8/3/2019 QUI021CE22010

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Universidad Técnica Federico Santa MaríaDepartamento de Química

Química BásicaQUI-011/QUI-021Certamen Nº 2 (8 de Junio del 2010)

1. A una temperatura constante de 500 [K] se estudia la siguiente reacción en fase

gaseosa:

A(g)  + BB(g) +2C(g)  → 2D(g) + E(g) 

Se agregan 0,150 [moles] de A, 0,150 [moles] de B y 0,150 [moles] de C en unreactor rígido de 3,00 [L] y se deja que el sistema reaccione. La reacción es de segundo orden con respecto a A, de primer orden con respecto a B y de ordencero con respecto a C. Se determina que transcurridos 100 [s] la fracción molar de D en el reactor es 0,0100.

a. Obtener la expresión integrada de la velocidad.b. Calcular la fracción molar de E en el reactor al cabo de 200 [s].

c. Calcular los [s] transcurridos para que la fracción molar de E en el reactor sea0,0150.

35 pts.

2. El permanganato de potasio (KMnO4) reacciona con el agua oxigenada (H2O2) y

el ácido sulfúrico (H2SO4) según:

2KMnO4(ac) + 5H2O2(ac) + 3H2SO4(ac)→ 2MnSO4(ac) + 5O2(g) + K2SO4(ac) + 8H2O(l)

 

Se mezclan 200 [mL] de una solución acuosa al 6,00% en peso de KMnO4 (densidad = 1,039 [g/mL])  con 10,0 [mL] de una solución acuosa al 30,0% en

peso de H2O2 (densidad = 1,11 [g/mL]) con un 20,0% en exceso de una soluciónacuosa al 30,0 % en peso de H2SO4 (densidad = 1,22 [g/mL]). El O2 producidose mezcla con N2 para formar 10,34 [L] de una mezcla al 21,0 % en volumen deO2 medidos a 300 [K] y 1,00 [at]. Calcular la molalidad final de cada una de lassustancias (excepto agua y O2), considerando el aporte del agua formada en lareacción.

35 ptos

3. En un cilindro mantenido a presión y temperatura constantes se inyectan A y B en proporción molar de 4:1, observándose que la mezcla ocupa un volumeninicial de 25,66 [L] a 500 [K] y 0,800 [at]. Ocurren las siguientes reacciones:

A(g) + 2BB(g) → C(g) + D(g)

 A(g) + C(g) → 2E(g) + 2F(g)

 Considere que el cilindro cuenta con un dispositivo hipotético que guarda un

registro cada vez que una molécula de A reacciona. Al detenerse las reaccionesse observa una disminución de 1,54 [L] en el volumen de fase gaseosa, y el

dispositivo indica que se han guardado 3,47·1022 registros. Determine los molesfinales de F.

30 ptos

Datos: T[K] = T[°C] + 273,16 ; 1,00 [at] = 760 [torr] ; R = 0,0821 [at·L·mol-1·K-1] ;

P·V = n·R·T ; NA = 6,02·1023 ; ∫ xn dx = xn+1/(n+1) 

KMnO4 H2O2 H2SO4 MnSO4 K2SO4 H2O

PM 158,0 34,0 98,0 151 174,3 18,0

PRO/MAO/CME/pro/Ce2, S1 2010