problemario de fisico quimica




















PROBLEMARIO DE FISICOQUIMICA
Por: Ing. Ricardo Ávila

















UNIDAD No. 1 CONCEPTOS DE QUÍMICA Y FÍSICA


1. Se utiliza un medidor de orificio para medir la velocidad de flujo en una tubería. La velocidad de flujo se relaciona con la caída de presión mediante una ecuación de la forma



Donde
u = velocidad del fluido
∆p= caída de presión
ρ = densidad del fluido que fluye
c = constante de proporcionalidad
¿Qué unidades tiene c en el sistema internacional de unidades (SI)?

2. Si una cubeta contiene 2.00 Ib de NaOH (peso molecular = 40.0),
a) ¿Cuántas libras mol de NaOH contiene?
b) ¿Cuántos gramos mal de NaOH contiene?

3. Hay el doble de la cantidad de cobre en 480 g que en 240 g de este metal, pero¿hay el doble de cobre en 480 g de cobre que de plata en 240 g de plata?

4. Un limpiador de cañerías de grado industrial contiene 5.00 kg de agua y 5.00 kg de NaOH.
¿Cuál es la fracción en masa (peso) y la fracción molar de cada uno de los componentes dentro del recipiente del limpiador de cañerías?


















UNIDAD No. 1.1 PROPIEDADES EMPÍRICAS DE LOS GASES1. En el sistema ilustrado en la fig. 1 se halla contenido helio a 30.2°C. El bulbo de nivelación L se puede levantar para llenar el bulbo inf­erior con mercurio y forzar la entrada del gas a la parte superior del dispositivo. El volumen del bulbo 1 hasta la marca b es de 100.5 cm3 y el del bulbo 2 entre las marcas a y b es de 110.0 cm3. La presión del helio se mide por la diferencia entre losniveles del mercurio en el dispositivo y en el brazo evacuado del manómetro. Cuando el nivel del mercurio está en a la presión es 20.14 mm de Hg. ¿Cuál es la masa de helio en el recipiente?


Fig. 2.1


Sol:

Cuando el nivel del Hg está en a, significa que el helio ocupa el bulbo 1 y el bulbo 2, por lo tanto, el volumen total de He es,
­
VI + V 2 = 100.5 + 110.0 = 210.5 cm3
­
yutilizando nuevamente las ecuaciones (2.1) y (2.2) tenemos que

­W = M PV = 4 g /mol (­20.14/760) atm (210.5 /103) l =
RT 0.082054 (atm l/ mol °K) (30.2 + 273.15) °K
­

­W = 8.964 X 10-4 g

2. Se emplea el mismo tipo de aparato usado en el problema anterior. En este caso no se conoce el volumen V1; el volumen en el bulbo 2, V2 es 110 cm3. Cuando el nivel del mercurio está en ala presión es 15.42 mm de Hg. Cuando el nivel del mercurio se eleva a b la presión del gas es 27.35 mm. La temperatura es -30.2°C.
a) ¿Cuál es la masa de helio en el sistema?
b) ¿Cuál es el volumen del bulbo 1?
­

3. Supongamos que al establecer las escalas de los pesos atómicos las condiciones de referencia escogidas hayan sido Po = 1 atm, Vo = 30.000 litros To = 300.00 °K. Calcular la"constante del gas", el "número de Avogadro" y las masas de un "número de Avogadro" de átomos de hidrógeno y de oxígeno.

Sol:

La constante del gas está dada por la relación:
­
R = P1 V1 / T1 (2.3)

Donde P1, VI y TI representan a las condiciones de referencia seleccionadas, por lo tanto:

R1 = (1 atm) (30 l/gmol) = 0.1 (atm l /gmol °K)
300° Ken el nuevo estado de referencia.

El número de Avogadro (No) se define como el número de moléculas por mol. Sabemos que en el estado estándar, una mol ocupa un volumen de Vo = 22.414 l a una temperatura To = 273.15°K y a una presión Po = 1 atm y que una mol equivale a No = 6.023 X 1023 moléculas, por lo tanto, si calculamos el número de moles del nuevo estado de referencia con respecto alestándar y lo multiplicamos por No, obtendremos N1 es decir, el número de moléculas contenidas en una mol que ocupa un volumen V1 a una temperatura T1 y a una presión P1 por lo tanto:

n = P1 V1 = R1 = 0.1 = 1.2187
Ro T1 Ro 0.082054

el número de Avogadro en este estado de referencia será,
NI = (6.023 x 1023 ) (1.2187) = 7.34 x 1023 moléculas /mol...