unidad 3 examen fisiicoquimica

7/24/2019 UNIDAD 3 EXAMEN Fisiicoquimica

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UNIDAD III EXAMEN DE FISICOQUIMICA

Nombre del Alumno: ZAIRA ZYANYA RAMIREZ SOTOFecha_08/12/14

1.- Explica que aspectos caracterizan la fisisorcin y la quimisorcin..10%

La fisisorcin corresponde a una interaccin de naturaleza puramente electrosttica entrela partcula gaseosa y los tomos superficiales del slido.

La quimisorcin corresponde a una interaccin de tipo qumico, en la que los electronesde enlace entre el gas y el slido experimentan un reordenamiento y los orbitalesrespectivos cambian de forma o grado de ocupacin, de modo semejante a unareaccin qumica.

2.- Indica cuales fueron algunas de las suposiciones de Langmuir para proponer la isoterma quelleva su nombre? la isoterma tiene alguna limitante? Argumenta.................. 10%

En 1918 I. Langmuir dedujo la isoterma Tipo I, la isoterma de Langmuir fue el primer modeloimportante que trat de interpretar el proceso de adsorcin y se aplica extensamente enlos estudios de catlisis permitiendo una mejor compresin de los fenmenos cinticos;empleando un modelo simplificado de la superficie de un slido:

a. La superficie proporciona un cierto nmero de posiciones para la adsorcin y todasson equivalentes

b. slo se adsorbe una molcula sobre cada posicinc. su adsorcin es independiente de la ocupacin de las posiciones vecinas (las

molculas adsorbidas no interaccionan entre si). Limitaciones en la isoterma de Langmuir

Las suposiciones usadas en la deduccin de Langmuir no son completamente verdaderas:a.las posiciones de adsorcin no son totalmente equivalentes, en la superficie

aparecen bordes, esquinas,. Se ocuparn primero aquellas posiciones que denlugar a la formacin de un enlace ms estable.

b.La interacciones entre las molculas adsorbidas pueden ser significativas, influyendoel grado de ocupacin sobre la afinidad entre adsorbato y adsorbente.

Como consecuencia de los dos puntos anteriores la entalpa de adsorcin disminuir amedida que aumenta ya que primero se ocupan las posiciones de mayor energa deenlace y tambin a que a medida que la superficie se llena aumentan las repulsionesentre especies adsorbidas. Por lo tanto, la entalpa de adsorcin no ser constante.

3.- Un jugo de frutas se ve alterado por la presencia de bacterias de diversos tamaos Quadsorbente comercial propones aplicar para purificarlo al mximo? Argumenta tusugerencia............................10%

Lo purificara utilizando carbn activado, debido a sus propiedades es capaz de retenerplaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de la desinfeccin, toxinas, compuestos


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que producen color, compuestos originados por la descomposicin de algas y vegetales o por elmetabolismo de animales, por lo cual considero que sera una opcin viable para purificar eljugo de frutas de las bacterias sin comprometer su composicin.

4.- Como parte de los adsorbentes comerciales se encuentra el carbn activado, la aluminaactivada y las zeolitas. Una empresa requiere disminuir la cantidad de minerales en sus aguas dedesecho, que adsorbente recomendaras aplicar? Argumenta tu respuesta. 10%.

Recomendara utilizar carbn activado debido a que atrapa principalmente compuestospresentes en un lquido o gas, y en este caso se usa agua por lo cual este puede funcionar. Es eladsorbente ms utilizado debido a que muestra la mayor efectividad para purificar, y entre losusos que se le da es la de purificacin de agua que contiene toxinas o agentes ajenos a ella, porlo cual al utilizarlo se lograra nuestro objetivo.

5.- Cual es la razn desde el punto de vista energtico por la cual los lquidos al caer formanvolmenes esfricos.10%

La explicacin la tiene la fsica y una de sus regularidades energticas universales einviolables: la ley de la economa.

