TALLER Nª 1 MATERIA Y SUS PROPIEDADES GENERALES Calcular el volumen que ocupa a 20°C y 0,5 atmósferas de presión 0,05 moles de gas. Una mezcla gaseosa se compone de 320 mg de metano, 175 mg de argón y 225 mg de neón. La presión parcial del neón es 66,5mm Hg a 300 K. Calcular: (a) el volumen de la mezcla, (b) la presión parcial del argón y (c) la presión total de la mezcla Un gas a 250K y 15 atm de presión tiene un volumen molar un 12% menor que el calculado por medio de la ecuación de estado de los gases ideales. Calcular: (a) el factor de compresión a esta temperatura y presión y (b) el volumen molar del gas. ¿Dominan las fuerzas atractivas o las repulsivas en estas condiciones de temperatura y presión? A 300K y 20 atm de presión, el factor de comprensión de un gas es 0,86. Calcular: (a) el volumen de 8,2 milimoles del gas a esta temperatura y presión y (b) un valor aproximado para B, el segundo coeficiente del virial, a 300K. El volumen y presión críticas de un gas son 160 cm3 mol-1 y 40 atm, respectivamente. Estimar el valor de la temperatura crítica, suponiendo que el gas se rige por la ecuación de Van der Waals. Considerar las moléculas de gas como esferas y calcular el radio en una molécula gaseosa. Calcular la presión que ejerce 1mol de CO2 que ocupa 0,18 dm3 a 500K mediante el concurso de las ecuaciones del gas ideal, aquella que incluye el coeficiente de compresibilidad y la ecuación de Van der Waals. Una campana de buzo tiene 3 m3 de espacio para aire cuando se encuentra sobre la cubierta de un barco ¿Cual es el volumen del espacio para el aire se ha hecho descender hasta una profundidad de 50 m? Considerar que la densidad media del agua es 1.025 g cm-3 y suponer que la temperatura es la misma tanto a 50 m como en la superficie. Calcular el volumen molar del cloro a 350 K y 2,30 atm usando (a) la ecuación de gases ideales y (b) la ecuación de Van der Waals. Utilizar la respuesta del apartado (a) para calcular una primera aproximación al término de corrección para la atracción y luego utilizar aproximaciones sucesivas para encontrar una respuesta numérica para el apartado (b). La síntesis del amoníaco es un proceso tecnológico importante. Si se tiene un recipiente de 22,4 dm3 que contiene 2 moles de hidrógeno y 1 mol de nitrógeno a 273,15 K. ¿Cuáles son la fracción molar y la presión parcial de cada componente? ¿Cuál es la presión total? ¿Cuáles serían las presiones parcial y total si todo el hidrógeno se convirtiera en amoníaco al reaccionar con la cantidad apropiada de nitrógeno?. Las constantes críticas del metano son pc = 45,6 atm; Vm,c =98,7 cm3 mol-1 y Tc = 190,6 K. Calcule los parámetros de Van der Waals y estimar el tamaño (volumen y radio) de las moléculas del gas. Un m3 de aire a 27ºC y 1 atm se comprime hasta un volumen de 5,00 litros a temperatura constante. Calcular la presión final, empleando la ecuación de Van der Waals (a = 1,33 atm L2 mol2; b = 0,0366 L mol-1). Las densidades del éter metílico en estado de líquido y vapor en función de la temperatura son: t°C 30 50 70 80 100 110 120 r1 0,6455 0,06116 0,5735 0,5503 0,4950 0,4506 0,4040 r2 0,0142 0,0241 0,0385 0,0486 0,0810 0,1000 0,1465 Calcular la densidad crítica y el volumen crítico. Para el Helio se tienen los siguientes datos: B(cm3/mol) -2.62 0.80 2.46 4.00 T,°K 20.6 24.7 28.8 33.0 Calcular la temperatura de Boyle del Helio. (constantes de van der Waals a=0,3412 atmdm6/mol2. b=0,02370 dm3/mol.) La masa molar media del aire a 0°C es de 28g/mol. Calcular la presión atmosférica a 5000 metros de altura sobre el nivel del mar. Estimar los valores de Tc, Pc y Vc para un gas que se