TALLER FISICOQUIMICAPARCIAL I En los grupos de trabajo, entregar en hojas cuadriculadas, el 09 de Abril de 2015. Datos útiles: Ecuaciones generales. Factores de Conversión dw=-PdV dqp=mCpdT dU=dq+dw 𝑑𝑆= H≡U+PV G≡H-TS R = 82.06 (cm3.atm/mol.K) 0.0082 (L.atm/mol.K) 8.314 (J/mol.K) 1.987 (cal/mol.K) 𝑑𝑞 𝑇 A≡U-TS 𝐶𝑉= 𝑒= 𝑑𝑞𝑣 𝑑𝑇 −𝑤 𝑞 ∆𝑛𝑖 = 𝑣𝑖 𝜀 = 𝑛𝑖 − 𝑛𝑖𝑜 𝐶𝑃= 𝑑𝑞𝑝 𝑑𝑇 1 atm = 760 torr Para Gas Perfecto PV=nRT 𝑑𝑈 𝑑𝑇 Cp – Cv = R 𝐶𝑉 = 𝜕𝑈 (𝜕𝑉 ) = 0 𝐶𝑃 = 𝑑𝐻 𝑑𝑇 1. Calcule q, w, ∆U, y ∆H (en Joule) para el proceso de fusión de 2 moles de hielo a 0°C y 1 atm. Datos: 79.7 y 539.4 cal/g corresponde a los calores latentes de fusión y vaporización del agua en los puntos normales de fusión y ebullición, respectivamente. Cp=1cal/g.k para el agua líquida ρ = 0.917g/cm3 para el hielo a 0°C y 1 atm ρ = 1g/cm3 y 0.958g/cm3 para el líquida a 0°C y 100°C 2. Un mol de un gas perfecto (Cp=8 cal/mol.K) a 610 K de temperatura inicial, experimenta el proceso isotérmico descrito en el gráfico. Calcule q, w, ∆U, y ∆H para dicho proceso. a. ¿a qué es igual el trabajo? En un proceso a V=cte. ¿Cómo calcula ∆U? 5. w.5R varia de 30L y 400K a 60L y 400K.01 cal/(g. 45g de un metal que se encuentra a 70°C se adicionaron a 24g de H”O a 10°C en un recipiente adiabático. ¿a qué es igual el calor? En un proceso a adiabático.6g de hielo a -10°C y 1atm a agua superenfriada a -10°C y 1atm. b. Calcule ∆G correspondiente a la conversión de 21.K). El calor latente de fusión del agua a 0°C y 1atm es 1434. Transcurrido un determinado tiempo t. e. En un proceso a V=cte. Suponga que el gas se comporta como un gas perfecto. respectivamente. Los valores medidos de C p del hielo y el agua superenfriada en el intervalo de 0°C a -10°C son 0. Calcule q. Calcule ε y los mol de cada una de las especies presentes en el tiempo t. ¿a qué es igual el calor? En un proceso a adiabático. Calcule ∆H y ∆S. ¿Según el experimento anterior. 𝜕𝑃 𝑇 𝜕𝐻 ( ) = 𝐶𝑃 . la mezcla se dejó que alcanzara el equilibro y midió una temperatura final de 20°C.K2). d. w. y ∆S para un ciclo. si 1mol de una sustancia a 50°C y 2atm de presión sufren una transformación cuyo estado final es 90°C y 52atm. 8. y ∆H (en cal) cuando 2 moles de O2 se calientan reversiblemente de 27 a 127°C a una presión constante de 1 atm. Una máquina térmica basada en el ciclo de Carnot efectúa un trabajo de 3kJ por ciclo y tiene un rendimiento del 50%.K) y b=0. q(fuente T>>). cuál será el calor específico (en cal/g°C) del metal? 4. Calcule ∆A y ∆G cuando 2. Para cada una de las siguientes preguntas justifique su respuesta.5 y 1.15 cal/(mol.5mol de un gas perfecto con C v=1. Para la reacción C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O inicialmente se colocan en un recipiente 10mol de C6H12O6 y 40mol de O2. 10. 6. La capacidad calorífica molar del oxígeno a presión constante para temperaturas en el intervalo comprendido entre 300 y 400K y para bajas o moderadas presiones.6 cal/mol. 𝜕𝑇 𝑃 𝑇 ( 𝜕𝑆 ) = −𝛼𝑉.°C). ∆U. donde a=6. y 𝜕𝑆 𝐶𝑃 ( ) = . Calcule q (fuente T>>). han reaccionado 24mol de O2. se puede aproximar como Cp=a+bT.00310 cal/(mol.3. =3*10-4/K. 7. . Cp=18cal/(mol. c. 𝑉̅ =18.1 cm3/mol Recuerde: La entropía y la entalpía son funciones de T y P exclusivamente. ¿a qué es igual el trabajo? Para una transformación a V=cte. Asuma que los siguientes parámetros son independientes de la Temperatura y de la Presión. 𝜕𝑇 𝑃 𝜕𝐻 ( ) = 𝑉 − 𝛼𝑇𝑉 𝜕𝑃 𝑇 9. 6kJ/mol. HOI + Cl. M 1 1 2 1 Velocidad inicial.8 x 10-4 7. cuál es ese valor? b) Cuál es el valor del cambio de entropía de la reacción a 298K? 13.8 x 10-4 3. OI. 15. C4H10(g) + 6. Etapa 1: OCl. el estudiante no escribió en sus notas el valor de la segunda temperatura. m/s 1.321 a) Desafortunadamente.01031mol de NO y 0.fueron los siguientes: [T] inicial. calcule ∆H°(500K) y ∆S°(500K) para la siguiente reacción: 2H2S(g) + 3O2(g) 2H2O(g) + 2SO2(g) 14. determinó la constante de equilibrio a dos temperaturas. a 25°C obtuvo que Kp°(298K)=0. Si consideramos que Cp° no varía con la temperatura. M 2 x 10-3 4 x 10-3 2 x 10-3 4 x 10-3 [OCl-] inicial. Un estudiante estaba analizando la reacción en fase gaseosa N 2O4(g)2NO2(g).