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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA PARCIAL FINAL FISICOQUÍMICA I

1. Cuando se enfría un fundido de Zn + Mg, se observan rupturas y paradas en las siguientes temperaturas en °C, donde WZn es el porcentaje en peso de Zn: WZn Ruptura Parada

0 … 651

10 623 344

20 566 343

30 530 347

40 443 344

50 356 346

60 437 346

70 517 347

80 577 343

WZn 84.3 90 95 97 97.5 100 Ruptura … 557 456 … 379 … Parada 595 368 367 368 368 419 Debido a errores experimentales, la temperatura de las paradas eutécticas varían un poco de medida a medida. Trace el diagrama de fases de T contra porcentaje en peso de Zn e identifique todas las áreas. 2. Andrews proporciona los siguientes datos para el sistema o-dinitrobenceno, pdinitrobenceno. a) Construir el diagrama temperatura-composición del sistema, determinar la temperatura eutéctica y su composición. b) Usando la gráfica construida hallar el porcentaje máximo que se obtendrá por cristalización de las mezclas de los dos componentes que contenían originalmente 95%, 75% y 45% del compuesto para. % mol de compuesto para Punto inicial de fusión °C 100 173.5 90 167.7 80 161.2 70 154.5 60 146.1 50 136.6 40 125.2 30 111.7 20 104.0 10 110.6 0 116.9

3. Dibuje el diagrama de fases líquido-vapor para el sistema benceno-tolueno a una presión constante de 1 atm. Se tienen 420 g de una mezcla benceno-tolueno de composición 40% en masa de benceno. Si la destilación se lleva a cabo a 97°C, cuanto condensado se recoge

Dibuje el diagrama de fases líquido vapor para el sistema benceno-tolueno a una presión constante de 1 atm. Se tienen 360 g de una mezcla de benceno-tolueno de composición 16,50 % en masa del componente más volátil. Si la destilación se lleva a cabo a 1 atm y y cuál es su composición. A continuación, se dan algunos datos de presiones de vapor de los 87 ºC, cuanto condensado se recoge y de que composición.

componentes puros.

Benceno Tolueno T mmHg T mmHg 90 1016,1 110,7 760 80 753,62 100 557,2 70 547,4 90 404,6 60 388,6 80 289,7 70 202,4

4. Construya los diagramas de fases del sistema líquido anilina-hexano dadas las siguientes temperaturas de miscibilidad completa. Si 150 g de una mezcla contiene 80% de hexano a 40°C, cuanta anilina puede estar en la capa rica en hexano y cuál es la masa de cada fase. % peso de hexano T °C 9.6 26.1 14.8 43.9 16.3 45.9 20.0 49.9 21.0 51.4 27.2 56.0 31.0 58.2 34.6 58.2 35.9 59.2 41.6 59.4 48.0 59.6 62.9 57.9 73.1 53.9 80.6 47.2 88.1 35.6 93.8 16.5 5. Se dan los siguientes datos para el sistema agua-alcohol-benceno a 25°C. Las dos primeras columnas dan los porcentajes en peso de alcohol y benceno en una capa, mientras que la tercera columna da el porcentaje en peso del agua en la capa conjugada de estos. Construir el diagrama de fases del sistema y trazar las líneas de unión. Una disolución acuosa que contiene 46% de alcohol etílico se mezcla con benceno para extraer alcohol de ella. Usando el diagrama de fases hallar cuanto alcohol podría extraerse de 25 g de esta solución usando 100 g de benceno. Capa II

Capa I % Benceno % Etanol 1.3 9.2 20.0 30.0

38.7 50.8 52.3 49.5

3.2 5.0

40.0 60.0 80.0 95.0

44.8 33.9 17.7 4.8

6.5 13.5 34.0 65.5

6. Para un sistema ternario benceno-isobutanol-agua a 25°C y 1 atm de presión, se han obtenido las siguientes composiciones para las dos fases en equilibrio. Graficar estos datos en un sistema triangular, indicando las líneas de unión. Calcular la composición de las fases que se producirían en una mezcla de 20% de isobutanol, 55% de agua y 25% de benceno (1200 g de mezcla). Fase rica en agua Fase rica en benceno Isobutanol % Agua % Isobutanol % Benceno % 2.33 97.39 3.61 96.20 4.30 95.44 19.87 79.07 5.23 94.59 39.57 57.09 6.04 95.83 59.48 33.98 7.32 92.64 76.51 11.39 7. Los siguientes datos son las composiciones de las fases en equilibrio en el sistema metilciclohexano-anilina-n-heptano. A 1 atm y 25°C. Dibuje un diagrama triangular para el sistema, incluyendo las líneas de unión, y calcule la composición exacta en la nueva fase líquida que se forma, cuando se añade una cantidad suficiente de anilina pura a una solución de metilciclohexano al 40% en n-heptano, para asignar la separación de dos fases. Capa hidrocarburos Capa anilina Metilciclohexano % n-heptano % Metilciclohexano % n-heptano % 0.0 92.0 0.0 6.2 9.2 83.0 0.8 6.0 18.6 73.4 2.7 5.3 33.8 57.6 4.6 4.5 46.0 45.0 7.4 3.6 59.7 30.7 9.2 2.8 73.6 16.0 13.1 1.4 83.3 5.4 15.6 0.6 88.1 0.0 16.9 0.0 8. Dibuje el diagrama de fases líquido-vapor para el sistema agua-etanol a una presión constante de 1 atm. Se tienen 520 g de una mezcla de agua-etanol de composición 16.50% en masa del componente más volátil. Si la destilación se lleva a cabo a 1 atm y 83°C, cuanto condensado se recoge y de que composición. La siguiente tabla son presiones de vapor de componente puro.

Dibuje el diagrama de fases líquido vapor para el sistema agua-etanol a una presión constante de 1 atm. Se tienen 360 g de una mezcla de agua-etanol de composición 16,50 % en masa del componente más volátil. Si la destilación se lleva a cabo a 1 atm y 83 ºC, cuanto condensado se recoge y de que composición.

Agua T mmHg 100 760 95 633,9 90 525,8 85 433,6 80 355,1 75 289,1 70 233,7

Etanol T 80 78,32 75 85 90 100

mmHg 812,6 760 666,1 986,3 1187,1 1693,3

9. Dibuje el diagrama de fases líquido-vapor para el sistema ácido acético-benceno a una presión constante de 1 atm. Se tienen 360 g de una mezcla de ácido acético-benceno de composición 16.50% en masa del componente más volátil. Sila destilación se lleva a cabo a 1 atm y 87.5°C, cuanto condensado se recoge y de que composición. A continuación, se dan Dibuje el diagrama de fases líquido vapor para el sistema ácido acético-benceno a una algunas presiones puros. presión constantededevapor 1 atm.de Se componentes tienen 360 g de una mezcla de ácido acético-benceno de composición 16,50 % en masa del componente más volátil. Si la destilación se lleva a cabo a 1 atm y 87,5 ºC, cuanto condensado se recoge y de que composición. A. Acético T mmHg 118 760 110 580,8 105,4 500 100 417,1 95,1 350 90 293,7 85,5 250 80 202,3

Benceno T mmHg 90 1016,1 80 753,62 70 547,4 60 388,6