caracteriza por las constantes a=0,943 atm dm3 /mol y b=0,0283 dm3/mol. Una muestra de zinc se hizo reaccionar por completo con un exceso de ácido clorhídrico. El gas hidrógeno que se generó se recibió sobre agua a 25,0 *C. El volumen de gas fue de 7,80 L y su presión de 0,98 atm. Calcúlese la cantidad de zinc metálico que se consumió. La presión de vapor a 25*C es de 23,8 mm Hg. Calcule el volumen de un mol de SO2 a 27°C y 20 atm de presión usando la ec. de Van der Waals. (a= 6,7; b= 0,056). Para el etanol se tiene las densidades del vapor y del líquido en equilibrio: t°C 100 150 200 220 240 ρliq g cm-3 0,7157 0,6489 0,5568 0,4959 0,3825 ρvap g cm-3 0,00351 0,0193 0,0508 0,0854 0,1716 Si la temperatura crítica es 243°C. Determine el volumen molar crítico La viscosidad del n-heptano, es a varias temperaturas: t°C 0 25 40 70 cp 0,524 0,386 0,341 0,262 establecer una ecuación empírica para la viscosidad en función de la temperatura. La densidad del grafito es 2,25 g cm-3 y el espaciado entre dos capas de átomos es 3,35 A°. Calcular la distancia entre los átomos de carbono en la capa molecular. Asuma distribución hexagonal. Un tubo de pared delgada de 0,10 cm de diámetro se introduce en una solución detergente acuosa diluida hasta que su extremo abierto está 10 cm por debajo de la superficie. La presión de aire máxima justamente insuficiente para que las burbujas crezcan y se rompan se encuentra que es 11,6 cm, medida con un manómetro de agua. calcular la tensión superficial de esta solución. En un experimento para medir la tensión superficial del agua en un intervalo de temperaturas, se soportó verticalmente en la muestra un tubo capilar de diámetro interno de 0,4 mm. La densidad de la muestra se midió en un experimento independiente. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: t/°C 10 15 20 25 30 h/cm 7,56 7,46 7,43 7,36 7,29 ρ/g cm-3 0,9997 0,9991 0,9982 0,9971 0,9957 Determine la variación de la tensión superficial con la temperatura. La tensión superficial del agua es 7,28 x 10-2 Nm-1 a 20°C y 5,80 x 10-2 Nm-1 a 100°C. Las densidades son respectivamente 0,998 y 0,958 g cm-1. A qué altura se elevará el agua en los tubos de radio interno (a) 1 mm, (b) 0,1 mm a estas dos temperaturas? Un tubo de vidrio de diámetro interno 1,00 cm rodea a una barra de vidrio de diámetro 0,98 cm. cuánto se elevará el agua en el espacio entre ellos a 25°C. El tiempo de flujo del agua por un viscosímetro de Ostwald es 1,52 minutos. para el mismo volumen de un líquido orgánico de densidad 0,800 g cm-3 el tiempo es 2,25 minutos. Hallar la viscosidad del líquido relativa a la del agua y su valor absoluto en milipoises, siendo la temperatura de 20°C. Hallar el volumen de 64 g de gas metano a 200 atm y 0ºC, sabiendo que su factor de compresibilidad z es igual a 0,79 (a) Para el benceno líquido α = 1,24 x 10-3 grado-1 a 20ºC y una atmósfera de presión. Usando la ecuación V_2=V_1 e^(-α∆t) y considerando que α es independiente de la temperatura, hallar el cambio de porcentaje en volumen de una muestra de benceno que se calienta a una atm de presión desde 20ºC a 50ºC. (b) ¿Cuál sería el cambio de porcentaje en volumen de un gas ideal calentado en el mismo intervalo a presión constante (a) Para el benceno líquido β = 9,30 x 10-5 atm-1 a 20ºC y 1 atm de presión. Mediante la ecuación V_2=V_1 e^(-β∆P) y suponiendo que β sea independiente de la presión, hallar el porcentaje en volumen de una muestra de benceno que se comprime de 1 a 11 atmósferas. (b) ¿Cuál sería el cambio de porcentaje en volumen de un gas ideal comprimido en el mismo intervalo de presión a temperatura constante?