ejercicios l quidos y s lidos

Fisicoquímica en el campo
farmacéutico y del bioanálisis

S. Menolas ina

Ejercicios relacionados con líquidos y sólidos
1. La presión de vapor del etanol es de 135,3 mmHg a 40 oC y
542,5 mmHg a 70oC. Calcular el calor molar de vaporización y
la presión del etanol a 50oC.
Resolución:
Para resolver este problema es necesario hacer uso de la
ecuación de Clausius-Clapeyron ya que esta ecuacióndescribe
satisfactoriamente el equilibrio líquido-gas permitiendo
determinar el calor de vaporización involucrado en el proceso:
H vap 1
P
1
ln 2
P1
R
T2
T1
Esta ecuación se obtiene por integración definida de la
ecuación diferencial de Clausius-Clapeyron. Conociendo P2,
P1, T2, T1 y R del problema dado se puede calcular Hvap a
partir de la ecuación anterior:
Rx ln
H vap

1
T2

P2
P1
1
T1

Lastemperaturas deben ser expresadas en K y R= 0,082 atm L
K-1 mol-1. De esta forma se obtiene que Hvap = 9983 cal/mol.
Conociendo Hvap, la presión de vapor (P3) a 50oC (T3) puede
ser determinada utilizando como datos P1, T1 ó P2, T2,
utilizando la siguiente ecuación:

P3

P1 xe

H vap 1 1
R
T3 T1

La cual se obtiene por sustitución en este caso de P2 por P3 y
T2 por T3 y despejando P3, obteniéndose comoresultado
P3 = 221 mmHg.
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2. Se ha estudiado la presión de vapor del etanol en función de la
temperatura obteniéndose los siguientes datos:
T (oC)
0
10
20
30
50
70
80
P (mmHg) 12,2 23,6 43,9 78,8 222,2 542,5 812,6
Calcular gráficamente
normal.

Hvap y la temperatura de ebullición

Resolución:
Para resolver este ejercicio sedebe utilizar la ecuación que se
obtiene al integrar en forma indefinida la ecuación diferencial
de Clausius-Clapeyron. Esta ecuación es:

ln P

H vap
R

x

1
T

C

Se procede a calcular el logaritmo neperiano de cada una
de las presiones dadas en el problema expresadas en
mmHg (lnP) y calcular el inverso de cada una de las
temperaturas expresadas en K. Posteriormente se procede
a graficar lnPvs. 1/T. Al construir el gráfico se debe obtener
una línea recta con pendiente negativa:

lnP
m= - Hvap/R
ln760

1/T
1/Teb normal
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De la pendiente de la recta se obtiene que Hvap= 10031 cal y
del corte en la recta con el valor de ln760 se obtiene el punto
de ebullición normal.
3. Un líquido hierve a 120oC bajo su presiónde 725 mmHg, su
calor molar de vaporización es de 8200 cal/mol. Calcular el
punto de ebullición normal del líquido.
R= 122,48oC
4. Un líquido presenta las siguientes presiones de vapor en
función de la temperatura
P (mmHg)
10
40
100
400
o
T ( C)
593
673
736
844
Determinar el calor de vaporización de ese líquido y su
temperatura de ebullición normal
R: Hvap = 30,07 Kcal/mol
5. Defina presión devapor de un líquido puro; ¿Qué es calor
especifico?; ¿qué es capacidad calórica?
6. Defina qué son sólidos cristalinos y sólidos amorfos.
Diferencias y ejemplos entre sólidos iónicos y sólidos
moleculares.
7. Deducir matemáticamente la ecuación de Clausius-Clapeyron y
defina cada uno de los términos que aparecen en la misma.
8. Explique por qué en el diagrama de fases del agua, la curva de
equilibriolíquido-sólido tiene una pendiente negativa y diga el
beneficio que dicho comportamiento brinda a los seres vivos en
nuestro planeta Tierra.
9. El amoníaco líquido tiene una temperatura de ebullición de
66oC y un calor de vaporización de 945,19 cal/mol. Calcular: a)
La temperatura cuando la presión inicial es las dos terceras
partes de la presión final y b) El calor de vaporización en
condicionesnormales.
10. Sabiendo que el punto de ebullición de un hidrocarburo es de
100oC a una presión de 1 atm y que el calor de vaporización
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para dicho hidrocarburo es de 7800 cal/mol, determine su
presión de vapor a 95oC.
11. Calcular a qué presión hierve el agua a 98oC, sabiendo que el
calor latente de vaporización es de...