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Química-física (primer nivel) Mecanismo de evaluación. (Desarrollo de ejercicios) Logro a. Manipular cálculos estequiométricos, propiedades de gases, sólidos y líquidos así como su comportamiento y relación con el medio ambiente, para la solución de problemas interrelacionándose con el entorno, para el fortalecimiento del conocimiento de la dimensión ambiental.

Fecha:

Evaluación Trabajo en equipo:

Integrantes:

Número en la lista:

1. Convierta 562 mmHg a atm y a kPa. Convierta 1atm a Pa y kPa. 1 𝑎𝑡𝑚

562 𝑚𝑚𝐻𝑔 ∗ 760 𝑚𝑚𝐻𝑔 = 0,739 𝑎𝑡𝑚 ∗

101,325 𝐾𝑃𝑎 = 1 𝑎𝑡𝑚

74,88Kpa

2. Convierta 25 0C a K. y convierta 300K a 0C. 25°𝐶 + 273 = 298 𝐾

300 𝐾 − 273 = 27 °𝐶

3. Un recipiente contiene 100 L de O2 a 20 0C. Calcula: a) La presión de O2 sabiendo que su masa es de 3,43 kg. b) El volumen que ocupará esa cantidad de gas en condiciones normales. Datos:

𝒎

𝒂. ) 𝒏 = 𝑴

V= 100L T= 20°C + 273 = 293 K M= 3,43 Kg(o2)

𝒎

𝑴=𝒏

P=

𝒏∗ 𝑹∗ 𝑻 𝑻

P=

𝑳𝑶 𝟕,𝟐𝟗 𝒎𝒐𝒍∗ 𝟎,𝟖𝟐𝑳 ∗ 𝟐𝟗𝟑𝒌 𝟏𝟎𝟎𝑳

𝑴. 𝒏 = 𝒎

= 𝟐𝟓, 𝟕𝟓𝑳

P= ? 𝟑𝟒𝟒𝟎 𝒈𝒓

Datos:

𝒏(𝒐𝟐 ) = 𝟑𝟐 𝒈𝒓/𝒎𝒐𝒍 = 107,19 mol

P1= 25,75atm

𝒃. ) 𝒗𝟐 =

V1= 100L

𝑷𝟏 ∗ 𝑽𝟏 ∗ 𝑻𝟐 𝑷𝟐 ∗ 𝑻𝟏

T2= 273 K P2= 1atm T1= 293 K

𝑽𝟐 =

𝟐𝟓,𝟕𝟓 𝒂𝒕𝒎 . 𝟏𝟎𝟎𝑳 . 𝟐𝟕𝟑𝒌 𝟏𝒂𝒕𝒎 . 𝟐𝟗𝟑𝒌

= 𝟐𝟑𝟗𝟗, 𝟐𝟑𝑳

4. Una cierta cantidad de gas se encuentra a la presión de 790 mm Hg cuando la temperatura es de 25 0C. Calcula la presión que alcanzará si la temperatura sube hasta los 200 0C. Datos:

𝑃1 𝑇1

P1=790mmHg

=

𝑃2 𝑇2

P1 * T2 = P2 * T1

T2= 200°C+273= 473K P2= T1= 25°C+273= 298K

𝑃

2=

790𝑚𝑚𝐻𝑔∗ 473𝐾 1253,93 𝑚𝑚𝐻𝑔 = 298 𝐾

𝑃1∗𝑇2 𝑇1

= 𝑃2

5. ¿Cuál es la densidad (en g/L) del hexafluoruro de uranio (UF6) a 779 mmHg y 62 0C? 𝑷(𝒙) =

Datos:

𝒅=

T=62°C + 273= 335k

𝒎(𝒙) 𝑽(𝒙)