Vendra a decir algo as como que, todo sistema fsico tender a alcanzar aquellasituacin estable, que le haga poseer la mnima cantidad de energa. O sea la ley delmnimo esfuerzo, que es universal.Un mnimo que est asociado, en este caso, a una ventajosa relacin superficie/volumen.O lo que es lo mismo. Tomar la forma que le permita tener la mayor cantidad devolumen de materia contenida, con la menor superficie posible. Una minimizacin quealcanza su valor mximo con la forma esfrica. De ah que esta distribucin geomtrica sed con tanta frecuencia, tambin influye la tensin superficial que se tiene por lo cual seadoptara por tomas esta forma.

6.- La adsorcin del cloruro de etilo sobre una muestra de carbn vegetal a 0C y diferentespresiones proporciona los siguientes datos:P/Torr 20 50 100 200 300x/ gramos adsorbidos 3.0 3.8 4.3 4.7 4.8Determine K y mmon y

P X 1/P 1/X

20 3 0.05 0.33333333 0.609050 3.8 0.02 0.26315789 0.7714100 4.3 0.01 0.23255814 0.8728

200 4.7 0.005 0.21276596 0.9541300 4.8 0.00333333 0.20833333 0.9744

0.203= 1/Mmon por lo

tanto Mmon= 1 / 0.203

Mmon= 4.9261

m= (0.26315789-

0.33333333) / (0.02-0.05)= 2.3391

m= 1/K(Mmon)

K=1/m (Mmon)

K=1/(2.3391) (4.9261)

K= 0.0867

= X/Mmon


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7.-Dibuja las isotermas de Langmuir y de Freundlich. Discute que indican los trazos en cada unade ellas y para que se emplean........10%

ISOTERMA DE LANGMOUIR

q= g adsorbato / g adsorbenteq0 =maxima cantidad de adsorbato que puede adsorberse por g adsorbente

K= constante de equilibrio de adsorcinP= presin parcial del adsorbato

La isoterma de Langmuir se usa mucho en casos de quimisorcin o de adsorcin de gases enslidos no porosos. Esto no significa que haga un buen trabajo en los casos de quimisorcin. En ungran nmero de casos es necesario utilizar isotermas "de Langmuir" modificadas, tales como laspropuestas por Freundlich o por Temkin.

ISOTERMA DE FREUNDLICH

a= volumen de gas adsorbido por unidad de masa de adsorbente, m3/kg

P= presin del gasK y n = son parametros caracteristicos del adsorbente y adsorbato (n>1)

Se utiliza en los casos en que no se conoce la idenditad real del soluto, tales como la adsorcinde material de color a partir de azcar, aceite vegetal, etc.La isoterma de Freundlich se utiliza habitualmente para formular ecuaciones cinticas para larecreaccin de sintesis de amoniaco sobre catalizador de hierro

8.- Haz un resumen de media cuartilla al menos donde expliques que son los coloides y

actualmente cuales son sus aplicaciones industriales y medicas. Los coloides son mezclas que se dan a escala microscpica, en donde las partculas de

una o ms sustancias se dispersan (fase dispersa) en otra sustancia llamada mediodispersor o fase dispersante. Las partculas de la fase dispersa son suficientemente grandes


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como para dispersar la luz (este efecto ptico se conoce como Efecto Tyndall), perodemasiado pequeas como para precipitar.

Fases de un sistema coloidal:Fase dispersa: es la fase que forman las partculas, puede ser lquida, slida o gaseosa.

Fase o Medio dispersante: es el medio en el cual las partculas se hallan dispersas, estepuede ser lquido, slido o gaseoso.

