ejercicios aplicados

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNAD
Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente-ECAPMA
Programa. Ingeniería Ambiental
TRABAJO COLABORATIVO FISICOQUÍMICA AMBIENTAL-FA
Prof: Jairo Granados., MSc
EJERCICIOS APLICADOS
1. Diez(10) gramos de hielo con temperatura de -10°C, se mezclan
adiabáticamente a presión constante, en un calorímetro, con 50 gramos de agua
contaminada, que está a 30°C; teniendo en cuenta que el calor específico del
agua líquida es: Cp=1 cal/g°C, el del hielo es: Cp=0,5cal/g°C y que el calor latente
de fusión del hielo es: ∆Hf=80cal/g°C, a 0°C.
1.1 Realizar el balance de calor para determinar la temperatura final del sistema:T f
1.2.Si la muestra de agua se recolecta en el río Bogotá, con las siguientes
condiciones:T=18°C y Volumen(V) de 250mL, y luego se mezclan con 50 g de
hielo (T= -4°C),en la bomba calorimétrica, ¿Cuál será la temperatura final del
sistema?
2.Una burbuja que tiene un diámetro de 10mm en el fondo de un lago, donde la
temperatura es 5°C y la presión 3 atm, sube a la superficie, donde la temperatura
es 45F y la presión: 760mmHg
¿Cuál será el diámetro (en cm) de la burbuja cuando llegue a la superficie?
Tener en cuenta: No existe presencia de vapor de agua en la burbuja
Vesfera=4/3πR3
;
P1.V1/ T1= P2.V2/ T2
3. El óxido nitroso (N2O) es un poderoso gas con efecto invernadero (GEI), ataca
la capa de ozono, reduciendo el ozono a oxígeno molecular y liberando dos
moléculas de monóxido de nitrógeno; por lo cual, las emisiones de este gas, junto
con las de: CO2, CH4 y algunos aerosoles, contribuyen en gran proporción al
calentamiento global y por ende al cambio climático.
En un experimento, se siguió la cinética de la descomposición del óxido nitroso, a
T=25°C, obteniéndose los valores mostrados en la tabla 1:
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EJERCICIOS APLICADOS
Tabla 1:Datos cinéticos para la descomposición del óxido nitroso
t(s)
C(mmol/L)
0
4,61
5
3,71
10
2,98
20
1,96
30
1,23
*t=tiempo en segundos; C= concentración del N2O en milimol/litro
Con base en los datos anteriores:
3.1 Graficar. C versus t, y analizar
3.2 Graficar: LogC, versus t, y analizar
3.3 Linealizar la anterior gráfica (3.2), por el método estadístico de los mínimos
cuadrados, encontrar la pendiente, intercepto sobre el eje Y, lo mismo que el
coeficiente de correlación(r2) y analizar estos valores.
3.4 Con base en la pendiente de la recta, calcular la constante de velocidad (K) y
el período de vida media ó semiperíodo(t1/2) ,para la descomposición del óxido
nitroso.
4. Las constantes cinéticas (K) para la producción de ácido yodhídrico, en fase
gaseosa:
H2 + I2
2HI
Fueron determinadas a varias temperaturas como se muestran en la tabla 2:
2
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EJERCICIOS APLICADOS
Tabla 2:Datos cinéticos para la produción del HI
*103.K
*T(K)
0,54
599
2,51
629
14
667
25
683
64
700
*k=constante de velocidad en: L/mol.s, multiplicada por 1000 ; T=temperatura en
grados kelvin
A partir de los datos anteriores:
4.1 Graficar K versus T, y analizar
4.2 Graficar LogK, versus 1/T
4.3 Linealizar la gráfica 4.2, por el método estadístico de los mínimos cuadrados y
encontrar pendiente(m), intercepto(b) y coeficiente de correlación(r2)
4.4 Con base en la pendiente y el intercepto hallados, calcular:

Energía de activación de la reacción(Ea) en kcal/ mol , teniendo en cuenta
que:
m = -Ea / 2,303.R

Constante de Arrhenius ó factor de frecuencia de colisiones(A), teniendo en
cuenta que:
b = Log A
4.5 Analizar e interpretar estos resultados.
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