D= densidad

𝑷∗ 𝑴

𝟏𝒂𝒕𝒎

779mmHg * 𝟕𝟔𝟎𝒎𝒎𝑯𝒈= 1,025 atm

𝑹∗ 𝑻

P= 1,025 atm 𝒅=

M(F6)= 352,02 gr/mol

𝒈𝒓 ) 𝒎𝒐𝒍

(𝟏,𝟎𝟐𝟓𝒂𝒕𝒎)∗(𝟑𝟓𝟐,𝟎𝟐

𝒂𝒕𝒎 ∗𝒎𝒐𝒍)∗(𝟑𝟑𝟓𝒌) 𝒌

(𝟎,𝟎𝟖𝟐𝑳∗

= 13,14g/L

R= 0,082 L*atm / K*mol 𝑉=

𝑣=

𝑛∗𝑅∗𝑇 𝑃

𝑎𝑡𝑚 ∗ 𝑚𝑜𝑙) (335𝑘) 𝑘 = 26,8𝐿 1,025 𝑎𝑡𝑚

(1𝑚𝑜𝑙) ∗ (0,082𝐿 ∗

𝑑=

𝑀 𝑉

𝑑=

352,02 𝑔𝑟 26,8 𝐿

= 13,14 𝑔𝑟/𝐿

6. Un gas que inicialmente tiene un volumen de 4.0 L a 1.2 atm y 66°C experimenta un cambio de manera que su volumen y temperatura finales se convierten en 1.7 L y 42°C. ¿Cuál es su presion final? Suponga que el número de moles no ha cambiado. Datos: P1= 1,2atm

P1 * V1 * T2 * = P2* V2 * T1

𝑃1∗𝑉1 𝑇1

=

𝑃2∗ 𝑉2 𝑇2

𝑃1 ∗ 𝑉1 ∗ 𝑇2 𝑉2 ∗ 𝑇1

= 𝑃2

V1= 4,01L 𝑷𝟐 =

T2= 42°C+273= 315K

𝟏,𝟐 𝒂𝒕𝒎 (𝟒,𝟎𝑳)∗(𝟑𝟏𝟓𝑲) 𝟏,𝟕𝑳 (𝟑𝟑𝟗𝑲)

= 𝟐, 𝟔𝟑𝒂𝒕𝒎

P2= T1= 66°C+273= 339 K

7. Un químico ha sintetizado un compuesto gaseoso amarillo verdoso de cloro y oxígeno, y encuentra que su densidad es de 7.71 g/L a 36°C y 2.88 atm. Calcule la masa molar del compuesto. Datos: M= d= 7,71 g/L R= 0,082L * atm/K * mol T= 36°C +273= 309K P= 2,88 atm

𝑀=

𝑑∗𝑅∗𝑇 𝑃

7,71𝑔 𝑎𝑡𝑚 (0,082 𝐿 ∗ 𝐾 ∗ 𝑚𝑜𝑙) (309𝐾) 𝐿 𝑀= = 67,83 𝑔/𝑚𝑜𝑙 2,88 𝑎𝑡𝑚

8. El análisis químico de un compuesto gaseoso mostró que contiene 33.0% de silicio y 67.0% de flúor en masa. A 35 0C, 0.210 L del compuesto ejercen una presión de 1.70 atm. Si la masa de 0.210 L del gas fue de 2.38 g calcule la fórmula molecular del compuesto. Datos: T= 35°C+273= 308K

𝑛𝑆𝑖 = 33𝑔(𝑠𝑖) ∗

% Si= 33%

1 𝑚𝑜𝑙(𝑠𝑖) 28,09 𝑔(𝑠𝑖)

= 1,17 𝑚𝑜𝑙(𝑠𝑖)

% F= 67% 𝑛𝐹 = 67 𝑔 ( 8𝑠𝑖) ∗

msi=28,09

1 𝑚𝑜𝑙(𝑠𝑖) = 3,53 𝑚𝑜𝑙(𝐹) 1𝑎𝑔

mF= 19 g nSi= nF= 𝑛=

M= V= 0,210 L

𝑛=

P=1,70 atm R= 0,082 L * atm/ mol * K

𝑃𝑉 𝑅𝑇

(1,70 𝑎𝑡𝑚)(0,210 𝐿) = 0,0141 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑡𝑚 (0,082 𝐿 ∗ 𝐾 ∗ 𝑚𝑜𝑙) (308𝐾) 𝑀=

