 9 ∆ = 294 ∆ = 0,0 30 Respuesta: como es un proceso exotérmico, libera calor, donde el calor liberado del sistema se rá dividido por la temperatura y esta determinara el cambio en el nivel de desorden (entropía) el cual dio como resultado 0,030 KJ K.
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239; Capítulo 9: Disoluciones pp. 243-266; Capítulo 11: Equilibrio químico en sistemas no idealespp. 307-316. Mc Graw Hill, Quinta Edición, España. Disponible en:
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