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• Alonso Choque Zavala

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FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA EAP INGENIERIA QUIMICA EXAMEN FINAL DE FISICOQUÍMICA I. Ciclo 2008-II UNMSM Nombre:........................................................................................................................... 1. (3,5 ptos) Responda V o F de acuerdo con el diagrama acetona (A) – cloroformo (B). EN ESTA PREGUNTA, DOS RESPUESTAS INCORRECTAS ANULAN UNA CORRECTA. T

0,5

xA, yA

( F ) El sistema cumple con la ley de Raoult ( F ) El cloroformo es más volátil que la acetona ( F ) El sistema presenta desviación positiva ( V ) Acetona y cloroformo no se pueden separar por destilación simple ( V ) Cuando un mezcla equimolar de acetona y cloroformo hierve, el vapor es más concentrado en acetona ( F ) Las fuerzas de atracción intermolecular A-A y B-B son fuertes comparadas con las fuerzas de atracción A-B ( F ) Cuando un mezcla que tiene 96% de acetona hierve, el vapor es más concentrado en cloroformo 2. (3,5 puntos) Dos moles de gas ideal, originalmente a una presión de 20 atm y temperatura de 1000K se deja expandir en forma adiabática e irreversible hasta una presión final de 8 atm. Calcule el cambio de entropía del proceso. Datos: Cp = 5 cal/mol.K, Presión de oposición = 8 atm, Condiciones iniciales n1=2 moles P1= 20 atm T1= 1000K PV=RTn 20V=1.987*1000*n V1=8.21L

Condiciones Finales n2= 2 moles P2= 8 atm T2 y V2 =?

Cv= 5- 1.98= 3.02 cal/molK Cp/Cv= 5/3.02 =1.65 Aki utiliza una formula para gas REVERSIBLE y adiabático P1V1Ϫ= P2V2Ϫ 20x8.21^1.65= 8xV2^1.65 V2= 14.30 Aki utilize una formula k el profe nos puso en un ejercicio por ahi k solo se aplica a expoansines irreversible, esta formula no la apuntamos en nuestro formulario nCvΔT=q+(-Pext.ΔV) 8*(14.3-8.21) = -2*3.02*(T2-1000) -8.06 = T2 - 1000

T2= 991.94 K Delta de s = 2*3.02*Ln(991.94/1000) + 2*1.987*Ln(14.3/8.21) Cambio de entropia= -0.052 + 2.205 = 2.153 cal / k 3. (2 puntos) Determine a qué temperatura hierve el alcohol en Cerro de Pasco, ciudad ubicada a 4200 m.s.n.m. y con un presión atmosférica de 540 mmHg. P1= 540 mmHg P2= 760 mmHg Delta de H del alcohol = 204.1 cal / g Ln (540 / 760) = 204.1 * 17 (1/373 – 1/t2) / 1.987 T2= 347.62 K = 74.62 ºC Xk lo multiplica x 17???? -> la formula que ta utilizando es ln(Ka2/Ka1)=ΔH/R(1/T1-1/T2) Ka=P???? 4. (1 punto) ¿Por qué decimos que una mezcla azeotrópica se comporta como si fuese una sustancia pura?

Un azeótropo se comporta como una sola sustancia porque es una mezcla líquida de dos o más componentes que posee un único punto de ebullición constante y fijo, y que al pasar al estado vapor (Gaseoso) se comporta como un líquido puro, o sea como si fuese un solo componente. Un ejemplo es la mezcla de etanol y agua, que forma un azeótropo para una concentración del 95% en peso de alcohol, que hierve a una temperatura de 78,2 ºC. 5. (3 puntos) En un recipiente están presentes a 298K, 3 moles de SO2, 2 moles de SO3 y 1 mol de O2 . La presión total de la mezcla es de 1,2 atm. a) Demuestre con cálculos si el sistema reaccionante se encuentra en equilibrio. b) Si no está en equilibrio, diga hacía donde procede espontáneamente la reacción. Justifique su respuesta. 2SO3-- 2SO2 + O2 2 3 1 a) Q = 3^ 2 * 1^1 / 2 ^2 = 2.25 De tablas SO3= -88.52 SO2= -71.79 O2= 0 Delta de G = 33.46 Kcal. /mol 33.46 * 1000 = - 1.987*298* lnKa Ka = 2.87 * 10^ -25 Kp =Ka= 2.87 * 10^ -25 =Kc (0.082*298) ^1 Kc= 1.176 x 10 ^- 26 Por lo tanto Qc no es igual Kc y la reacción no está en equilibrio. b) ya que Kc es mucho menor a Qc, esta última debe disminuir para poder llegar al equilibrio; para esto tiene que aumentar el número de reaccionantes y la reacción se favorecerá hacia la izquierda.

6. (2 puntos) En el órgano respiratorio, pulmón, el oxígeno se difunde hacia en interior de los glóbulos rojos desde el plasma, y se combina con la hemoglobina (Hb) para formar oxihemoglobina (HbO2): Hb + O2 HbO 2. Busque una explicación por la cual en las zonas altas del mundo las personas tienden a tener mayores concentraciones de hemoglobina (Hb) comparado con las personas que viven en zonas más bajas

7. (5 puntos) Para la siguiente reacción PCl 5 (g) las siguientes preguntas:

PCl3 (g) + Cl2 (g) ,responda

a) ¿Cuánto vale la constante de equilibrio Kc a 298K? Delta de G= -68.42 + 77.59 = 9.17 K cal / mol K 9170 = - 1.987 * 298 * Ln Ka Ka = 1.88 *10^-7 Ka= 1.88 *10^-7 = Kc (0.082*298)^1 Kc= 7.69* 10^-9

b) Si se prepara una mezcla a 298K con las siguientes concentraciones molares PCl5 3M, PCl3 2M y Cl2 2,5M, ¿El sistema se halla en equilibrio? Justifique su respuesta con cálculos Qc = 2*2.5 / 3 =1.666 El sistema no esta en equilibrio porque Qc es diferente a Kc a 298K.

c) Si su respuesta (c) es negativa ¿Qué sucederá después de preparar la mezcla? ¿por qué? Después que se prepare la mezcla, esta tendera al equilibrio y por ende va a generarse más PCl5, es decir, la reacción se favorecerá hacia la izquierda, a la formación de reactantes.

d)

¿Cuánto vale la constante de equilibrio Kc a 800K? . Puede asumir que ΔH de la reacción es prácticamente constante en el rango de temperaturas del problema.

Delta H a 298K = Delta de H A 800 k = -73.22 +95.35 = 22.13 Kcal / mol Ln (Ka 800k / 1.88 * 10^-7) = 22.13/ 1.987 (1/298 – 1/800) Ka = 1.92 x 10 ^-7 =2879.11146 2879,11146=Kc(0.082*800)^1 =43.88889421 1.92 x 10 ^-7 = Kc (0.082*800) ^1 Kc= 2.93x 10 ^-9