PROBLEMARIO DE FISICOQUMICA. UNIDAD I

PROBLEMARIO DE FISICOQUMICA. UNIDAD I

1. Prediga los signos que esperas de los cambios: Sf, Ssub y Svap, para una sustancia en general. Ordena los cambios en orden ascendente (Comparacin S).

2. Prediga los signos que esperas de los cambios: Vf, Vsub y Vvap, para una sustancia en general. Ordena los cambios en orden ascendente (Comparacin V).

3. Prediga los signos que esperas de los siguientes cocientes de cambios: Sf/Vf, Ssub/Vsub y Svap/Vvap, para una sustancia en general. Ordena los cocientes en orden ascendente (Cociente S/V).

4. Emplea la ecuacin de Clapeyron dP/dT = S/V y la informacin de la pregunta anterior para indicar que le pasa a un sistema formado por un slido fundindose a su temperatura de fusin si mantenemos constante la temperatura pero aumentamos la presin:

a) Se forma ms lquido.b) Se forma ms hielo.c) No se modifica ni desplaza el equilibrio S/L.d) Se sublimar el slido.

Explica tu seleccin.

5. Un recipiente contiene en equilibrio hielo y agua a 0 C y 1 atm. Si mantenemos constante la temperatura y aumentamos la presin:

a) Se formar ms lquido. b) Se formar mas hielo. c) No se desplazara el equilibrio. d) Se sublimar el hielo

6. Calcula los valores de Sf,m y Svap.m para cada una de las sustancias

AlcanoM (g/mol)Pf normal (C)Peb normal(C) (g/cm3)Hf (kj/mol)Hvap (kj/mol)

n-hexano86-95690.654813.0831.55

Ciclo hexano846.7280.70.77392.6433

2,2 dimetilbutano86-100500.64450.5827.69

n-hexano

Ciclo hexano

2,2 dimetilbutano

7. A partir del siguiente diagrama de fases para el dixido de carbono, indica las diferentes fases que se visitaran as como los cambios de estado que ocurriran cuando una muestra de dixido de carbono, inicialmente a 1 atm y 298 K, sigue los siguientes procesos de forma progresiva:

a) calentamiento isobrico hasta 320 Kb) compresin isotrmica hasta 100 atmc) enfriamiento isobrico hasta 298 Kd) descompresin isotrmica hasta 80 atme) enfriamiento isobrico hasta 210 Kf) descompresin isotrmica hasta 1 atm y g) calentamiento isobrico hasta 298 K.

8. La presin de vapor del hexano en equilibrio con su lquido vara con la temperatura de acuerdo a la siguiente tabla:

Pv (atm) 1 0.1 0.01 0.001

T (C) 68.3 9.8 -29.3 -57.6

a) Cul es la temperatura de ebullicin normal para el hexano?

b) Obtenga una relacin matemtica entre P y T

c) Determine la variacin en la entalpa molar de vaporizacin para el hexano.

9. La presin de vapor del mercurio lquido a 323 K y 433 K es de 0.0127 mm Hg y 4.189 mm Hg, respectivamente.

Calcule Hvap m para el mercurio.

10. El yodo hierve a 183.0C, la presin de vapor del lquido a 116.5 C es 100 Torr. Si Hfus = 15.65 kj/mol y la presin de vapor del slido es 1 Torr a 38.7C. Calclese:

a) La temperatura y la presin del punto triple.b) Hvap y Svapc) Gfus (I2, g) a 298.15K

11. Para el amoniaco tenemos:

T (C)4.725.750.178.9P (atm)5102040

Grafquese o ajstense por el mtodo de mnimos cuadrados los datos de ln p en funcin de 1/T para obtener Hvap m y el punto normal de ebullicin.

12. Se tiene un sistema a 25 C formado por benceno y tolueno, estas mezclas se van a destilar, para ello primero se le agrega energa hasta que alcanza la temperatura requerida, la presin en la torre de destilacin es de 490 mmHg.a) Realizar los clculos necesarios para comprobar cul de los dos lquidos es ms voltil.b) Punto de ebullicin del menos voltil.

Constantes en la ecuacin de Antoine

SustanciaABC

Benceno 6.90561211.033220.79

Tolueno 6.953341343.143219.377

13. A continuacin se presenta un diagrama de fases para el carbono. Con base en l contesta las siguientes preguntas:

a) cuntas y cules son fases condensadas presentes? b) cuntas y cules son fases no condensadas? c) cuntas lneas de equilibrio hay presentes y cules son? d) cuntos y cules son los puntos triples para esta sustancia? e) cul es la fase existente a 7000 K y 0.01 GPa? f) cul es la fase existente a 1000 K y 100 GPa?

14. El punto de fusin del cido actico (CH3COOH) a la presin de 1 atm es 16.6 C, y la entalpa de fusin es 43.2 cal/g. Los volmenes especficos del lquido y del slido en el punto de fusin son 0.9315 y 0.7720 cm3/g respectivamente. Calcula el punto de fusin del cido actico a una presin de 25 atm.

15. A partir de los datos reportados en la siguiente tabla de la presin de vapor del n-butano lquido como funcin de la temperatura, determina:

a) el Hm,vap de esta sustancia b) el punto normal de ebullicin de esa sustancia c) el Sm,vap de esta sustancia a la temperatura normal de ebullicin

t / (C) P / (torr)

-85.7 5.00

-77.8 10.00

-68.9 20.00

-59.1 40.00

-52.8 60.00

-45.1 100.00

-31.2 200.00

-16.3 400.00

16. La presin de vapor del tetracloruro de carbono (CCl4) lquido es 10539 Pa a 290 K y 74518 Pa a 340 K. La presin de vapor del slido es 270 Pa a 232 K y 1092 Pa a 250 K.

a) Calcula el Hm,vap y el Hm,sub de esta sustancia. b) Calcula el Hm,fus de esta sustancia. c) Calcula el punto normal de ebullicin y el Sm,vap en el punto de ebullicin normal.

17. La presin de vapor del metanol (CH3OH) lquido viene dada por la siguiente ecuacin modificada de Antoine:

a) Calcula la presin de vapor de esta sustancia a 298.15 K. b) Calcula el Hm,vap a 298.15 K.

18. El hielo seco tiene una presin de vapor de 1 atm a 72.2 C y 2 atm a 69.1 C. Calclese el Hm de sublimacin del hielo seco.

19. Para el H2O, Hm,vap es de 40.65 kJ/mol y el punto de ebullicin normal es de 373.15 K. Calcula:

a) el punto de ebullicin en la Ciudad de Mxico, donde la presin atmosfrica es de 585 mm Hg. b) a qu temperatura ebullir el agua a una presin de 3 atm?

20. La presin de vapor de un slido desconocido como funcin de la temperatura viene dada por la ecuacin de Antoine (equilibrio slido-vapor):

Por otro lado, la presin de vapor de la fase lquida de la misma sustancia como funcin de la temperatura est descrita por la siguiente ecuacin de Antoine (equilibrio lquido-vapor):

a) Determina las coordenadas del punto triple de esa sustancia desconocida b) Calcula el Hm,vap y el Hm,sub de esta sustancia. c) Calcula el Hm,fus de esta sustancia.

Elabor: Juan Manuel Garca Ortega Ing. Bioqumica 5AOctubre de 2011