2,38 𝑔 = 168,79𝑔/𝑚𝑜𝑙 0.014𝑚𝑜𝑙

m= 2,38 K

9. Considere comportamiento de gas ideal a una mezcla de gases que se compone de 3 kg de O2, 5 kg de N2, 12 kg CH4. Determina: R= 8,3144 J/mol*K a) La fracción de masa de cada componente. b) La fracción molar de cada componente. c) La masa molar promedio. Datos: 𝑿(𝑶𝟐) =

m O2= 13 kg = 3000g

𝟑𝟎𝟎𝟎𝒈 = 𝟎. 𝟏𝟓 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝒈

m N2= 5 kg= 5000g 𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎𝐠

m CH4 = 12 kg= 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝐠

𝑿(𝑵𝟐)

𝟓𝟎𝟎𝟎𝒈 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝒈

= 𝟎, 𝟐𝟓

Xm= Xn= M= 𝑿(𝑪𝑯𝟒) =

𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎𝒈 = 𝟎, 𝟔𝟎 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝒈 ∑𝟏

𝑛(𝑂2 ) =

3𝑘𝑔 1000𝑔 ∗ = 93,75 𝑚𝑜𝑙 39 𝑔/𝑚𝑜𝑙 1𝑘𝑔

5𝑘𝑔

𝑛(𝑁2 ) = 28𝑔/𝑚𝑜𝑙 ∗

𝑛(𝐶𝐻4 ) =

1000𝑔 1𝑘𝑔

= 178,57 𝑚𝑜𝑙

12𝑘𝑔 1000𝑔 ∗ = 750 𝑚𝑜𝑙 10𝑔/𝑚𝑜𝑙 1𝑘𝑔 ∑ 1022,32 93,75𝑚𝑜𝑙 = 0,09 𝑚𝑜𝑙 1022,32

𝑋(𝑂2 ) = 𝑋(𝑁2 ) =

178,57 𝑚𝑜𝑙 = 0,17 𝑚𝑜𝑙 1022,32

𝑋(𝐶𝐻4 ) =

750𝑚𝑜𝑙 = 0,73𝑚𝑜𝑙 1022,32

10. En un recipiente de 5 L se introducen 8 g de He, 84 g de N2 y 90 g de vapor de agua. Si la temperatura del recipiente es de 27ºC. Calcular: R= 0,082 atm*L/mol*K a) La fracción molar y másica. b) La presión que soportan las paredes del recipiente. c) La presión parcial de cada gas en la mezcla. Datos: MT= 8g+84g+90g=182g

8𝑔𝐻

𝑋(𝐻2 ) = 182 𝑔 2𝑇 = 0,04𝑔

a.)

84 𝑔

V= 5 L

𝑋(𝑁2 ) = 182 𝑔 𝑇 = 0,46𝑔

mH2= 8g

𝑋(𝐻2 𝑂) =

mN2= 84g

90 𝑔 = 0,49𝑔 182 𝑔𝑇

mH2O= 90g

∑1

T= 27°C+273= 300K 8𝑔

𝑛(𝐻2 ) = 4𝑔/𝑚𝑜𝑙 = 2 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑛(𝑁2 ) = 𝑛(𝐻2 𝑂)=

84𝑔 = 3 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 28 𝑔/𝑚𝑜𝑙

90𝑔 = 5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 182 𝑔/𝑚𝑜𝑙 ∑ 10 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

b.) 𝑷 =

𝒏∗𝑹∗𝑻 𝑽 𝒎𝒏

c.) 𝑴𝒎 = 𝑵𝒎

𝑷=

𝑳 𝑲

(𝟏𝟎 𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔)(𝟎,𝟎𝟖𝟐𝒂𝒕𝒎∗ ∗𝒎𝒐𝒍)(𝟑𝟎𝟎𝑲) 𝟓𝑳 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒈

