Para desarrollar este cuestionario debe indicar las leyes o procesos empleados, analizar y justificar las respuestas obtenidas e
- La digestión anaerobia de un lodo residual produce un gas con la siguiente composición: 64% de CH4, 30% de CO2 y 6% de H2 Si se almacenan 3.700 kg de la mezcla en un tanque a una presión de 290 kPa (PT). Calcule la presión parcial de cada componente.
- Una planta de tratamiento de aguas emplea cierto cultivo de bacterias para su tratamiento a 980 mmHg, obteniendo 70 ml de gas metano el cual es quemado. Si se ha identificado una caída de presión en el sistema a 350 mmHg. Calcular el volumen en litros de gas metano que se espera obtener.
- La temperatura y presión en un lago es de 6°C y 8 atm. Una burbuja 0,015mm de diámetro asciende desde el fondo del lago a la superficie donde la temperatura es de 20°C y 1 atm de presión. Calcule el volumen de inicial de burbuja en ml.
- La contaminación del aire se debe principalmente al smog, que es un tipo de polución atmosférica con concentraciones de óxido de sulfuro y óxido de nitrógeno, hidrocarburos, partículas de plomo, manganeso, cobre, níquel, zinc y carbón. El smog fotoquímico se genera por la interacción con óxidos de nitrógeno siguiendo la reacción: 〖NO〗_((g))+O_(3(g))↔ 〖NO〗_(2 (g))+O_(2 (g))
$$\begin{align}&〖NO〗_((g))+O_(3(g))↔ 〖NO〗_(2 (g))+O_(2 (g))\end{align}$$
Considerando que se ha comprobado la reacción es de primer orden con respecto a los dos reactivos (monóxido de nitrógeno y ozono), cuya constante de velocidad es 2,3 x 107 mol L-1. Determine la concentración de NO2 formada por segundo, en un aire contaminado donde la concentración de O3 es 1,0 x 10-8 mol L-1, y la de NO es 3,1 x 10-8 mol L-1.
1 Respuesta
1.
Masas:
Masa de CH4 = 3700 · 0,64 = 2368 kg
Masa de CO2 = 3700 · 0,30 = 1110 kg
Masa de H2 = 3700 · 0,06 = 222 kg
Moles:
Número de moles de CH4 = 2368000 g / 16 g/mol = 148000 mol CH4
Número de moles de CO2 = 1110000 g / 44 g/mol = 25227,3 mol CO2
Número de moles de H2 = 222000 g / 2 g/mol = 111000 mol H2
Número total de moles = 148000 + 25227,3 + 111000 = 284227,3 mol
Fracciones molares:
x(CH4) = 148000 / 284227,3 = 0,52
x(CO2) = 25227,3 / 284227,3 = 0,089
x(H2) = 111000 / 284227,3 = 0,39
Presiones parciales:
p(CH4) = 0,52 · 290 = 150,8 kPa
p(CO2) = 0,089 · 290 = 25,8 kPa
p(H2) = 0,39 · 290 = 113,1 kPa
El segundo no se entiende. ¿Está bien el enunciado?
[No está claro si el radio de la burbuja dado corresponde al fondo o a la superficie; entenderé que corresponde al valor que tiene en el fondo. En caso contrario habría que cambiar de miembro los volúmenes].
Volumen inicial de la burbuja = (4/3)·pi·r^3 =(4/3) · 3,14 · 0,0075^3 = 1,77 · 10^(-6) m^3 = 1,77 mL.
PV/T = P'V'/T'
Como la presión en la superficie es 1 atm,
8 · 0,00177 / 279 = 1 · V' / 293
V' = 14,2 mL
NO + O3 ---> NO2 + O2
v = k·[NO]·[O3]
v = 2,3 · 10^7 L/(mol·s) · 10^(-8) mol/L · 3,1 · 10^(-8) mol/L = 7,1 · 10^(-9) mol/(L·s)
[Ojo con las unidades de k: no pueden ser las que has escrito; para una reacción de segundo orden como esta (orden 1 para el NO y orden 1 para el O3) han de ser L/(mol·s)].
Esta es la velocidad con que desaparecen tanto el NO como el O3 y con la que se forman tanto el NO2 como el O2.
¡Gracias! Profe voy a realizarlas haber que me da pero necesito la justificación o el porque...
Para desarrollar este cuestionario debe indicar las leyes o procesos empleados, analizar y justificar las respuestas obtenidas en función de cada enunciado. Las justificaciones generadas no deben superar 5 renglones.
Para el primero se usa la ley de las presiones parciales de Dalton: la suma de las presiones parciales de cada componente es igual a la presión total. El resultado es conforme.
Para el tercero se usa la ley general de los gases. El volumen de la burbuja varía con la presión y la temperatura. En el caso del problema propuesto, al subir la burbuja disminuye la presión y aumenta la temperatura; los dos factores juegan a favor de un aumento de volumen.
En el cuarto, simplemente se aplica la expresión de la velocidad de reacción.
¿Profe re visando el eejrcicio 3 no entiendo de como sacas el resultado 14,2 ml me puedes explicar? - Eliana Pineda
Acabo de rehacer la operación y el resultado que obtengo es 14,87 mL.Observa que he puesto la presión en atm y el volumen en L. El resultado para V' es 0,01487 L, que en mL es 14,87 mL. - antoniomallo