Guia de ejercicios Módulo 2 Quimica Industrial

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Guía de ejercicios[pic 2]

Química Industrial Módulo 2[pic 3]

Actualizado – 2020

Índice

Título: Ejercicio        3

Introducción        3

Unidad : Ejercicios        4

Título: Ejercicios

Introducción

El presente documento tiene por objetivo aportar ejercicios de química para mostrar cómo se desarrollan y ejercicios para ser desarrollados por los alumnos.

Es importante que los alumnos desarrollen a cabalidad esta guía para su entendimiento de la materia e idealmente se motiven a buscar en la literatura mayor variedad.

Unidad : Guía de Ejercicios

Resumen de las ecuaciones de los gases ideales

Ejercicio # 1

Para aplicar las ecuaciones de los gases es fundamental usar las unidades de medida adecuadas vamos a ver algunas ejercicios básicos de transformación los que son fundamentales para llegar al resultados correcto en futuros ejercicios.

Temperatura

1 °C = 273,15 K

Si un líquido está a 25 °C, a qué temperatura está en grados Kelvin?. 1°C = 273,15 K

25 + 273,15 = 298,15 K

Presión

Pregunta

1. Convertir 0,367 atm a torr

Usamos regla de tres con el siguiente factor de conversión:

1 atm = 760 torr

0,367 atm*760 torr[pic 4]

1 atm

279 torr

1. Transformar 141,3 KPa a torr

Usamos el factor de transformación siguiente: 760 torr = 141,325 KPa

141,3 KPa* 760 torr[pic 5]

101,325 KPa

Ejercicio # 2

Como ven el mundo de las transformaciones de una unidad de medida a otra es muy amplio, les recomiendo hacer un trabajo de investigación sobre las transformaciones de medida abarcando las siguientes fuentes:

• Libros de química y/o física.
• Explorar por internet en fuentes confiables.
• A los alumnos que cuenten con calculadoras científicas avanzadas investigar en el manual o directamente en sus calculadoras si cuentan con algoritmos de transformación, bibliotecas etc.

Genérense su propia tabla resumen de transformaciones partiendo por las unidades de temperatura, presión y volumen.

Ejercicio # 3

Ampliar el espectro del ejercicio # 2.

Abarcar las unidades de medida a las que se enfrenten en su trabajo en forma directa e indirecta.

Mire su hogar, qué unidades de medida y sus factores de conversión tiene que podría abarcar en este ejercicio.

Al ver una película, noticia etc. constantemente si presta atención, se enfrentará a nuevas y novedosas unidades físicas y químicas para continuar su trabajo exploratorio.

Los alumnos puedes darles una segunda derivada a los ejercicios #2 y #3 y ampliar su rango de investigación al origen de las unidades de medida, cómo se descubrieron, el año, en qué

condiciones. En fin este trabajo como ven, puede ser muy apasionante para entrar de lleno en este mundo y mirar con otros ojos el entorno que habitamos.

Ejercicio # 4

Un recipiente de 40L tiene una cierta cantidad de gas en su interior a una presión desconocida.

El recipiente es comprimido quedando un volumen de 30L, y 2 atmósfera de presión, calcule la presión inicial.

Desarrollo

Aplicando la Ley de Boyle tenemos la siguiente ecuación: P1 x V1 = P2 x V2 = Constante

P1 = X, V1 = 40 L, P2 = 2 atm, V2 = 30 L

P1 x 40 L = 2 atm x 30 L = Constante = 60 atm x L P1 = 60 atm x L / 40 L = 1,5 atm

P1 = 1,5 atm

Un gas se encuentra en un recipiente de 300 mL, a 1,3 atm y una temperatura de 25 °C, calcule el número de moles del gas.

Desarrollo

 P x V R x T[pic 6]

Donde n es el número de moles, P presión en atm, V volumen en litro, T temperatura n grados Kelvin y R es la constante universal de los gases

R = 0, 082057 atm L[pic 7]

Este ejercicio explica la importancia del ejercicio de conversión de °C a Kelvin. Todos los ejercicios de Química el análisis dimensional es fundamental.

 P x V  R x T[pic 8]

n =        1,3 atm x 0,3 L[pic 9][pic 10]

mol K

= 0, 0159 mol

Ejercicio # 6

60,0 mol de un gas se introducen en un cilindro de 3,0 L:

1. Calcule la presión del gas a -20 °C. Partiendo de la ecuación[pic 11]

P = R x T x n =[pic 12]

 P x V R x T

0,082057 atm L x (−20+273,15) x 60mol

         mol K        = 415, 45 atm[pic 13]

1. Volumen del gas a 0°C y 1 atm Nuevamente partimos de

 P x V R x T[pic 14]

V = R x T x n =[pic 15]

0,082057 atm L x 273,15K x 60mol

         mol K        = 1344, 8 L[pic 16]

1. Calcular la masa molar si la masa del gas es 840 gr.

masa molar = M = masa x R x T =[pic 17]

840 g x 0,082057 atm L x 273,15 K

1 atm x 1344,8 L[pic 18][pic 19]

1. Calcular la densidad del gas

Densidad = d =  masa molar   =        14 g/mol

= 0, 62 g/L

R x T

[pic 20]

0,082057 atm L x273,15 K[pic 21]

Ejercicio # 7

Un volumen determinado de gas tiene un volumen de 1300 L, una presión de 0,9 atm y una temperatura de 16 °C. Calcular el volumen a 0,02 atm y a 0°C.

Partimos calculando la cantidad de moles del gas

n =  P x V  =        0,9 atm x 1300 L[pic 22]

= 49, 31

R x T        0,082057 atm L x 289,15 K[pic 23]

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