problemas de fisicoquimica - levine

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PROBLEMAS DE , FISICOQUIMICAIra N.LevineChemistry Department Brooklyn College City University of New York Brooklyn, New York

U~UJAO 1'I"CION",L 1)1\ COI.Otl\BIASlIDIiIollt',I)Ii,.1.l.,.ll'l

DEVlO. DE BIBLlo.TECJ\S BIBLlOTECA M.ll';jj(S

TraduccionFernanda Miguetez Pose [ria Gonzalez Liano Ana Lopez

Con la colaboraci6n deRuben Jarazo Alvarez Natalia San Vicente Pellicer

MADRID' BCGCTA BUENCS AIRES' CARACAS' GUATEMALA LlSBCA MEXICO. NUEVA YCRK PANAMA SAN JUAN' SANTIAGO. sAc PAULO. AUCKLAND' HAMBURGO LONDRE8 MILAN' MONTREAL' NUEVA DELHI PARIS SAN FRANCISCO SIDNEY SINGAPUR 8T. LOUIS TOKIO' TORONTO

~~-~....:--;:';':':;;;--~m:. MI'J*,Un..

(Jl'lVERSIDAD N~IOl'AL DE COLOMBIA

!)El'TO. DE BI13LIOTEC:AS " 'T"l1BUOTECA MTNAS

Otros titulos de interes relacionados!. X4-481-3786-8 -- LEVINE;:lSl"" ..... " .................................... ..

40

41 42

CAl'iTULO

4.

EQUILIBRIO J\iIATERIAL ............................................................................... LAS FUNCIONES DE GrBBS Y HELMHOLTZ." .................. """"............................... "...... REL\CIONES TERMODlNA.MICAS PARA UN SISTEMA EN EQUILIBRIO................. CA.LCULO DE CAiVlJ:l.IOS EN LAS FUNC"lONES DE ESTADO ............... " ............... ".... POTENCIALES QUIl\1ICOS Y EQUILIBRIO MATERIAL" .......................... . EQUILIBRIO DE FASES EQUILIBRIO QUiMICO

47

47 47 53 55 56

Secci6n 4.4 Seccion 4.5 Secci6n 4.6 Secci6n 4,7 Secdon :1.8 Secci6n 4.9

57

II

i'\'iii CONTENJDO

CAPiTULO

5.

FUNClONES TERi\lODINAMICAS NORMAlES DE REACCI(m .............................

61

61 61

62

Seccion 5.1 Seccion 5.2 Seccion 5.3 Scccion5.4 Seccion 5.5 Seccion 5.6 Seccion 5.7 Seccion 5.8 Seccion 5.9 Seccion 5.10

ESTADOS NORMALES DE LAS SUSTANCIAS PURAS ................................................... ENTALP/AS NORMALES DE REACCrON .......................................... ...................... ENTALPiA NORMAL DE FORMl\CION ................................................................ . DETERMINACION DE LAS ENTAlPjAS NORMALES DE FORMACION Y REACClON .... DEPENDENCIA DE LOS CALORES DE REACCI()N CON LA TEMPERATURA UTILIZACION DE HOJAS DE CALCULO PARA OBTENER UN AJUSTE POLlN(j!vHCO ENTROP/AS CONVENCIONALES Y LA TERCER A LEy..... ............................ ENERGiA DE GIBBS NORMAL DE REACCION ................................................ TAHIAS TERMOD!NAMICAS.................... ......................................................................... CALCULO DE LAS PROPIEDADES TERMODINAMICAS................................................ PROBLEMAS GENERAU:S..................................................................................................

62 66 67 68 72 73 74 76

CAl'jTUlO

6.

EQUILIBRIO QUiMICO EN MEZCLA DE

GASES IDEA.LES................................

79

79

Seccion 6.1 Seccion 6.2 Sec cion 6.3 Seccion6.4 Seccion 6.5 Sccci6n 6.6

POTENClALES EQUILIORIO

EN UNA MEZCLA DE GASES IDEAtES ........................... . ENTRE GASES IDEALES ............................................ , ............. .

79

~I

DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA .... CALCULOS DEL EQUILIBRIO ENTRE GASES IDEALES ............................. ................. EQUILIBRIOS SIMULTANEOS ..... . DESPLAZAMIENTOS EN LOS EQUILIBRIOS ENTRE {lASES IDEALES ... PROBLEMAS GENERALES ................................................................................................. .

84

90

'll

93

CAPiTULO

7.

EQUIUBRIO D~: FMiES EN SISTEMAS DE

UN COMI'ONENTE...........................

99

99 102 104 110 110

113

Seccion 7.1 Secci6n 7.2 Seccion 7.3 Secci6n 7.4 Secci6n 7.5

LA REOLA DE LAS FASES ........................................................................................ EOUILIBRIO DE EASES PAl{i\S'iSTEMAS DE UJ;;!FOMPONENTE............. LA ECUACrON DE CLAPEYRON .:.. :...................... :::.................................... TRANSICIONES DE FASE S(~L1DO-SOLlDO ........... ....................................... ................. TRANSICIONES DE FASE DE ORDEN SUPERIOR .... ~...................................................... PROBLEMAS GENERALES ................................................................ ,.................... " ......... .

CAPiTULO

8.

GASFS REALES :.........................................................................ECUACIONES DE ESTADO DE UN CAS IDEAL...,................................... ,... ,.................. DATOS CRiTlCOS Y ECUACIONES DEESTADO ............................................................. , CALCULOS EN EL EQUILlBRIO LlOUIDO-Vt\POR ............................................... ,........ LEY DE LOS ESTADOS

117

Il7 118 120

124

Seccion 8.2Secci0n 8.4

Seccion 8.5 Sccci6n 8.7-Seccion 8.8

CORRESPOND[El'h~s;.~;: ....................................................... .