+ HOI H2O + Ol- ( k3) ^ (k-3) .6 x 10-4 1.+ ClFue estudiada en medio acuoso alcalino.7K.5 x 10-3 3 x 10-3 3 x 10-3 [OH-] inicial.5O2(g) 4CO2(g) + 5H2O(l) a) Determine los valores de formación del butano gaseoso a 298K. b) Encuentre la ley de velocidad para el siguiente mecanismo propuesto y decida si éste es consistente con la ley de velocidad experimental.11.0044mol de Br 2.(lenta) ( k2) Etapa 3: OH.+ I. como habrán notado. En un recipiente de 1055cm 3 se hizo vacío. la constante cinética y escriba la ecuación de velocidad.2torr. b) Explique si el proceso de formación del butano es endotérmico exotérmico.2 x 10-4 a) Determine el orden de la reacción. y los resultados obtenidos para la velocidad de desaparición de I. M 1. suponiendo comportamiento de gas ideal.5 x 10-3 1.+ H2O HOCI + OH- ( k1) ^ (k-1) Etapa 2: HOCl + I. Calcule Kp° y ∆G° a 323. Bajo estas condiciones se estableció el equilibrio 2NO(g) + Br2(g) 2NOBr(g) a la temperatura de 323. La cinética de la reacción OCl. El estudiante encontró que la entalpía normal de esta reacción es independiente de la temperatura.144 y a la segunda temperatura obtuvo que Kp°=0. Además. y a continuación se introdujeron 0. ∆H°f y ∆U° f.7K y se midió una presión final de 231. El calor normal de combustión del butano gaseoso C 4H10 es a 25°C es 2878. 12. y ( 𝜕𝑆 𝐶𝑃 ) = . Calcule q. 𝑉̅ =18.4mol de CS2.1 cm3/mol Recuerde: La entropía y la entalpía son funciones de T y P exclusivamente. 𝜕𝑇 𝑃 𝑇 𝜕𝑆 ( ) = −𝛼𝑉.25M y suponiendo que el orden parcial con respecto al sustrato A es dos. Cp=18cal/(mol. Calcule ∆H(J) si 1mol de agua a 35°C y 2atm de presión sufre una transformación cuyo estado final es 65°C y 62atm. calcule ∆G° para esta reacción a 700°C.25x10-4t Donde [B] representa la concentración molar de B y t es el tiempo en segundos. si la concentración inicial del reactivo A es 1. a 700°C y 762torr de presión se estableció el siguiente equilibrio: 2H2S(g) + CH4(g) 4H2(g) + CS2(g) Al analizar la mezcla en equilibrio. =3*10-4/K. Para la reacción: A + B Productos.16. a) Encuentre el orden parcial con respecto al sustrato B. 17. se encontraron 1. y ∆U en cada etapa y en el proceso total. w. Asuma que los siguientes parámetros son independientes de la Temperatura y de la presión. 𝜕𝑃 𝑇 𝜕𝐻 ( ) = 𝐶𝑃 . Una mezcla de 22mol de H2S y 11mol de CH4 se introdujeron en un recipiente vacio con un catalizador de Pt. 18. 𝜕𝑇 𝑃 𝜕𝐻 ( ) = 𝑉 − 𝛼𝑇𝑉 𝜕𝑃 𝑇 19.76 – 6. Justifique su respuesta. .K). b) Calcule la constante de velocidad de la reacción. se encontró la siguiente relación lineal cuando la concentración de [A]>>[B]: Ln[B]=-3. 1mol de un gas perfecto cuyo Cp=2R sufre el proceso descrito en la figura. calcule el valor de la constante de velocidad a 45°C. respectivamente: a) Calcule la velocidad inicial de formación de la HbO2. La hemoglobina (Hb) toma el oxígeno que se ocupa en el metabolismo y forma oxihemoglobina (HbO2) de acuerdo con la siguiente ecuación simplificada: Hb + O2 HbO2 Donde la constante de velocidad es igual a 2.5 x 10-6 M. q(J) w(J) ∆U(J) Etapa a) Etapa b) Etapa c) Total 20. b) ¿Cuál será la razón de concentración entre Hb y O 2 después de transcurrido 1 segundo de metabolismo? c) Si la energía de activación para esta reacción es de 33.1 x 106 M-1 s-1 a 37°C. un valor sin procedimiento o sin explicación.Recuerde: lo importante es el procedimiento para hallar los valores. Considerando que para un adulto promedio las concentraciones iniciales de Hb y de O2 en la sangre pulmonar son de 8 x 10-6 M y 1. no se tendrá en cuenta. .7 kJ/mol.