Unidad 8: fuerzas intermoleculares




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FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS, CURSOS 100


UNIDAD 8: FUERZAS INTERMOLECULARES

DATOS :

R= 8,314 J/K mol (0,082 L atm/Kmol) en ºC/m

ΔHevaporación (H2O) = 40,8 kJ/mol ΔHfusión (H2O) = 6,0 kJ/mol Kf Kb




Calores específicos en J/g°C : Benceno 5.12 2.53

Agua (sólida) = 2.03

Agua (líquida)= 4.184 H2O 1.86 0.52

Agua (vapor) = 1.99


1.- Un sólido es duro, quebradizo y no conduce a la electricidad, pero fundido sí lo hace, lo mismo que una solución acuosa del mismo. Clasifique el sólido.


2.- Un sólido es blando y tiene punto de fusión bajo 100 °C.

Ni el sólido como tal ni fundido ni la disolución conducen la electricidad. Clasifique el sólido


3.- Un sólido es muy duro y tiene punto de fusión muy alto. Ni el sólido ni su producto de fusión conducen la electricidad. Clasifique el sólido.


4.- Señale cuáles de los siguientes son sólidos covalentes reticulares y cuáles son sólidos covalentes moleculares: Se8, HBr, Si, CO2, C, P4O6, B, SiH4.


5.- Explique de cuáles de los factores siguientes depende la presión de vapor de un líquido en un recipiente cerrado.

a) del volumen sobre el líquido. b) de a cantidad de líquido presente

c) de la temperatura. d) de la presión total sobre el líquido.


6.- Calcule la cantidad de calor en joule que se necesita para convertir 74.6 gramos en agua a vapor a 100 °C.

R: 169 KJ

7.- Calcule la cantidad de calor en joule que se requiere para convertir 866 gramos de hielo a -10 °C

en vapor a 126 °C.

R: 2671 KJ


8.- Considere el diagrama de fase del agua. Prediga que pasaría si:

a) Partiendo de A, se eleva la temperatura a presión constante.

b) partiendo de C, Se disminuye la temperatura a presión cte. P

c) Partiendo de b, se disminuye la presión a temperatura cte.


9.- En cada pares a) y b) seleccione la especie que tiene el punto de ebullición más alto.

En cada caso identifique el tipo de fuerzas intermoleculares involucradas y justifique brevemente.

a) H2S o (CH3)3N, b) Br2 o CH3CH2CH2CH3

10.- A partir de las siguientes propiedades del boro clasifíquelo como uno de los sólidos cristalinos: Punto de fusión alto ( 2300 °C), mal conductor del calor y electricidad, insoluble en agua, y es una especie muy dura.


11.- Una muestra de 1.20 g de agua se inyecta en un recipiente evacuado de 5.00 L a 65 °C ¿Qué porcentaje de agua se evaporará cuando el sistema alcance el equilibrio? Suponga un comportamiento ideal del vapor de agua y el volumen de agua líquida despreciable.

La presión del vapor de agua a 65°C es 187.5 mmHg.

R: 67%

12.- ¿Cuál es la presión de vapor del mercurio a su temperatura normal de ebullición ( 357 °C).


13.- Se prepara una solución disolviendo 396,0 gramos de sacarosa (C12H22O11) en 634,0 gramos de agua. Calcule la presión de vapor de la disolución a 30 °C (P vapor agua = 31,8 mmHg a 30 °C)

R: 30.8 mmHg

14.- ¿Cuántos gramos de sacarosa se deben agregar a 552 g de agua para obtener una disolución cuya presión de vapor sea 1,00 mmHg inferior a la del agua pura a 20 °C (P vapor de agua = 17.5 mmHg a 20°C) R: 18.4 g

¿Cuántos gramos de sacarosa se deben agregar a 552 g de agua para obtener una disolución cuya presión de vapor sea 2.00 mmHg inferior a la del agua pura a 20 °C (P vapor de agua = 17.5 mmHg a 20°C) R: 1,35 x 103 g


15.- Calcule los puntos de ebullición y de congelación de una disolución 2.47 m de naftaleno en benceno. (Los puntos de ebullición y de congelación del benceno son 80.1 y 5.5 °C respectivamente). R: 86.3 °C y -7.1 °C


16.- Calcule cuantos litros del anticongelante etilenglicol CH2(OH)CH2(OH) tendría que agregar al radiador de un auto que contiene 6.50 Litros de agua, si la temperatura invernal más baja en la región es de -20 °C. Calcule el punto de ebullición de esta mezcla agua-etilenglicol.

La densidad del etilenglicol es de 1.11 g/ml. R: 3.9 L


17.- El Análisis elemental de un sólido orgánico extraído de la goma arábica muestra que contiene 40.0 % de C, 6.7 % de H y 53.3 % de O. Una disolución de 0.650 g del sólido en 27.8 g del disolvente bifenilo dio una depresión en el punto de congelación de 1.56 °C.

Calcule la masa molar y la fórmula molecular del sólido. (Kf del bifenilo = 8.00 °C/m).

