358115 32 Fase III Ciclo de La Tarea

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

FISICOQUIMICA AMBIENTAL 1

TRABAJO COLABORATIVO 2

Fase III Ciclo de la tarea

Jorge Iván Hernández Cód. 1112619932

Tutor:

María Carolina Leal

Grupo: 358115_32


ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE – ECAPMA

Cali, Octubre de 2015



Cuestionario

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.

1. Calcule el orden de la reacción y la constante de velocidad de la reacción A + B ↔ C, a

partir de los siguientes datos, obtenidos a cierta temperatura.

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

1.50 1.50 3.20 x 10-1

1.50 3.00 12.80 x 10-1

3.00 1.50 6.40 x 10-1

Enunciado:

La velocidad de una reacción es proporcional a la concentración de los reactivos y la constante de proporcionalidad k recibe el nombre de constante de velocidad. La ley de la velocidad expresa la relación de la velocidad de una reacción con la constante de velocidad y la concentración de los reactivos, elevados a alguna potencia, y tiene la forma:

Velocidad=k [A ]X [B]Y

Solución:

La ley de la velocidad está dada por Velocidad=k [A ]X [B]Y , los experimentos No.1 y No.3 muestran que cuando se duplica la concentración de [A ] a una concentración constante de [B] , la velocidad se duplica. Así la reacción es de primer orden respecto de [A ].Los experimentos No.1 y No.2 indican que al duplicar la concentración de [B], a una concentración constante de [A ], la velocidad de cuadriplica, así la reacción es de segundo orden respecto de [B].

Tenemos que:

Velocidad=k [A ]1[B ]2 , lo que muestra que es un reacción (1+2) o de tercer orden global. La constante de la velocidad k se calcula utilizando cualquiera de los valores de la tabla:

k= velocidad[A ]X [B]Y

Reemplazando valores del experimento No 2, tenemos.

k= 12,80∗10−1M / S[1,50M ]1[3,0M ]2

=9,48∗10−2M .s



2. Determine el orden de la reacción y la velocidad inicial de desaparición de X cuando su

concentración es 0.60M y la de Y es 0.70M. Asumiendo la reacción X + Y ↔ Z, a partir de

los siguientes datos tomados a 380 K.

[X] [Y]Velocidad inicial de

desaparición de X (M/s)0.10 0.50 0.0530.20 0.30 0.1270.40 0.60 1.0200.20 0.60 0.2540.40 0.30 0.509

Los experimentos No. 2 y No.5 muestran que cuando se duplica la concentración de [X ] a una concentración constante de [Y ] la velocidad de cuadriplica, así la reacción es de segundo orden respecto de [X ].

Los experimentos No.2 y No.4 muestran que cuando se duplica la concentración de [Y ] a una concentración constante de [X ] la velocidad de duplica, así la reacción es de primer orden respecto de [Y ] .

Tenemos que: Velocidad=k [X ]2[Y ]1 lo que muestra que es un reacción (2+1) o de tercer orden global. La constante de la velocidad k se calcula utilizando cualquiera de los valores de la tabla:

Reemplazamos los datos del experimento No.2, en la siguiente fórmula:

k= velocidad[A ]X [B]Y

k= 0,127M / s[0,20M ]2[0,30M ]1

k=10,58M /s

Luego hallamos la velocidad inicial de desaparición de X cuando su concentración es 0.60M y la de Y es 0.70M.

Utilizamos la fórmula:

Velocidad=k [X ]2[Y ]1

Reemplazamos los datos.

Velocidad=10,58M /s [0,60M ]2[0,70M ]1



Velocidad=2,66M / s

3. Determine la gráficamente la energía de activación para la reacción de descomposición del óxido nitroso en una molécula de nitrógeno y un átomo de oxígeno. Considerando las constantes de velocidad de segundo orden medidas a diferentes temperaturas que se presentan a continuación.

T (°C) K (1/M. s)

600 1.87 x 10-3

650 0.011

700 0.057

750 0.244

Enunciado:

La velocidad de las reacciones aumenta al incrementar la temperatura. La dependencia de la constante de velocidad de una reacción respecto a la temperatura se expresa por medio de la siguiente ecuación conocida como la ecuación de Arrhenius:

k=Ae−EaRT

Donde Ea = energía de activación en KJmol

Constante de los gases 8,314J

K .mol

T=¿ Es la temperatura absoluta y e es la base de la escala de logaritmos naturales.A=¿ Representa la frecuencia de las colisiones.

La constante de velocidad disminuye cuando aumenta la energía de activación y aumenta con el incremento de la temperatura. Esta ecuación se expresa de una forma más útil, aplicando el logaritmo natural en ambos lados:

I nk=I nAe−EaRT

Un gráfico de I nk contra 1/T forma una línea recta, cuya pendiente es igual a −EaR

intercepto

en I nA . Transformando los datos del ejercicio a las variables correspondientes tenemos:

1/T ¿) Ink

1.14*10−3 -6,281

1.08*10−3 -4,509

1.028*10−3 -2,865

9.775*10−3 -1,410



9,775*10¯⁴ 1,028*10¯³ 1,08*10¯³ 1,14*10¯³

-7.00-6.00-5.00-4.00-3.00-2.00-1.000.00 1/T (K¯¹)

Pendiente (-Ea)/R

Gráfico de la energía de activación

In k

También podemos hallar la energía de activación con los datos de las temperaturas y graficarlos. Aplicamos las formula, cuando se tienen diferentes temperaturas:

I nk ₁k ₂

=EaR

[T ₁−T ₂T ₁T ₂

]

Despejamos Ea y obtenemos:

Ea=I nk ₁k ₂R

[T ₁−T ₂T ₁T ₂

]

Reemplazamos los datos de la tabla, ejemplo:

Ea=0,331∗8,314

JK .mol

[873 ºK−923 ºK873 ºK∗923 ºK

]

Ea=44,4∗103 Jmol

Aplicando la fórmula para los otros datos tenemos:

Fisicoquímica a evaluar

Parámetro fisicoquímic

o

Normatividad que lo rige

Problemática asociada

Color aparente,

Res

olu

ció

n

No

.

