Colavorativo Fisicoquimica Unidad 3

Unidad 3

POR

Angela Patricia Cabrera

1.061.710.163

Jonathan Suárez Montoya

1.130.634.766

FISICOQUÍMICA - 201604

GRUPO 16

PRESENTADO A

MARTHA CECILIA VINASCO GUZMÁN

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍAS E INGENIERÍA

20 NOVIEMBRE DE 2014

INTRODUCCIÓN

La fisicoquímica es una disciplina científica cuyo objetivo es el estudio de los procesos químicos desde un punto de vista físico. La fisicoquímica reúne los datos necesarios para la definición de las propiedades y características de los gases, líquidos, sólidos, soluciones, y dispersiones coloidales a fin de sistematizarlos y darles un fundamento teórico. También establece las relaciones de energía en las transformaciones físicas y trata de predecir en que magnitud y con qué velocidad se producen.

Para realizar este propósito la fisicoquímica utiliza enfoques microscópicos y macroscópicos, estableciendo leyes, modelos y postulados que permiten explicar y predecir los fenómenos estudiados, de hecho, esta ciencia es un campo donde la física y la matemática se aplican ampliamente en el estudio y la resolución de problemas relacionados con los procesos químicos de interés. Pero, además, se apoya ampliamente en la experimentación, cuyas técnicas y métodos juegan un papel tan determinante como las leyes y métodos matemáticos.

OBJETIVOS

Plantear los conocimientos adquiridos en el curso de fisicoquímica.

Dinamizar el equipo de trabajo mediante aportes al trabajo colaborativo.

Comprender las temáticas principales de la cinética química y desarrollar los ejercicios planteados.

Organizar ideas en grupo colaborativo y conceptualizar términos claves en el proceso de aprendizaje.

DIAGRAMAS DE FLUJO

Angela Cabrera

DIAGRAMA DE FLUJO ABSORCION DEL CARBON ACTIVADO

DIAGRAMA DE FLUJO DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DE OPERACIÓN DEL CARBON ACTIVO

PROBLEMAS

ECUACIÓN DE ARRHENIUS

Para la reacción

A → B + C

Donde,

K1 = 0.0003 S-1 a T1 = 20 °C

K2 = 0.0002 S-1 a T1 = 35 °C

Calcular la energía de activación en el rango de temperatura indicada

Calcular la constante de velocidad a 50°C

Solución del problema 1.

Utilizando la ecuación de Arrhenius, , se hace k1 igual a la constante de velocidad para T1; y K2 igual a la constante de velocidad para T2. De esta manera se obtiene:

y .

Dividiendo la primera por la segunda, se obtiene:

.

La cual se puede expresar de la siguiente manera:

En donde se aprecia que la única variable desconocida es . Para despejarla se toma el logaritmo natural en ambos lados de la igualdad, con lo finalmente se obtiene:

En donde al sustituir se obtiene:

E_a=Ln[(0.0003 s^(-1))/(0.0002 s^(-1) )][(1.987 cal/Kmol)/(1/(35 °C)-1/(20 °C))]=

Ln [1.5 s^(-1) ][29.80 cal/Kmol°C ]= 12.08 cal/Kmol°C s^(-1)

Para hallar el factor de frecuencia despejamos , ya que es la única variable desconocida.

A=k_1/((-Eo)/e^RT1 )=k1 e^(E0/RT1) = 0,0003s^(-1)* e^((12.08 cal/Kmol°C s^(-1))/(1,987 cal/Kmol*20°C)=0,0048)

b) Haciendo uso nuevamente de la ecuación de Arrhenius, y reemplazando para T=50+273=323K, se obtiene

k_773k= 0,0048 s^(-1)* e^((12.08 cal/Kmol°C s^(-1))/(1.987 cal/Kmol *323K) =13x〖10〗^(-4) )

CATÁLISIS

El elemento A se descompone en B y C, según la ecuación:

2A B2 + 2C

Se calcularon las energías de activación en cal/mol, a T=37°C para la reacción con o sin catalizador,

Obteniéndose los siguientes valores:

Reacción E_a (cal/mol)

Sin catalizador 17000

Con catalizador de platino coloidal 11000

Con la enzima catalasa 2000

Calcular la relación entre las diferentes constantes de velocidad para la reacción catalizada y sin catalizar.

Solución problema 2.

Teniendo en cuenta que el factor pre exponencial permanece constante

K=A〖*e〗^(-E_a/RT)

Comparamos la relación entre la constante de velocidad para la reacción sin catalizar Ksc y la constante de velocidad para la reacción con catalizador de platino Kp y lograr diagramar dos ecuaciones así:

ksc=Asc*e^(-E_a0/RT) (1)

Kp=Ap*e^(-E_ac/RT) (2)

Considerando que los factores pre exponenciales son iguales (Ap=Asc), entonces la ecuación queda de la siguiente forma:

Kp/Ksc=(*e^(-E_ac/RT))/(*e^(-E_a0/RT) )

Kp/Ksc=e^(-E_ac/RT)+e^(-E_a0/RT)

Kp/Kps=e^(-((E_ac-E_a0)/RT) )

En la ecuación establecida el valor de R, será de 1,987207cal/mol k, porque la Ea esta expresada en cal/mol.

Kp/Kps=e^(-((11000-17000)/(1,987207*310)) )

Kp/Kps = 5,5533

Luego tomamos dato 1 de la tabla y el dato 3, evaluando relación entre la constante de velocidad para

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