= 𝟒𝟗, 𝟐 𝒂𝒕𝒎

𝑴𝒎 = 𝟏𝟎𝟐𝟐,𝟑𝟐 𝒎𝒐𝒍 = 𝟏𝟗, 𝟓𝟔 𝒈/𝒎𝒐𝒍

𝑃(𝐻2 ) =

𝑃(𝐻2 ) =

(2 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠)(0,0082 𝑎𝑡𝑚 ∗ 5𝐿 𝑃(𝑁2 ) =

𝑃(𝑁2 ) =

𝑛𝐻2 ∗ 𝑅 ∗ 𝑇 𝑉

𝑛𝑁2 ∗ 𝑅 ∗ 𝑇 𝑉

( 3 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠)(0,082 𝑎𝑡𝑚 ∗ 5𝐿 𝑃(𝐻2 𝑂) =

𝑃(𝐻2 𝑂) =

𝑙 𝐾 ∗ 𝑚𝑜𝑙)(300𝐾) = 9,84 𝑎𝑡𝑚

𝐿 𝐾 ∗ 𝑚𝑜𝑙)(300𝐾) = 14,76 𝑎𝑡𝑚

𝑛𝐻2 𝑂 ∗ 𝑅 ∗ 𝑇 𝑉

( 5 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠)(0,012 𝑎𝑡𝑚 ∗ 5𝐿

𝐿 𝐾 ∗ 𝑚𝑜𝑙)(300𝐾) = 24,6 𝑎𝑡𝑚

Trabajo complementario: 1. Traer resuelto los ejercicios 5.31 y 5.32 grupo 1, 5.33 y 5.34 Grupo 2, 5.35 y 5.36 Grupo 3, 5.37 y 5.38 Grupo 4 página 217. Chang, R. Química. Consultar en biblioteca y anexar fotos del trabajo en equipo por grupo de trabajo. 2. Traer copia de todo el documento en formato Word por cada uno de los equipos. 5.35 Un globo lleno de gas que tiene un volumen de 2,50 L a 1,2 atm y 25°C se eleva en la atmósfera (unes 30 km sobre la superficie de la tierra), donde la temperatura y la presión son de -23°C y 3,00x10-3 atm, respectivamente. Calcule el volumen final del globo Datos:

𝑉2 =

V1= 2,5 L T1= 25°C+273= 298K P2= 0,003 atm T2= -23°C+273=250 K P1= 1,2atm V2=

𝑉2 =

𝑉1 ∗ 𝑃1 ∗ 𝑇2 𝑃2 ∗ 𝑇1

2,5 𝐿 (1,2 𝑎𝑡𝑚)(250 𝐾) = 838,926 𝐿 0,003 𝑎𝑡𝑚( 298𝐿)

5.36 la temperatura de 2,5 L de un gas, inicialmente a TPE, se eleva a 250°C a volumen constante. Calcule la presión final del gas en atm.

Datos:

𝑃1 ∗ 𝑇2 = 𝑃2 ∗ 𝑇2

V1= 2,5 L

𝑃1 ∗ 𝑇2 = 𝑃2 𝑇1

V2= 2,5 L T1= 25°C+273= 298K P2= T2= 250°C+273=523K P1= 1 atm

𝑃2 =

1 𝑎𝑡𝑚(523 𝐾) 298 𝐾

= 1,755 atm

PORTA

CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL B

II SEMESTRE 2017 PRIMER NIVEL

TRABAJO GRUPAL TEMA: EJERCICIOS Y ACTIVIDADES AUTORES: ÁLAVA CEVALLOS SÁLLURY GEMA ÁLVAREZ MOREIRA GEOCONDA MICHELLE CEDEÑO ZAMBRANO LUISANA MERCEDES CHANG ZAMBRANO MARTHA YAMILETH GILCES VIDAL SARA BEATRIZ INTRIAGO BRAVO KARLA PATRICIA TUTOR: ING. JULIO LOUREIRO

CALCETA, 13 DE DICIEMBRE DE 2017