La coloración del agua indica la posible presencia de óxidos metálicos, como puede ser el óxido de fierro, el cual da al agua un color rojizo.

Olor y sabor Afecta la estética y calidad del agua

TurbiedadInterfiere en procesos de tratamiento de las aguas como es en la desinfección con agentes químicos o con radiación ultravioleta, disminuyendo la efectividad biosida de

TºK EaJmol

923 44,4∗103 Jmol

973 67,805∗103 Jmol

1023 117,9∗103 Jmol



2115 (Junio

22/2007),

Decreto número

1 575 del

2007.

éstos lo cual representa un riesgo en el consumidor.

ClorurosSu presencia se considera más importante por razones del gusto que le comunica al agua que por motivos de salud.

Dureza Total Se investiga la relación entre las aguas blandas y enfermedades cardiacas

ManganesoCuando estos metales precipitan del agua dónde originalmente se encuentran disueltos, forman depósitos color amarillo o café oscuro, o una lama negra sumamente desagradable.

Molibdeno Disturbio metabólicos

SulfatosAltos niveles de este compuesto no presentan toxicidad pero si problemas en la calidad y usos del agua. Tienen efectos sobre el sabor y, son laxantes cuando simultáneamente están presentes el manganeso y el sodio.

Zinc Afecta el sabor del agua.

FosfatosDaña los accesorios en contacto con el agua, mancha la ropa. Afecta el sabor del agua.

PHSi este valor es alterado, los procesos biológicos que normalmente se llevan a cabo pueden ser perturbados y/o inhibidos y las consecuencias son adversas.

Antimonio Disturbios metabólicos

Arsénico Fluoriosis

Bario Disturbios metabólicos

Cadmio Disturbios metabólicos

Cianuro libre y disociable

La toxicidad del cianuro se liga a la hemoglobina irreversiblemente y con mayor fuerza que el oxígeno y la persona o animal de sangre caliente muere de asfixia ya que no hay transporte de oxígeno.

Cromo TotalLa ingestión de metales tóxicos incrementa el riesgo de aparición de tumores, enfermedades en órganos vitales como aparato digestivo, respiratorio y reproductivo con consecuencias no solo al consumidor sino a su descendencia.

Mercurio Disturbios metabólicos

Níquel Disturbios metabólicos

Plomo Disturbios metabólicos

Selenio Disturbios metabólicos

Nitritos Disturbios metabólicos

NitratosAl reducirse en el cuerpo a nitritos puede dificultar la oxigenación de la sangre en lactantes. Altas concentraciones de nitratos pueden causar cáncer gástrico.

FluorurosConcentraciones mayores que 2 mg/l han sido asociadas con manchas en el esmalte dental y concentraciones sobre 4 mg/l consumidas por varios años pueden producir rigidez, dolores articulares y deformaciones en el esqueleto.

Coliformes Totales

Los organismos patógenos están dentro del grupo de los Coliformes, pero no todos los Coliformes son patógenos, por lo que la presencia de Coliformes en una muestra de agua no necesariamente indica la presencia de organismos causantes de enfermedad.

Conclusiones

Conocer los parámetros establecidos por las normas colombianas es indispensable para

nosotros como ingenieros ambientales en el desarrollo de nuestra profesión.

El decreto 1575 del 2007 y la resolución 2115 del 2007, rigen los diversos parámetros para

el sistema de control y vigilancia del agua potable para consumo humano, lo cual nos

permite disponer de un agua de excelente calidad.



El agua potable es de vital importancia para todos, de su calidad depende nuestra salud.

Bibliografía

agua, Q. d. (23 de 09 de 2014 ). http://www_quimicadelagua.com. Obtenido de Química del agua : http://www_quimicadelagua.com/Conceptos.AnaIiticosConductividad-html

Blanco, S. (26 de 09 de 2014). prezi. Obtenido de Normatividad colombiana para calidad y limites permisibles: https://prezi.com/yk8kmipgfxas/normatividad-colombiana-para-calidad-y-limites-permisibles-d/

Social, M. d. (03 de 09 de 2014 ). wwwins.gov.co. Obtenido de Decreto número 1575 del 2007: http://wwwins.gov.co/tramites,y-servicios/programas,de



Social, M. d. (06 de 09 de 2014). www.aqnasyaqllas.rnm-cn. Obtenido de Resolución número 2115 del 2007: http://www.aqnasyaqllas.rnm-cn/ralidad aqua/imaaes/1575pdf

velocidad, u.-Q. C. (25 de 02 de 2012). http://www.unicoos.com/asignaturas/quimica/equilibrio-y-ph/11/. Obtenido de QUIMICA Cinetica Ecuacion de velocidad: https://www.youtube.com/watch?v=9ZgcKl0LKYw

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