Problemas DE LA Ecuacion DE VAN DER Waals PDF

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Problemas de Van Der Waals...

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PROBLEMAS DE LA ECUACION DE VAN DER WAALS 1. Calcular las constantes de Van Der Waals del C 2H6 a partir de los siguientes datos: TC= 32.1°c Pc=48.8 atm. Usando estas constantes determinar la temperatura ejercida por 10 gramos del gas, cuando se encuentra contenido en un frasco de 1.5 litros a la presión de 7.4 atmósferas. DATOS

FORMULAS Y DESPEJES n2∗a P+ 2 V ( V −nb ) nR ¿ T

(

A= ¿? B= ¿? Tc = 32.1°C Pc= 48.8 atm

PROCEDIMIENTO

)

T= ¿? MC2H&=10g V=1.5L P=7.4 atm

2. A) A partir de las constantes críticas para el Ne, determinar el valor de las constantes a y b de Van der Waals. Tc= -228.7°C

Pc= 25.9 atm

B) Dados los valores de las constantes a y b para el N 2, determinar los valores de las constantes críticas Vc, Tc y Pc.

A= 1.39 atmL2 / mol2 Datos:

Formulas:

b= 0.0391 L/mol

PROCEDIMIENTO a)

a) A= ¿? Tc = -228.7°C Pc= 25.9 atm b) A= 1.39 atmL2/mo l2 B= 0.0391 L/mol Tc = ¿? Pc= ¿?

2

27 R T 64 P c R T c1 b= 8 Pc a=

(

2 c

T c=−228.7+273=44.3 ° K

atm∗ L 2 ) (44.3° K )2 atm L2 mol∗° K =0.2149 a= 64 (25.9 atm) mol2 2 atm∗L 1 (0.082 ) (44.3 ° K ) L mol∗° K =0.0175 b= 8 (25.9 atm) mol 27 (0.082

)

n2∗a V2 ( V −nb ) = nR b) PV T= L nR Vc =3 b=3 ( 0.0391 L/mol) =0.1173 mol a 1.39 atmL 2/mol 2 Pc= = =33.6742 2 2 3Vc L ) 3(0.1173 mol b 8 Pc 8(0.0391 L/mol)(33.6742) = Tc= =128.45° K R atm∗ L 0.082 mol∗° K P+

3. Usando la ecuación de Van Der Waals determinar la temperatura a la cual 2.35 moles de N2 ocupan un volumen de 1.25 L, a una presión de 15 atmósferas. A= 1.39 atmL2 / mol2 Datos: n=2.35 mol V=1.25L P=15 atm a=1.39 atmL2/mol2 b=0.0391 L/mol R=0.082 atm*L/mol °K

Formulas:

(

2

n ∗a V2 ( V −nb ) nR

P+

¿ T

)

b= 0.0391 L/mol Procedimiento: T =¿

(

2

15 atm+

)

2.35 mol ∗1.39 atmL2/mol 2 ( 1.25 L−2.35 mol∗0.0391) 2 1.25 L atm∗L 2.35 mol∗0.082 mol∗° K

¿ 119.60 ° K

4. Empleando la ecuación de Van Der Waals, calcule la presión desarrollada por 60 gramos de Argón, contenidos en un volumen de 3850 cm3 a 23°C Tc= -112°C DATOS P= ¿? MAr= 60g V= 3850 ml T= 23°C Tc= -122°C Pc= 48 atm

Pc= 48 atm

FORMULAS Y DESPEJES 27 R 2 T c2 a= 64 P c R T c1 b= 8 Pc

(

2

)

n ∗a 2 V ( V −nb ) =T nR nRT =P V P+

PROCEDIMIENTO 2

atm∗ L 2 ) (151 ° K ) mol∗° K =1.347 atm∗L a= 64(48 atm) atm∗L (0.082 )(151 ° K ) mol∗° K =0.03224 L/mol b= 8(48 atm) 27 (0.082

(

)

atm∗ L ( 151 ° K ) mol∗° K

(15 mol) 0.082 P=

(

3.85 L−( 1.5 mol) 0.03224

L mol

)

−1.5 mol 2 (1.347 atm∗L2 /mol2) (3.85 L)2 P=9.57 atm−0.20 atm =9.372 atm

n2 a nRT − 2 P= V −nb V

atm∗ L )(296 ° K ) mol∗° K =9.45 atm 3.85 L

(1.5 mol)(0.082 P=

5. (Ecuación de Berthelot) Un gas que pesa 0.180 gramos ocupa un volumen de 51.5 cm3 a 27°C y 760 mm Hg. Para este gas la presión crítica es de 47.4 atmósferas y la temperatura crítica de 288.5°C. Aplicando la ecuación de Berthelot, calcular el peso molecular del gas DATOS m= 0.180 g V=51.5 cm3>0.0515L T=27°C

FORMULAS Y DESPEJES mRT ∗¿ M= PV 9 PT c 6T 2 [1+ 1− 2c 128 T Pc T

(

PROCEDIMIENTO M =¿

)

(

)

atm∗ L ( 300.15° K ) mol∗° K ( 1 atm ) ( 0.0515 L)

( 0.180 g ) 0.082

->300.15°K P=760 mmHg>1 atm Pc=47.7 atm Tc=288.5°C>561.65°K R=0.082 atm*L/mol°K M= ¿?

1+ ¿

[

9( 0.0515 L )( 561.65 ° K ) 128 ( 300.15 ° K )( 47.7 atm ) 2 6 (561.65 ° K ) ¿ 1− ( 300.15 ° K )2

(

)

¿ 81.2 g /mol

]

6. En un recipiente de 5.2 litros se tienen 102 gramos de tricloruro de metilo (CHCl3) a una temperatura de 34°C, determinar la presión ejercida por el gas. Tc= 416.2°K Datos: P= ¿? mCHCl3= 102g n=0.86 mol V= 5.2L T= 34°C ->307.15°K Tc= 416.2°K Pc= 48 atm

Pc=65.8 atm

Formulas y despejes: 27 R 2 T c2 a= 64 P c 1 RTc b= 8 Pc

(

2

)

n ∗a V2 ( V −nb ) =T nR nRT =P V P+

P=

2 nRT na − 2 V −nb V

Procedimiento: 2

atm∗ L 2 ) (416.2° K ) mol∗° K =10.23 at a= 64(48 atm) atm∗L )(416.2° K) (0.082 mol∗° K =0.0888 L/mo b= 8(48 atm) 27 (0.082

(

)

atm∗ L (307.15° K ) mol∗° K P= 5.2 L− ( 0.86 mol) ( 0.0888 L/mol ) −0.86 mol2 (10.23 atm∗L2 /mol2 ) (5.2 L)2

( 0.86 mol ) 0.082

P=3.9502 atm / L...