Propiedades:Movimiento browniano: Se observa en un coloide al ultramicroscopio, y se caracteriza porun movimiento de partculas rpido, catico y continuo; esto se debe al choque de laspartculas dispersas con las del medio.Efecto de Tyndall Es una propiedad ptica de los coloides y consiste en la difraccin de losrayos de luz que pasan a travs de un coloide.Adsorcin: Los coloides son excelentes adsorbentes debido al tamao pequeo de laspartculas y a la superficie grande. Ejemplo: el carbn activado tiene gran adsorcin, portanto, se usa en los extractores de olores; esta propiedad se usa tambin en

cromatografa.Carga elctrica: Las partculas presentan cargas elctricas positivas o negativas. Si setrasladan al mismo tiempo hacia el polo positivo se denomina anaforesis; si ocurre elmovimiento hacia el polo negativo, cataforesis.

reas Industriales en las que se encuentran sustancias en estado coloidal:Productos Qumicos: Pinturas, pigmentos, adhesivos, agentes espesantes, lubricantes,catalizadores, adsorbentes, emulsiones fotogrficas, papel, tintas de impresin, etc.Industria Farmacutica: Emulsiones, microemulsiones, cremas, ungentos, materialesadsorbentes, etc.

Suelos: Estabilizacin de suelos, permeabilidad, adsorcin, procesos de intercambio inico,etc.Medio Ambiente: Contaminacin atmosfrica, aerosoles, espumas, purificacin de agua,lodos, pesticidas, etc.Productos de consumo domstico y alimentacin: Leche, mantequilla, productos lcteos,bebidas, cosmticos, agentes de limpieza, aditivos alimentarios, etc.

Aplicacin de los Coloides*En la Medicina:La plata coloidal es un coloide de las partculas de plata en agua. Tienealgunas caractersticas antimicrobianas, y es demandada por alguno ser un suplementoalimenticio beneficioso. La ingestin de la plata coloidal en cantidades o excedentegrandes al perodo del tiempo largo puede causar el argyria de la condicin que se

descolora, en el cual la piel da vuelta azul-gris

9.- Como se interpreta la adsorcin en las isotermas del tipo I y III?, Qu estasucediendo?.. 10%


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Tipo I: El adsorbato cubre al adsorbente, el cual tiene una superficie uniforme, hasta que se formauna monocapa y entonces el proceso se detiene. La gran mayora de los procesos dequimisorcin muestran este tipo de isoterma.

Tipo III: El adsorbato tiene aproximadamente la misma afinidad por el adsorbente y por s mismo,o es ligeramente ms afn a s mismo que al adsorbente, por lo cual es una vez que se haadsorbido una molcula sta acta tambin como sitio libre para que otra molcula se adsorba.Esto conduce a un recubrimiento desigual, con partes limpias, partes cubiertas con monocapa y

partes cubiertas con multicapa.

10.- Los datos experimentales corresponden a la quimio-adsorcin de hidrogeno sobre polvo decobre a 25 C. Comprueba si se ajustan al comportamiento descrito por la isoterma de Langmuiry obtenga el valor de la constante de equilibrio para el proceso de adsorcin y el volumen deadsorcin correspondiente a un recubrimiento superficial completo. El proceso es disociativo ono disociativo?

P/torr 0.97 1.90 4.05 7.50 11.95V/ cm3 0.163 0.221 0.321 0.411 0.471

SIN DISOCIACIN CON DISOCIACINP V 1/P 1/V 1/P^0.5 1/V0.97 0.163 1.03092784 6.13496933 1.01534617 6.134969331.9 0.221 0.52631579 4.52488688 0.72547625 4.524886884.05 0.321 0.24691358 3.1152648 0.49690399 3.11526487.5 0.411 0.13333333 2.43309002 0.36514837 2.4330900211.95 0.471 0.08368201 2.12314225 0.28927843 2.12314225

Al graficar se obtienen dos

graficas una con disociacin yotra sin disociacin, se observa

que la grfica ms lineal es la

que tiene disociacin por lo

cual se concluye que se trata

de un proceso DISOCIATIVO.

0.4126= 1/Vmon por lo tanto

Vmon= 1 / 0.4126

Vmon= 2.4236

m= (4.52488688-6.13496933)/ (0.72547625-1.01534617) = 5.5544

m= 1/K^0.5(Vmon)

K^0.5=1/mVmon

K^0.5=1/(5.5544) (2.4236)=

0.0742

K2= (0.0742)2=5.50564X10-3

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