R: 120, C4H8O4

18.- ¿Cuál de las siguientes dos disoluciones acuosas tiene…

a) el punto de ebullición más alto?

b) el punto de congelación más alto?

c) la mayor presión de vapor?

Disoluciones : CaCl2 0.35 m o urea 0.90 m. Explique.


19.- A 25 °C la presión de vapor del agua pura es 23.76 mmHg y la del agua de mar es 22.98 mmHg. Suponiendo que el agua de mar contiene sólo NaCl, calcule su concentración expresada en molalidad. R: 0,943

20.- Se encuentra que una disolución de 1.00 g de AlCl3 en 50.0 g de agua tiene un punto de congelación de -1.11 °C. Explique lo observado


21.- Dos líquidos A y B tienen presiones de 76 mmHg y 132 mmHg, a 25ºC respectivamente. Calcule la presión total de la disolución ideal constituida por:

a) 1.00 mol de A y 1.00 mol de B.

b) 2.00 mol de A y 5.00 mol de B. R: a) 104 mmHg



22.- A 30ºC el benceno y el tolueno forman una disolución ideal. Una disolución de ambos a 30ºC ejercen una presión de vapor de 64 mmHg. Calcule la composición de la fase líquida

y la composición de la fase vapor.

Datos: Pºbenceno=120 mmHg;

tolueno = 40 mmHg R: (benceno) X = 0.30, X' = 0.56

23.- A 50ºC la presión de vapor de un líquido A puro es de 80 mmHg y la de un líquido B puro es 20 mmHg. La presión de vapor de la mezcla de ambos es 50 mmHg a 50ºC. Calcule la composición del vapor.


24.- Los calores molares de vaporización a 80ºC, medidos en kJ/mol son: 41,59; 39,16; 22,34 y 29,79 para el agua, alcohol, éter y tetracloruro de carbono respectivamente. Indique:

a) ¿Cuál líquido es más volátil?

b) ¿Cuál líquido tiene la menor temperatura de ebullición y cuál la mayor?

c) ¿En cuál hay mayores fuerzas intermoleculares?


UNIDAD 9: PROBLEMAS CINÉTICA


01.- Escriba las unidades de la velocidad de una reacción.

02.- Escriba las unidades de las constantes de velocidad de primero y de segundo orden.

03.- Considere la reacción:

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Suponga que en un momento particular durante la reacción, el hidrógeno molecular

está reaccionando a la velocidad de 0.074 M/s.

  1. A qué velocidad se está formando el amoníaco.

  2. A qué velocidad está reaccionando el nitrógeno molecular.


04.- Considere la reacción:

A + B productos


Determine el orden de reacción y calcule la constante de velocidad a partir de los

siguientes datos obtenidos a cierta temperatura.


[A] (M) [B] (M) velocidad (M/s)

--------------------------------------------------------------

1.50 1.50 3.20 * 10-1

1.50 2.50 3.20 * 10-1

3.00 1.50 6.40 * 10-1

R: k=0.213 s-1

05.- Indique el orden global de las reacciones a las que se aplican las siguientes leyes

de velocidad:

  1. velocidad = k[NO2]2

  2. velocidad = k

  3. velocidad = k[H2][Br2]1/2

  4. velocidad = k[NO]2[O2]


06.- En una reacción de primer orden reacciona el 35.5% del total en 4.90 min. a 25ºC.

Calcule la constante de velocidad.

R: 0.0894 min-1

07.- Considere la reacción: X + 2 Y Z

Los siguientes datos fueron obtenidos a 360 K.


Velocidad de desaparición de X (M/s) [X] (M) [Y] (M)

------------------------------------------------------------------------------------

0.147 0.10 0.50

0.127 0.20 0.30

4.064 0.40 0.60

1.016 0.20 0.60

a) Determine el orden global de la reacción.

b) Determine la velocidad de desaparición de Y cuando la concentración de X es

0.10 M y la de Y es 0.20 M.

R: 0.019 M s-1

08.- Determine la vida media de un compuesto, si el 75% de una muestra dada de éste

se descompone en 60 min. Suponga cinética de primer orden. R: 30 min.

09.- Escriba la ecuación de Arrhenius y defina todos los términos.

10.- La constante de velocidad de primer orden para la reacción A  B ha sido medida a

varias temperaturas:


k (s-1) t (ºC)

    1. 10

    1. 20

  1. 30

  1. 40

Determine gráficamente la energía de activación de la reacción. Ea = 98 kJ/mol

11.- Para la reacción:

NO(g) + O3(g)  NO2(g) + O2(g)

el factor de frecuencia, A, es 8.7 x 1012 s-1 y la energía de activación es 63 kJ/mol.

Determine la constante de velocidad para la reacción a 75ºC. R: 3,0 x 103 s-1

12.- La constante de velocidad para la descomposición de la molécula AB a 25ºC es

5,8 x 10-2 s-1. Calcule la constante de velocidad a 125 ºC si la energía de activación

es 52 kJ/mol. R: 11 s-1


13.- Señale cómo incrementa un catalizador la velocidad de una reacción.




14.- Distinga entre catálisis homogénea y la catálisis heterogénea. DATOS: R = 8,31 J/Kmol R=0,082 Latm/K mol


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