Examen equilibrio y cinetica

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U N I V E RSI D A D N A C I O N A L A U T Ó N O M A D E M É X I C O
F A CUL T AD DE Q UÍM IC A
E Q U I L I B R I O Y C I N É T I C A (1308)
PROFESOR: GERARDO OMAR HERNÁNDEZ SEGURA
Semestre 2012-1
Alumno:__________________________________________________________
Fecha de entrega: Martes 22 de noviembre de 2011.

EXAMEN
PARCIAL
PROBLEMAS



I N S T R U C C I O N E S:
Contesta continta y en hojas blancas. Engrapa el examen antes de entregarlo, de lo contrario no se
calificará. Lee con atención los enunciados y resuelve los siguientes problemas, mostrando el
procedimiento completo y de forma clara (conversiones de unidades, ecuaciones, cálculos, resultados
con sus unidades, gráficas, etc.). No se tomará en cuenta el problema si no cumple con las indicaciones.
Total: 24puntos.
1. Se desea purificar orto-xileno (C6H4CH3CH3), a través del método de destilación por arrastre de vapor, aprovechando que
esta sustancia y el agua son totalmente inmiscibles. El o rto-xileno y el agua ebullen juntos a 98ºC, a una presión total de 700
torr. La presión de vapor del o rto-xileno como función de la temperatura puede ser descrita mediante la siguiente ecuación
de Antoine:1474.68
log( P º / torr) 6.998
t (ºC) 213.69
Calcula la masa de vapor de agua requerida para purificar 1 kg de esta sustancia (2 puntos).
2. El nitrobenceno (C6H5NO2) y el n-hexano (C6H14) son líquidos parcialmente miscibles bajo ciertas condiciones. Una
mezcla de estos dos líquidos, constituida por 50 g de nitrobenceno y 50 g de n-hexano, es calentada hasta una temperatura
290 K, y cuandose alcanza el equilibrio, la mezcla se desdobla en dos fases. La primera de ellas, rica en n-hexano, contiene
37 % en masa de nitrobenceno, mientras que la segunda fase, rica en nitrobenceno, contiene 83 % masa de esa sustancia.
Con esta información, calcula la masa del nitrobenceno presente en cada una de las fases formadas al equilibrio (2 puntos).
3. En el buceo es muy común utilizar helio enlugar de nitrógeno como gas inerte, para evitar la formación de burbujas en la
sangre de las personas que practican este deporte, cuando emergen a la superficie del mar, lo que resulta muy peligroso. Una
mezcla gaseosa contenida en un tanque destinado para esta actividad, está constituida por He al 78 % mol y O2 al 22 %
mol. Este tanque es empleado por un buzo que se sumerge a una profundidadde 60 m bajo el nivel del mar a una
temperatura constante de 25ºC, cuando la presión barométrica local al nivel del mar es de 1 atm. Las constantes de Henry
para la solubilidad de estos gases en agua son de 2649 atm kg H2O/mol para el He, y de 773 atm kg H2O/mol para el O2. La
densidad del agua de mar es de 1.035 g/cm3 a esa temperatura. Calcula los volúmenes de O2 y He que se disuelven en lasangre a esa profundidad, si el buzo posee un volumen de 3.5 L de sangre. Considera que la sangre tiene una densidad igual
a la del agua (1 g/cm3), además de que el He y el O2 se comportan como gases ideales (2 puntos).
4. La leche de magnesia es una suspensión en agua que contiene como principio activo fundamentalmente M g(OH)2
( M = 58.32 g/mol), la cual es muy útil para tratar la acidezestomacal. Un laboratorio farmacéutico desea saber si es
conveniente almacenar un lote de la leche de magnesia en un sitio ubicado en el desierto de Sonora, donde la temperat ura
ambiente puede llegar a los 55ºC, de tal manera que el producto permanezca inalterado y que la solubilidad del principio
activo sea mayor a 5.3 x 10-4 mol/L, como establece la norma. Para esta sustancia se sabe que a 25ºCy 1 atm su
p K ps
conveniente almacenar el lote de leche de magnesia a 55ºC y por qué (2 puntos).
5. La reacción de oxidación del sulfuro de hidrógeno es un proceso importante para eliminar este gas tóxico que afecta
sensiblemente a los catalizadores de la industria petroquímic a, y formar dióxido de azufre:
2H2S (g) + 3O2 (g)

2SO2 (g) + H2O (g)

El valor de la energía de Gibbs como...
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