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G
Nivel 3
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Ubicación: The Matrix
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Les paso el coloquio, lo copie a mano pero les aseguro que está tal cual al original:
1)Un camión tanque se ha cargado con 18000kg de solución a 90 °C. Cuando llega a destino, la solución se encuentra a temperatura ambiente (20 °C) y al intentar vaciar el tanque, se observa que el solido precipitado obstruye la salida. El soluto presenta una solubilidad que entre 10 y 100 °C responde a la relación S(gr/100gr-sv)=a*t^2+b*t+c (con t en °C) y a=4,488*10^-3; b=0,084 y c=3,628. Para poder vaciar al tanque, se alimentó lentamente agua pura a temperatura ambiente por la parte superior y simultáneamente se removió idéntico caudal de solución por el otro extremo del tanque (solución saturada). Cuando se acabó de disolver el sólido, se habián usado 47500 litros de agua (densidad 1000kg/m^3) y la soluciòn que quedaba en el tanque se reuniò con el resto. Estimar:
a) la cantidad de soluto transportado.
b) la temperatura mìnima a la cual se deberìa haber calentado el contenido del tanque para remover el soluto en soluciòn sin agregar agua.
c) la masa de solución si se calentaba el sistema hasta 40 °C sin agregar agua.
1) Se queman totalmente 20 moles de N20 con el oxígeno necesario, manteniendo todo a 25 °C y 1 atm. Se producen dos reacciones: una produce sólo NO y otra sólo NO2 gaseosos ambos. El 0,03% de los moles originales de N2O se convirtieron a NO. Se pide calcular:
a) el delta H del proceso total.
b) el delta S del proceso total.
c) Decidir si el proceso total es espontáneo a temperatura ambiente.
Datos: delta H°f N20 = 81,6, delta H°f NO=90,37, delta H°f NO2= 33,84 en kj/mol y S°N20=220, S°O2=205, S°NO=210,62, S°NO2=240,45 en J/mol*k.
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gmn88
Nivel 4
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| alguien sabe como hacer el 1?
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bosteroamuerte
Nivel 5
Edad: 34
Registrado: 21 Jul 2011
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| El 2 sale ,,, pero el 1 como se saca ?? seguro fue el que cago a todos no ?
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Hay una vida mejor , pero es más cara.
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gmn88
Nivel 4
Registrado: 03 Jul 2010
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| sinceramente no entiendo xq toman ese tipo de ejercicios, como el 1, cuando nunca en toda la cursada, al menos en la mia, dieron un ejercicio de este estilo, desp pretenden qe aprobemos... una verguenza
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andrea_r
Nivel 5
Edad: 30
Registrado: 25 Feb 2011
Mensajes: 138
Carrera: Industrial
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hola! yo lo rendí y no lo aprobé porque me confundí en el 2). el 1) pude hacerlo porque hice ejercicios que andaban dando vueltas por acá de coloquios anteriores. igual de los que se presentaron aprobó como el 25% 
les dejo resuelto el 1), basándome en lo que hice y lo que explicó Caracciolo luego del examen:
a) lo primero que tienen que fijarse es que al final de todo el proceso les quedan 65 500 kg de solución saturada a 20°C. esto es porque tenían 18000 kg de solución+precipitado al principio, y agregaron 47 500 kg de agua (acá usan el dato de la densidad) que formaron más solución con el precipitado.
luego hay que sacar la solubilidad a 20°C y hacer una regla de tres. no se olviden que msolución=msolvente+msoluto, o sea que si la solubilidad les da en kilogramos de soluto/100 kilogramos de agua la msolución será (100+kilogramosdesoluto) kilogramos de solución.
en este momento también pueden aprovechar para sacar la masa inicial de agua, restándole a la masa inicial de solución (18 000 kg) la masa que obtengan de soluto.