DEL GAS REA 1. Y DEL GAS

125

'128

Secci6n 8.9

SERIES DE

129

CAPiTULO

9.

DISOLUCIONES ................................................. ~............................................

133

133 134 137

Seccion 9.1Secci6n 9.2 Seccion 9.3

COMPOSICION DE LA DISOLUCION ................., ... ,. ......................................................... MAGNITUDES MOLARES 1;IAGNITUDES DE MEZCLA..........................................................

CONTENlDO Ix

Secci6n 9.4 Seccibn 9.5 Seccion 9.6 Secci6n 9.7 Seccion 9.8

DETERMINACION DE MAGNlTUDES MOLARES PARCIALES ............................... . DISOLUCIONES PROPIEDADES TERMODINAMICAS DE LAS DlSOLUCIONES iDEALES ................... . DISOLlJCIONES DILUiDAS PROPIEDADES TERMODlNAMICAS DE LAS DlSOLUCIONES DILUiDAS iDEALES .. PROBLEMAS GENERALES ........... .

137

142

142

144 145 148

CAPiTULO

10.

DISOLUCIONES

No

IDEALES ..........................................................................

153

153

Secci(}n lIli Secclon 10.2 Secci6n 10.3 Secci6n 10.4 Seccibn 10.5 Seccion 10.6 Seccibn 10.8 Seccion 10.9

ACTIVIDADES Y COEFICIENTES DE ACTIViDAD ......................................................... FUNCIONES DE EXCESO...................................................................................................... DETERMINACI()N DE ACTlVIDADES Y COEFICIENTES DE ACTIVlDAD................. COEFICIENTES DE ACTIVlDAD EN LAS ESCALAS DE MOLARIDAD Y CONCENTRACI()N MOLAR ...................... :....................................................................... MODELOS PARA COEFIClENTES DE ACTlVIDAD DE NO ELECTROUTOS ............ 1. DISOLUCIONES DE ELECTROUTOS.................................................................................. TEORiA DE DEBYE-HOCKEL EN DlSOLUCIONES DE ELECTROUTOS..................... ASOCIACI()N IONICA......................................... ..........................................................

153

154

156 157

160

162 165

Scccion 10.10 PROPIEDADES TERMODINAMICAS DEL ESTAfJO NORMAL DE LOS COMPONENTES DE UNA DISOLUCJ()N .......... ............................................. .....................................S~ccion

160 168171

to.!

MEZCL\S DE GASES NO PROBLEMAS GENERALES ..................................................................................................

CU'ITULO

11.

EQUILIBRIO QUill-lICO EN SISTEMAS

No

IDEALES .........................................

175

175

175

Secci6n ILlS~cci6n I U

LA CONSTANTE DE EQUIUBRIO:........................................................ ............................. EQUILIBRIO QUiMICO EN DISOLUClONES DE ELECTROUTOS ................................ EQUIUBRIOS DE SOLIDOS 0 LlQUlDOS PUROS....................................... EQU!UBRIO QUiMICO EN MEZCLAS DE GASES NO IDEALES................................... PROGRAMAS COMPUTACIONALES PARA CALCULOS DE EQUlUBR!O OUIMICO... INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EQUILlBR10 PRESION EN LA CONSTANTE DE

Secci6n 11.4 SecciOfl 11.5 Secci6n 11.6 Seccibn Secci6n 11.9

182

185

186

186 189

189

CAMBIO DE ENERGiA DE GIBBS DE UNA REACCION PROBLEMAS GENERALES ................................................................................................. .

CAPITULO

12.

EQlilLlBRIO DE FASES EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES ...........................

191

191

Sccci6n 12.1 Secc101]12.2 Sccci6n 12.3

PROP!EDADES COUGATlVAS....

.............................

DISMINUCION DE LA PRESION DE VAPOR.................... .................... DES(,ENSO DEL PUNTO DE (,ONGELACION Y AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICION........................................................... PRESION OSM()T!CA ........................................................ ,.................................. DIAGRAMAS DE FASES DE SISTEMAS DE DOS COMPONENTES.............. EQUILIBRIO LlQUIDO-VAPOR PARA SISTEMAS DE DOS COMPONENTES EQUILIBRIO LiQUIDO-UQUIDO EN SISTEMAS DE DOS COMPONENTES............... EQU!UBRIO SOLI DO-LiQu IDO EN SISTEMAS DE DOS COMPONENTES.................

191 191

SCCC;(ll1 I~AS~,;ci6n 12.5

195

197 198 199

Sc (a) Un sistema cenado no puede interaccionar con sus alrededores. (b) La densidad es una propiedad intensiv(l, (e) 1:1 Occam) Atl!\ntico es un sistema abierto. (d) Un sistema homogeneo delle ser una sustancia pum. (e) Un sistema que contiene una unica sustancia debe ser homogeneo. (a) F. (b) V. (e) V. (d) F. (e) F: una mezcla de hielo y agua (b) Si 10-2 TIK vale P? (d) Si lO) (Kin = 3,20; i,cllanto vale T?F,.';

2e 1x + 12.re3>:+ 9.\'-:(:.";\.

x= 10-', 10-2, 10', 10-', 10"

10 ", 10" respectivamcnle. La mejor eslimacion es 218.393.

(0)

,(vldx =5 CX 0,1

,

y si x = 2, dvl,":

218,3926. Un programa en BASIC para la parte (a) es

,

50 PR INT "DELTAX=";CX;,. RATlO=";R

10 FOR N = 1 TO 720 X~2

60 CXEXP(X~2)

CX/10

30 CY = EXPX + CX),,2)

70NEXTN 80 END

40 R =CYfCX 1.40 Calcult: alay ae: (II) ,

(b) cos (bv'::); (el x