Equilibrio

EQUILIBRIO DE FASES EN SISTEMAS DE UN COMPONENTE
EQUILIBRIO Y CINÉTICA (1308)
SEMESTRE 2011-2
PROFESOR: GERARDO OMAR HERNÁNDEZ SEGURA
1. A continuación se presenta un diagrama de fases para el carbono. Con base en él contesta las siguientes
preguntas:
a) ¿cuántas y cuáles son fases condensadas presentes?
b) ¿cuántas y cuáles son fases no condensadas?
c) ¿cuántas líneas de equilibrio haypresentes y cuáles son?
d) ¿cuántos y cuáles son los puntos triples para esta sustancia?
e) ¿cuál es la fase existente a 7000 K y 0.01 GPa?
f) ¿cuál es la fase existente a 1000 K y 100 GPa?

2. Con base en el diagrama de fases del carbono, aplica la regla de las fases de Gibbs para los siguientes casos,
explicando cuántas y cuáles variables pueden ser manipuladas de manera independiente.
a)en la región del carbono líquido
b) línea de equilibrio grafito-diamante
c) punto triple grafito-líquido-vapor
3. El punto de fusión del ácido acético (CH3COOH) a la presión de 1 atm es 16.6 ºC, y la entalpía de fusión es
43.2 cal/g. Los volúmenes específicos del líquido y del sólido en el punto de fusión son 0.9315 y 0.7720 cm3/g
respectivamente. Calcula el punto de fusión del ácido acéticoa una presión de 25 atm.
4. El punto normal de ebullición del Br 2 es de 59.2ºC. Estimar la entalpía de vaporización de esta sustancia
empleando la Regla de Trouton, y calcular la temperatura de ebullición de esta sustancia a 0.5 kgf/cm2.
5. A partir de los datos reportados en la siguiente tabla de la presión de vapor del n-butano líquido como
función de la temperatura, determina:
a) el∆Hm,vap de esta sustancia
b) el punto normal de ebullición de esa sustancia
c) el ∆Sm,vap de esta sustancia a la temperatura normal de ebullición
t / (ºC)
-85.7
-77.8
-68.9
-59.1
-52.8
-45.1
-31.2
-16.3

P / (torr)
5.00
10.00
20.00
40.00
60.00
100.00
200.00
400.00

6. La presión de vapor del tetracloruro de carbono (CCl4) líquido es 10539 Pa a 290 K y 74518 Pa a 340 K. La
presiónde vapor del sólido es 270 Pa a 232 K y 1092 Pa a 250 K.
a) Calcula el ∆Hm,vap y el ∆Hm,sub de esta sustancia.
b) Calcula el ∆Hm,fus de esta sustancia.
c) Calcula el punto normal de ebullición y el el ∆Sm,vap en el punto de ebullición normal.
7. El hielo seco tiene una presión de vapor de 1 atm a –72.2 °C y 2 atm a –69.1 °C. Calcúlese el ∆Hm de
sublimación del hielo seco.

8. La presión devapor del metanol (CH3OH) líquido viene dada por la siguiente ecuación modificada de
Antoine:
3679.1
ln( P / Pa)  23.593 
T ( K )  31.317
a) Calcula la presión de vapor de esta sustancia a 298.15 K.
b) Calcula el ∆Hm,vap a 298.15 K.
9. Para el H2O, ∆Hm,vap es de 40.65 kJ/mol y el punto de ebullición normal es de 373.15 K. Calcula:
a) el punto de ebullición en la Ciudad de México, dondela presión atmosférica es de 585 mm Hg.
b) ¿a qué temperatura ebullirá el agua a una presión de 3 atm?
10. La presión de vapor de un sólido desconocido como función de la temperatura viene dada por la ecuación
2035
de Antoine (equilibrio sólido-vapor):
ln( P / torr)  22.413 
T (K )
Por otro lado, la presión de vapor de la fase líquida de la misma sustancia como función de la temperaturaestá
descrita por la siguiente ecuación de Antoine (equilibrio líquido -vapor):

ln( P / torr)  18.352 

1736
T (K )

a) Determina las coordenadas del punto triple de esa sustancia desconocida
b) Calcula el ∆Hm,vap y el ∆Hm,sub de esta sustancia.
c) Calcula el ∆Hm,fus de esta sustancia.
11. Calcular el ∆Sm,fus y el cambio en el punto de congelación del etanol (C2H5OH) causado por uncambio en la
presión ∆P = 5 atm. El calor latente de fusión de esta sustancia es de 5.02 kJ/mol a 159 K. La densida d del
etanol líquido es de 0.789 g/cm3 mientras que la del sólido es de 1.081 g/cm3.
12. Una pieza de magnesio metálico es colocado en un matraz
al cual se le adiciona ácido clorhídrico concentrado en exceso
para que reaccione completamente, formando cloruro de
magnesio en...