Informe Departamento de Química

Universidad Nacional Experimental del Táchira[pic 1]

Departamento de Química

Química General II

Prof. María Andreina Valero

Guía de Ejercicios de Equilibrio de Fases

1. Utilice la figura para estimar el punto de ebullición del éter dietílico bajo una presión externa de 0,80 atm. ¿A qué presión externa el etanol tendrá un punto de ebullición de 60ºC?

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1. De acuerdo con la figura, describa lo que ocurre cuando se aplican los siguientes cambios a una muestra de CO2: a) la presión aumenta de 1 a 60 atm a una temperatura constante de -60ºC; b) la temperatura aumenta de -60ºC a -20ºC a una presión constante de 1 atm.

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1. Nombre la transición de fase en cada una de las siguientes situaciones, e indique si es exotérmica o endotérmica: a) Cuando se calienta el hielo, se convierte en agua; b)La ropa húmeda se seca durante un cálido día de verano; c)El hielo aparece en una ventana en un día frío de invierno; d)Gotas de agua aparecen en un vaso frío de cerveza.
2. Mediante el uso de curvas de vapor-presión de la figura del ejercicio 2: a)Estime el punto de ebullición del etanol a una presión externa de 200 torr; b)Estime la presión externa a la cual el etanol hervirá a 60ºC; c)Estime el punto de ebullición del éter dietílico a 400 torr; d)Estime la presión externa a la cual el éter dietílico hervirá a 40ºC.
3. Describa todos los cambios de fase que pudieran ocurrir en cada uno de los siguientes casos: a) Originalmente el vapor de agua a 0,005 atm a -0,5ºC se comprime lentamente a temperatura constante hasta que la presión final es de 20 atm. B) Originalmente el agua a 100ºC y 0,50 atm se enfría a presión constante hasta que la temperatura es de -10ºC.

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1. Se hace pasar una muestra de gas helio de 113 L a 1360ºC a la presión atmosférica, a través de plata fundida a la misma temperatura. El gas se satura con vapor de plata y la plata líquida pierde una masa de 0,120 g. ¿Cuál es la presión de vapor de la plata líquida a 1360ºC? R: 1,32 x 10-3 atm.
2. Se establece el equilibrio entre el hexano líquido, C6H14, y su vapor a 25,0ºC. Se encuentra que una muestra del vapor tiene una densidad de 0,701 g/L. Calcule la presión de vapor del hexano a 25,0ºC, expresada en Torr. R: 151 Torr.
3. Calcule la presión de vapor del agua a 35,0ºC, sabiendo a para una temperatura de 40ºC la presión de vapor es de 55,3 mmHg y la entalpía de vaporización para ese rango de temperatura es de 44,0 KJ/mol. R: 41,9 mmHg.
4. Un manual de datos incluye el punto de ebullición normal del isooctano, un componente de la gasolina, como 99,2ºC y si entalpía de vaporización como 35,76 KJ/mol C8H18. Calcule la presión de vapor del isooctano a 25,0ºC. R: 42,9 mmHg.
5. Una muestra de 7,53 L de N2(g) a 742 mmHg y 45,0ºC se hace burbujear a través de CCl4(l) a 45,0ºC. Suponiendo que el gas se satura con CCl4(g), ¿Cuál es el volumen de la mezcla gaseosa resultante si la presión total se mantiene a 742mmHg y la temperatura permanece constante a 45,0ºC? La presión de vapor del CCl4 a 45ºC es 261 mmHg.
6. Una muestra de 10,0 g de agua líquida se cierra en un matraz a 1515 ml y se deja que alcance el equilibrio con su vapor a 27ºC. ¿Cuál es la masa de H2O(g) cuando se establece el equilibrio?
7. El punto de ebullición normal de la acetona, un importante disolvente en el laboratorio y en la industria, es 56,2ºC y su ∆Hvap es 25,5 KJ/mol. ¿A qué temperatura la presión de vapor de la acetona es 375 mmHg? R: 33ºC.
8. Usando el diagrama de fases del CO2, describa los cambios de fase que sucederán si:

1. CO2 a 15 atm y -70ºC se calienta hasta 50ºC, manteniendo la presión constante.
2. La presión de una muestra de CO2 a 15ºC se incrementa de 1 a 30 atm.
3. Una muestra de CO2 a 50 atm y -50ºC se calienta manteniendo la presión constante hasta 25ºC y luego se expande a temperatura constante hasta 2 atm.
4. CO2 en el punto crítico se expande hasta 5,11 atm sin variar su temperatura, luego se enfría isobáricamente hasta 23ºC, luego se comprime hasta la presión del punto crítico isotérmicamente y finalmente se enfría hasta la temperatura normal de sublimación a presión constante.

1. El punto de transición del azufre rómbico al azufre monoclínico es 95ºC y 1 atm. A esta temperatura las densidades de ambas fases con 1,98 y 2,03 g/ml, respectivamente. El calor absorbido en el cambio de estado es de 439,35 J/mol. ¿Cuál es la temperatura de transición a la presión de 10 atm?
2. Para el dióxido de azufre (SO2) el punto de fusión es de -23ºC a una presión de 16,72 atm y a 0ºC es 23 atm. La temperatura del punto triple es de -75,5 ºC, la presión de vapor a la temperatura de -78ºC es de 0,902 mmHg y el calor de vaporización es de 10,16 Kcal/mol. Determine el calor molar de fusión y la temperatura para la cual  presión de vapor es de 0,3418 mmHg. (densidad del líquido = 1,46 g/ml y densidad del sólido = 1,50 g/ml).
3. El Dióxido de carbono (CO2) tiene un punto de sublimación normal es de -78,3ºC. Se sabe para esta sustancia que la presión de vapor del líquido es de 67 atm a 25,15ºC y 15 atm a -28ºC. Calcule el calor molar latente de sublimación del CO2, sabiendo que el calor molar latente de fusión es 2141,49 cal/mol. ¿A qué condiciones de presión y temperatura existen en equilibrio el CO2 sólido, líquido y gaseoso?

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