b) acá van a usar el dato que les decía de la masa inicial de agua. lo que necesitan es saber hasta dónde tenían que subir la temperatura en las condiciones iniciales (solución+precipitado) para que la solución estuviera saturada.
tienen que hacer otra regla de tres: a tanta masa inicial de agua, tanta masa de soluto. entonces a 100 kg de agua, tantos kilogramos de soluto. ese va a ser su nuevo "s".
igualan ese dato con la ecuación que les dan (s=at^2+bt+c), luego igualan todo a 0 y buscan las raíces de la cuadrática. no se olviden que esa ecuación de s sólo vale entre 10-100°C, por lo que si les da un valor fuera de ese rango, seguro está mal.
c) acá es donde nadie entendía nada. pasa que al principio tenían en el tanque un porcentaje del soluto disuelto, y el restante estaba precipitado. la DISOLUCIÓN es sólo ese porcentaje del soluto que está DISUELTO en el solvente.
tienen que sacar s a 40°C y hacer oooooootra regla de tres (era re pavo, vieron?): por 100 kg de agua, tantos kilogramos de soluto. entonces buscan, para su masa inicial de agua (que la hallaron en a), y la usaron en b)... ), tantos kilogramos de soluto. suman la masa inicial de agua con el resultado de esa cuenta, y esa es su masa de solución.
mis resultados:
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a) 4344 kg
b) 70°C
c) 15 595 kg
recién le pedí a un amigo que copió los que dio Caracciolo, cuando los tenga los subo.
ahora voy a hacer el 2), capaz lo subo luego que termine.
espero que les sirva! 
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G
Nivel 3
Edad: 32
Registrado: 03 Abr 2011
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| Si no lo sube andrea antes, cuando tengo tiempo edito y subo el punto 2.
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andrea_r
Nivel 5
Edad: 30
Registrado: 25 Feb 2011
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| JAJAJAJ súbelo todavía no pude hacer el 2), si lo tienes resuelto también me vendría bárbaro...
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G
Nivel 3
Edad: 32
Registrado: 03 Abr 2011
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Ubicación: The Matrix
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Dale, aca va el 2:
Primero pongo las reacciones ya balanceadas.
2N2O + O2 ----> 4NO y 2N20 + 3O2 ----> 4NO2 (asi queda sin fracciones)
El enunciado dice El "0,03% de los moles originales de N2O se convirtieron a NO", esto quiere que el 0,03% de los 20 moles, es decir, 0,006 moles reaccionaron para formar NO. Como la relación entre N20 y No es de 2 a 4, entonces se forman 0,012m de NO (esto no es muy importante, lo pongo para que se entienda que quiere decir el enunciado). Bien y en la otra se consumen el resto, es decir, 19,994m de N20. Como dice que se queman completamente (se gasta todo lo que teniamos ) entonces 0,006 es la cantidad de moles que "participaron" en el proceso de la primera reacción y 19,994 es la cantidad de la segundo proceso. (esto es importante para calcular el punto a) y b))
El siguiente paso es averiguar el delta H°f de la reacción utilizando los datos del enunciado. A mi me da delta H°f= 345,16 KJ para la primera reacción y delta H°f= -27,84 KJ para la segunda.
Como nos piden el delta H del proceso, hacemos el siguiente calculo:
delta H°fp = 0,006m * (345,16KJ / 2m) + 19,994m * (-27,84KJ / 2m)= -277,72 KJ
Aclaración: estamos calculando el delta H en función de los moles de N2O, por eso dividimos por 2m que es lo cantidad que aparece por estequiometría de N2O en la reacción. Si no queda claro esto lean la página 39 y 40 de la unidad de termoquímica del apunte de la cátedra (el título que dice "2. Ecuación termoquímica" que hay un buen ejemplo ahi).
