CutePDF Printer, Job 3 - Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla

Bases Físicas y Químicas del Medio Ambiente 2004/2005. Hoja 9 Corregida
Área de Química-Física. Universidad Pablo de Olavide- pág. 1
71. Aplicamos Ley de Henry: C=Kh.P
1º De los datos de solubilidad a PN2 = 1bar podemos obtener la cte. de Henry Kh:
A PN2 = 1bar ≈ 1 atm, la solubilidad es 14,5 . 10-3 /22,4 l.mol -1 = 6,47. 10-4 Molar
Por tanto: Kh= C/P= 6,47. 10-4 M/ 1 atm = 6,47. 10-4 mol/l.atm
2º Calculamos la molaridad en la disolución saturada en contacto con el aire:
En el aire, la composición en N2 es del 78%, por tanto a P atmosférica la PN2=0,78atm
La molaridad será C=Kh.P= 6,47. 10-4 mol/l.atm * 0,78 atm= 4,99. 10-4 M
72. Según la Ley de Raoult las presiones parciales en disolución :
Pac=Xac . P0ac = [ 0,25/(0,25+0,30)] * 345 Torr = 155,25 Torr
Pcl=Xcl . P0cl = [0,30/(0,25+0,30)] * 295 Torr = 162,25 Torr
Ptotal= Pac + Pcl = 317,5 Torr
La composición en el vapor:
Pac=Yac . Ptotal de donde Yac = Pac/ Ptotal = 0,49
Pcl=Ycl . Ptotal de donde Ycl = Pcl/ Ptotal = 0,51 o lo que es lo mismo Ycl= 1- Yac
73.
P / torr
90
T = 70
l
70
50
30
v+l
v
0.2
0.5
ZB
0.7
a) La regla de las fases : F + G = C + 2 (siendo F: nº de fases; G: grados de libertad; C:
componentes)
Veamos los grados de libertad posibles en cada una de las fases, sabiendo que en todo los casos
tenemos dos componentes, i.e. C=2 y que una de las variables posibles, la temperatura es cte.:
- Cuando la fase es vapor "v": F=1, C=2, por tanto G=3. Como una de las variables ya es
fija, nos quedan dos variables que son independientes P y Xi (esto significa que para una P
determinada, la composición varia de forma independiente)
- Cuando las fases presentes son vapor y líquido "v + l": F=2, C=2, por tanto G=2 (Esto
significa que tenemos dos grados de libertad, uno es la T que es cte. y quedaría uno, de
forma que fijada una de las otras dos variables posibles, P o Xi, automáticamente la otra
quedaría fijada, en definitiva serían dependientes)
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-
Cuando la fase es líquido "l": F=1, C=2, por tanto G=3. Estariamos ante la situación "todo
como vapor". Como una de las variables ya es fija, nos quedan dos variables que son
independientes P y Xi (esto significa que para una P determinada, la composición varia de
forma independiente)
b) Para una disolución que contiene 1mol de A y 1 mol de B, las fracciones molares serán:
XA= 0,5 y XB= 0,5, Si nos fijamos en la gráfica se comprueba que aproximadamente la
presión de vapor en el instante en que comienza la vaporización cuando las composiciones son
XA= 0,5 y XB= 0,5 es de aprox. 60 Torr.
P / torr
90
T = 70
l
70
60 Torr
50
30
v+l
v
0.2
0.5
0.7
ZB
c)Para las composiciones XA= 0,5 y XB= 0,5, la presión de vapor cuando queda la última gota
de líquido es aproximadamente de 40 Torr
P / torr
90
T = 70
l
70
50
v+l
40 Torr
30
v
0.2
0.5
ZB
0.7
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74.
t/ºC
110
v
90
l+v
70
50
l
0.2
0.5
XB
0.7
a) La regla de las fases : F + G = C + 2 (siendo F: nº de fases; G: grados de libertad; C:
componentes)
Al igual que en el ejercicio anterior, veamos los grados de libertad posibles en cada una de las
fases, sabiendo que en todo los casos tenemos dos componentes, i.e. C=2 y que una de las
variables posibles, la presión, es cte.:
- Cuando la fase es vapor "v": F=1, C=2, por tanto G=3. Como una de las variables ya es
fija, nos quedan dos variables que son independientes T y Xi (esto significa que para una T
determinada, la composición varia de forma independiente)
- Cuando las fases presentes son vapor y líquido "v + l": F=2, C=2, por tanto G=2 (Esto
significa que tenemos dos grados de libertad, uno es la P que es cte. y quedaría uno, de
forma que fijada una de las otras dos variables posibles, T o Xi, automáticamente la otra
quedaría fijada, en definitiva serían dependientes)
- Cuando la fase es líquido "v": F=1, C=2, por tanto G=3. Estaríamos ante la situación "todo
como líquido". Como una de las variables ya es fija, nos quedan dos variables que son
independientes P y Xi (esto significa que para una T determinada, la composición varia de
forma independiente)
b) Para una disolución que contiene 1mol de A y 1 mol de B, las fracciones molares serán:
XA= 0,5 y XB= 0,5, Si nos fijamos en la gráfica se comprueba que aproximadamente la T de
ebullición normal en el instante en el que comienza la vaporización es de aprox. 60ºC.
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t/ºC
110
v
90
l+v
70
60 ºC
l
50
0.2
0.5
XB
0.7
c) Si no fijamos en la gráfica, la composición del vapor a T= 60ºC, es aproximadamente de
XB= 0.9 y XA= 0.1
t/ºC
110
v
90
60 ºC
l+v
70
50
l
0.2
0.5
XB
0.7
XB= 0.9
XA= 0.1
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75. Se trata de un caso de la Ley de Raoult, por tanto:
Pagua= xagua. Pagua0 ; 31,2 mmHg = xagua. 31,82 mmHg,
será: xagua = 0,98
por tanto la fracción molar del agua
Teniendo en cuenta como se define la xi para un compuesto: xagua= nagua / (nagua+ nformamida)
Y que nagua= g/Pm=100/18= 5,56 moles, podemos calcular nformamida= 0,11 moles
Sabuendo que tenemos 5 g de formamida y el nº de moles (n
calculamos el Pm = 45 g.mol-1
formamida=
g
formamida/Pmformamida)
76. La presión osmótica π = P1-P2= M . R. T
Por tanto, ( teniendo en cuenta que Torr = mmHg y que 1 atm= 760 mmHg):
527/760 atm= Molaridad * 0,082 atm. l.K-1..mol *(25+273) K
de donde Molaridad= 0.0283 M
Por tanto en los 100 ml de disolución, habrá 2,83. 10-3 moles de azúcar+droga
Para obtener las fracciones molares tendremos en cuenta la dos ecuaciones siguientes:
1º) nº total de moles: nd + na = 2,83. 10-3 moles
2º) nº total de gramos: gd + ga = 1; nd* Pmd+ na * Pma=nd* 369 g/mol+ na * 342 g/mol
De estas dos ecuaciones se obtiene nd= 1,19.10-3 moles y na= 1,63.10-3 moles
Calculamos fracciones molares:
Xd=nd/ nd + na =0,42
Xa= na/ nd + na= 0,58