Ejercicios quimica

Problemas Bloque I: Termodinámica

Fundamentos Químicos para la Ciencia y Tecnología de los Alimentos Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos - ETSIAMN Curso 2010-2011

Bloque I: Termodinámica Química
UD. 2: Problemas y Cuestiones 1.1. La fermentación es un proceso bioquímico complejo mediante el cual se obtiene, entre otros productos, etanol y CO2. Las cervecerías utilizan dicho CO2para presurizar la cerveza en las botellas. Suponga una botella de cerveza de 323 mL que contiene 300 mL de líquido. La composición del gas que queda en la botella (expresada como porcentaje en masa) es la siguiente: 70% CO2, 28% N2, 2% O2. Además hay CO2 disuelto en la cerveza (3,7% v/v). Si la presión de cada botella es de 2 atm a 25ºC, ¿cuántos gramos de CO 2 contiene cada botella de cerveza?.Sol: 0,09 g 1.2. Las levaduras de panificación producen CO2 que aumentan el volumen del pan y lo hacen más ligero. Dicho CO2 también puede ser producido por agentes químicos gasificantes. Usualmente, estas mezclas gasificantes están formadas por una mezcla equimolecular de bicarbonato de amonio y tartrato potásico, los cuales en presencia de agua y en caliente llevan a cabo la siguiente reacción:NH4HCO3 + KHC4H4O6  NH4KC4H4O6 + H2O
(g)

+ CO2

(g)

Queremos hacer un pastel en un molde de 30 cm de diámetro y 6,5 cm de altura. El pastel antes de ser introducido en el horno llena el molde hasta una altura de 2 cm. (a) Si ponemos 30 g de gasificante, ¿se derramará fuera del molde?. (b) Si ponemos la cantidad máxima de gasificante posible sin que se derrame el pastel en el molde, ¿quéaltura tendrá el pastel cuando se enfríe hasta 25ºC? Considera que la presión en el horno es de 1 atm y la temperatura de 120ºC y que sólo el 50% de los gases producidos son retenidos por la masa. Sol: (a) Se derrama. (b) 4,24 cm 1.3. Determina la constante de equilibrio para la disociación del nitrógeno gas a 25ºC y 1 atm. Indica todas las aproximaciones realizadas. Datos: G0 (1 atm, 25ºC, N2) =455,51 kJ/kmol; G0 (1 atm, 25ºC, N) = 0 Sol: KP  2 x 10-160 1.4. Determina la constante de equilibrio cuando un 10% de hidrógeno diatómico se disocia en hidrógeno monoatómico a 10 atm y 3553ºC. Indica todas las aproximaciones realizadas. Sol: KP = 0,404

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Asignatura: Fundamentos Químicos… Grado en Ciencia y Tecnología de Alimentos. Curso 2010-2011

Problemas Bloque I: Termodinámica1.5. En la reacción en fase gaseosa 2NO + Br2 ↔ 2NOBr, se han obtenido, para una mezcla a 324 K, las presiones parciales siguientes: P(NOBr)= 100,8 mmHg, P(NO)= 96,5 mmHg y P(Br2)= 33.9 mmHg. Calcula KP0 y G0 a 324K suponiendo un comportamiento ideal de los gases. Sol: KP0 = 23,98; G0 = -8558,4 J/mol 1.6. Para la reacción A(g) + 3B(g) ↔ 2C(g) + 4D(g) a T= 500K se obtuvieron las siguientespresiones parciales PA= 300 mmHg, PB= 500 mmHg, PC= 400 mmHg y PD= 100 mmHg. Calcula KP0 y G0 suponiendo comportamiento ideal. ¿Hacia qué sentido se favorece la reacción Sol: KP0 =7,49·10-4; G0 = 29917 J/mol 1.7. Una mezcla de 2 kmol de CO y 3 kmol de O2 se calienta a 2600 K a una presión de 304 kPa. Determina la composición en el equilibrio, asumiendo que la mezcla consta de CO2, CO y O2. Datos: KP =16,461 Sol: moles CO2 = 1,906; moles CO = 0,094; moles O2 = 2,074 1.8. Se introducen 0,3 moles de H2 y 0,1 mol de D2 en un recipiente que se encuentra a 25ºC junto con un catalizador. Si sabemos que G0298= -2,928KJ/mol, ¿Cuál será la composición de equilibrio? Suponer que la presión es 1 bar. Sol: Moles de H2: 0,228. Moles de D2:0,028. Moles de HD: 0,144. 1.9. Calcula la presión parcial de PCl5a 1bar y 400K para la reacción: PCl3(g) + Cl2(g) ↔ PCl5(g) si la mezcla original contiene 1 mol de PCl3 y 2 moles de Cl2, y G0400= -3533J/mol. Sol: 0,264 bar 1.10. Una mezcla de 11,02 mmol de H2S y 5,48 mmol de CH4 se introdujo en un recipiente vacío junto con un catalizador de Pt, estableciéndose el equilibrio 2H2S(g) + CH4(g) ↔ 4H2(g) + CS2(g) a 700ºC y 762 mmHg. La mezcla de reacción se...