El punto b) es muy parecido al a). Calculamos el delta °S de la reacción. Me da 197,6 J/K para la primera y -93,2 J/K para la segunda. Calculamos el delta °S del proceso:
delta °Sp = 0,006m * (197,6J/K / 2m) + 19,994m * (-93,2J/K / 2m)= -931,12 J/K
En el punto c) tengo dudas. Lo primero que pensé en hacer es remplazar en la expresión de la energía libre de Gibs con los delta H y S del proceso. Por otro lado, pensé que una reacción es espontánea (o no) a cierta temperatura más allá de los moles consumidos y que, por lo tanto, debería usar los delta H y S de formación para calcular delta G. El tema es que para ahcer esto último no se bien si tendría uqe sacar un delta G para cada reacción o sumar los delta H y S de formación de cada una y asi sacar el delta G (no me suena que se pueda hacer eso), en fin no se bien como sería en ese caso.
Por ahora lo dejo hecho usando delta H y S del proceso:
delta G = -277,72 KJ - 298k * (-0,93112 KJ/K) = -0,24624 KJ. Es espontánea.
Fijense que les parece y controlen que quizás se me paso algún error de cuentas.
Saludos!
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bosteroamuerte
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gmn88
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me parece que en el delta H de la primer reaccion le erraste con los numeros, el de la segunda esta bien, desp mi pregunta es xq multiplicas por 0.006 y por 19.994?
igual muy buen aporte!
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andrea_r
Nivel 5
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| gmn88 escribió:
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me parece que en el delta H de la primer reaccion le erraste con los numeros, el de la segunda esta bien, desp mi pregunta es xq multiplicas por 0.006 y por 19.994?
igual muy buen aporte!
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son los números de moles de N2O, fíjate que el enunciado dice:
| Cita:
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El 0,03% de los moles originales de N2O se convirtieron a NO.
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gmn88
Nivel 4
Registrado: 03 Jul 2010
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| sisis osea, entendi de dnd salen, pero no habia entendido xq los usaste en la ecuacion para sacar el delta h final
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G
Nivel 3
Edad: 32
Registrado: 03 Abr 2011
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A ver, el delta H de la primera reacción:
delta H°f = (4 * delta H°fNO) - (2 * delta H°fN20 + delta H°fO2)
delta H°f = (4* 90,37) - (2 * 81,6 + 0) = 198,28 KJ
Tenés razón, en alguna cuenta me mandé una cagada jaja. ¿Cómo hago para editar? al final de la página me dice "No podés editar tus mensajes en este foro" (y si, estoy logeado).
Respecto a tu pregunta. No te lo se explicar bien bien, pero cuando te piden el delta H o el delta S del proceso se refieren a aquel que depende exclusivamente de los moles que hayan intervenido en la reacción. Digamos cuando vos averiguás el delta H de la reacción lo que te dice es lo siguiente:
delta H°r= 198,28 KJ ------> 2mol de N2O
delta H°r= 198,28 KJ ------> 1mol de O2
Es decir, obtenés ese delta H cuando se consumen 2moles de N20 o cuando consumís 1 mol de O2, que es lo mismo, porque siempre 2 moles de N2O reaccionan con 1 de O2. Entonces bien si se consumen 0,006 m de N20 en la primera reacción tenemos que para el proceso sería:
198,28 KJ -----> 2 mol de N20
0,59484 kj ----> 0,006 mol de N20
Es decir, cuando consumo 0,006m de N20 que delta H obtengo.Lo mismo hacés para la otra reacción y finalmente sumás, lo que obtenés es el delta H° del proceso propiamente dicho.
Si no queda claro decime y veo si me la rebusco para explicarlo de otra manera.
P.D: ATENCIÓN QUE HAY UN ERROR EN LA RESOLUCIÓN DE ARRIBA QUE SE FUE ARRASTRANDO EN EL RESTO DE LOS RESULTADOS.
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andrea_r
Nivel 5
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G
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| Gracias! de todas formas creo que ya quedo claro donde está el error, el resto creo que es más o menos com oestá ahi.
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