Ejercicios finales fisicoquímica

FISICOQUÍMICA II

ACTIVIDAD

EJERCICIOS 50 AL 65

PRESENTADO POR

DEICY LUZ JULIO GÓMEZ

MARÍA CAMILA PARRA MORENO

DOCENTE

Dr.Sc. MANUEL SILVESTRE PAEZ MESA

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS

PROGRAMA DE QUÍMICA

MONTERÍA

2022

50. A temperatura de 25°C con catalizador de iones Cu2+ (CuSO4) en concentraciones de 5 ppm y determinadas concentraciones de acidez, se obtuvo un valor de 0,021 días-1 para la constante específica de velocidad para la reacción

[pic 1]

Si se descompone 8 Kg de solución de H2O2 al 100% en peso, en las mismas condiciones anteriores. Cuál será la cantidad de H2O2 al término de 30 días.

Respuesta:

La constante de velocidad específica, también conocida como constante de velocidad de reacción, es una medida de qué tan rápido ocurre una reacción química. En este caso, el valor de 0,021/día nos dice que a 25°C y una concentración de iones Cu2+ de 5 ppm y cierta acidez, la velocidad de reacción es de 0,021 por día.

La reacción que se está considerando es la descomposición del peróxido de hidrógeno (H2O2) en agua (H2O) y oxígeno (O2):

[pic 2]

Para saber cuánto H2O2 quedará después de 30 días, podemos usar la ecuación de reacción de primer orden, que describe la concentración de un reactivo en función del tiempo:

[pic 3]

donde [H2O2] es la concentración de H2O2 en el tiempo t, [H2O2]0 es la concentración inicial de H2O2, k es la constante de velocidad específica y t es el tiempo.

Sabemos que la cantidad inicial de H2O2 es de 8 kg y que la reacción procede al 100% en peso, por lo que la concentración final de H2O2 es 0. El valor de k es 0,021/días y t es 30 días

Podemos reorganizar la ecuación para resolver la concentración de H2O2 en el tiempo t:

[pic 4]

Entonces, la concentración de H2O2 después de 30 días es de 4,124 kg.

51. En relación al problema anterior, pero a diferente temperatura, se obtuvieron los siguientes datos experimentales

Con estos datos halle el valor de K compruebe que la descomposición es de primer orden

Respuesta:

Para encontrar el valor de la constante de velocidad, k, para la descomposición del peróxido de hidrógeno a diferentes temperaturas, podemos usar la ecuación de reacción de primer orden:

[pic 5]

Donde [H2O2]t es la concentración de H2O2 en el tiempo t, [H2O2]0 es la concentración inicial de H2O2, k es la constante de velocidad específica y t es el tiempo.

Ha proporcionado una tabla de datos experimentales:

el día 0 - la concentración es de 8,0 mol/litro el día 1,5 - 7,25 mol/litro el 2,0 - 7,0 mol/litro el 3,5 - 6,45 mol/litro el 4,0 - 6,30 mol/litro el 5,0 - 5,99 mol/litro

Podemos usar la información de esta tabla para encontrar el valor de k. Como no ha mencionado ningún otro catalizador o nivel de acidez, asumimos la misma condición que antes para el catalizador y la acidez.

Necesitamos tomar el logaritmo natural de la concentración en cada tiempo t y crear un conjunto de coordenadas (t, ln([H2O2]t)). Luego, podemos usar una regresión lineal para ajustar una línea recta a los datos. La pendiente de esta línea será -k, y la intersección con el eje y será ln([H2O2]0).

Así es como podemos usar los datos para encontrar k:

1. Tomamos el logaritmo natural de la concentración en cada tiempo t: el día 0 - ln(8.0) = 2.08 el día 1.5 - ln(7.25) = 1.97 el 2.0 - ln(7.0) = 1.94 el 3.5 - ln(6.45) = 1.88 en 4,0 - ln(6,30) = 1,87 en 5,0 - ln(5,99) = 1,83

1. Hacemos un gráfico del conjunto de datos de (t, ln([H2O2]t)) coordenadas, donde t es el tiempo en días y ln([H2O2]t) es el logaritmo natural de la concentración en ese momento

[pic 6]

52. Para la reacción  se obtuvieron los siguientes datos experimentales:[pic 7]

Determine:

a. La ley de velocidad

b. El orden de reacción

C. La constante específica de velocidad

d. Cuál será la velocidad inicial de formación de C si las concentraciones iniciales de A y B son 0,1 y 0,2 M respectivamente.

Respuesta:

se requiere para determinar la velocidad de reacción basada en la reacción dada

[pic 8]

sea (r) la velocidad inicial de la reacción La tasa inicial está relacionada con las concentraciones de A y B como

[pic 9]

donde K es constante de velocidad y a,b son órdenes de reacción con respecto a los reactivos A y B dados

[A]=0.1M y [B]=1M y r=0.5 , eq.1 se convierte en

[pic 10]

dado [A]=1M y [B]=5M y r=5moles/Liter.sec , eq.1 se convierte en

[pic 11]

dado [A]=1M y [B]=0.1M y r=0.05moles/Liter.sec , eq.1 se convierte en

[pic 12]

dividiendo la ecuación con la ecuación-3 con la ecuación-4 da

[pic 13]

[pic 14]así que el orden con respecto a B es 1.18 con este Eq.2 se convierte en

[pic 15]

Eq.5 se convierte en

[pic 16]

con b=1, la Ec.3 se convierte en

[pic 17]

Eq.7 da

[pic 18]

con K=0.75 y b=1 Eq.2 se convierte en

[pic 19]

tomando ln, eq.9 se convierte en

[pic 20]

con los valores de a, b y K, la ley de tasa de Eq.1 se convierte en

[pic 21]

1) la ley de velocidad es

[pic 22]

b) el orden con respecto a A es 0,18 y con respecto a B es 1,18 y el orden total es la suma de los órdenes de A y B y es 0,18+1,18=1,36

c) la constante de velocidad es

[pic 23]

d) para [A] =0.1M y [B]=0.2M, la ecuación 10 se convierte en

[pic 24]

el valor de r en moles/litro.seg es

[pic 25]

el orden es la suma de las potencias de los coeficientes estequiométricos de los reactivos.

53. Para determinada reacción de primer orden después de 500 segundos queda sin reaccionar el 30% de los reactivos iniciales

a. Calcular la contante de velocidad

b. Cuánto tiempo se requiere para que se descomponga el 50% de los reactivos iniciales

Respuesta:

...