Fisicoquímica. Desarrollo de los ejercicios

Nombre estudiante:

Desarrollo gráfico y/o numérico

Experimento 1:

Para resolver este problema, primero debemos identificar el último dígito del año de nacimiento del analista. Teniendo en cuenta que que el último dígito del año de nacimiento es 3. Por lo tanto, la temperatura de equilibrio alcanzada será de 42°C+3=45°C

Datos:

Volumen de agua fría V1: 80ml (ya que la densidad del agua es 1g/ml)

m1=80g

T1=22°C

Volumen agua caliente V2=80 ml para esta situación tomaremos una densidad de 0.972g/ml

m2=77.74g

T2=90°C

Tf=45°C

Cp=4,18J/g*°C

Calor ganado por el agua

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Calor perdido por el agua caliente

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Calor absorbido por el calorímetro qcalorimetro:

Dado que el sistema es adiabático, el calor perdido por el agua caliente no solo calienta el agua fría, sino también el calorímetro. Por lo tanto:

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Determinación de la constante del calorímetro Ccalorimetro:

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Suponiendo que el calorímetro inicia a temperatura ambiente

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= [pic 16][pic 17]

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Experimento 2:

Para resolver este problema, primero debemos identificar el último dígito del año de nacimiento del analista. Teniendo en cuenta que que el último dígito del año de nacimiento es 3. Por lo tanto, la temperatura de equilibrio alcanzada será de 36°C+3=39°C

Datos:

Volumen solución Celobiosa:120ml

Concentración de la solución Celobiosa:1.4M

Volumen solución de ácido clorhidrico:120ml

Concentración de la solución de ácido clorhídrico clor:1.4M

T1=22°C

Tf=39°C=312.15°K

Cp celobiosa=75.328J/molK

Masa celobiosa

M1=120ml*1g/ml=120g

Masa Acido Clorhidrico

M2=120ml*1g/ml=120g

Calcular el calor absorbido por cada solución

Solución Celobiosa

Masa celobiosa disuelta es:

Nc=1.4moll/L*0.12L=0.168mol

La masa molar de la celobiosa es aproximadamente 342.3 g/mol, entonces:

Mc=0.168mol*342.3g/mol=57.51

El resto de la masa de la solución es agua por lo tanto

Magua=120g-57.51g=62.49g

Calor absorbido por la celobiosa

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Calor absorbido por el agua de la solución de la celibiosa:

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Para la solución de ácido clorhídrico, consideraremos toda la masa como agua debido a la baja concentración:

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El calor total absorbido por las soluciones es la suma de los calores individuales:

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Dado que este es un sistema adiabático, el calor de la reacción es igual al calor absorbido por las soluciones. Necesitamos calcular la variación de entalpía por mol de reactivo.

Para la reacción entre celobiosa y HCl, la cantidad de moles de cada reactivo es:

n=1.4mol/L*0.12L=0.168mol

La variación de entalpía por mol de reactivo es:

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Conclusión:

En este ejercicio, exploramos los principios de la cinética química y la termodinámica a través de dos experimentos que involucran el equilibrio térmico en soluciones acuosas. En el Experimento 1, determinamos la temperatura de equilibrio alcanzada al mezclar agua fría y caliente, y calculamos el calor ganado por el agua fría y el calor perdido por el agua caliente. Al considerar el calor absorbido por el calorímetro, determinamos su capacidad calorífica, que resultó ser de 301.378 J/°C. En el Experimento 2, examinamos la reacción entre celobiosa y ácido clorhídrico. Calculamos el calor absorbido por la solución de celobiosa y la solución de ácido clorhídrico, y determinamos que el calor total absorbido fue de 411,636.864 J. Este calor corresponde a la entalpía de reacción, con un cambio de entalpía por mol de reactivo (ΔH) calculado en 666,079.68 J/mol. Estos experimentos destacan la importancia de mediciones y cálculos precisos para comprender los comportamientos térmicos y químicos de las sustancias en los procesos de alimentación.