GUIA DE ACTIVIDADES

ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGA E INGENIERA FISICOQUIMICA201604

FASE 2 CICLO DE TAREA UNIDAD 1

201604 - FISICOQUIMICA

GRUPO201604_15

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIAPROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOSCEAD PALMIRASEPTIEMBRE2014FASE 2 CICLO DE TAREA UNIDAD 1

Presentado Por:

Luz Aidi lvarez Hoyoscd: 52.302.188

Halbin Serrano Ramrezcd: 7.602.038

Presentado a:Martha Cecilia Vinasco Guzmn

Tutora

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIAPROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOSCEAD PALMIRASEPTIEMBRE2014OBJETIVO GENERAL

Profundizar en el estudio de los fundamentos del equilibrio de fases de las soluciones

OBJETIVOS ESPECIFICOSEstablecer la relacin de los fundamentos y los cambios energticos de las reacciones qumicas.

Analizar los conceptos de equilibrio de fases

1. Realiza de manera individual un cuadro SPRI que refleje las relaciones de los fundamentos de los cambios energticos en las reacciones qumicas, los equilibrios de fase y el equilibrio qumico2. SITUACION3. PROBLEMA

Cul es la Situacin en que ocurren : En todas las reacciones qumicas se manifiestan cambios de energa, esta puede ser absorbida o liberada en forma de energa trmica, luz, electricidad y mecnica. Cuando una reaccin qumica libera energa en forma de calor o energa trmica al entorno, se dice que la reaccin es exotrmica y cuando la energa es suministrada del entorno para que se efecte la reaccin es endotrmica.En una reaccin exotrmica la energa contenida en los reactivos es mayor que la requerida en la formacin de los productos, por esta razn la energa no utilizada se libera.En el caso de una reaccin endotrmica la cantidad de energa contenida en los reactivos es menor, con respecto a la necesaria para la formacin de los productos, por esta razn es necesario suministrar constantemente energa del entorno para que la reaccin progrese.Cuando los cambios qumicos ocurren a presin constante (presin atmosfrica), la energa suministrada o liberada en forma de calor no slo producir un cambio en la energa interna del sistema, sino que tambin se emplear para realizar trabajo, de esta forma, resulta ms conveniente utilizar la entalpa H, la que toma en cuenta que el destino del calor, puede ser para realizar trabajo.H0reaccin = Hproductos - Hreactivos La entalpa o contenido energtico cambia al pasar de los reactivos a los productos y, junto con la entropa o grado de desorden, determina el que una reaccin se produzca o no espontneamente. La variacin de entalpa en una reaccin qumica no depende del camino seguido por la reaccin, sino slo de los estados inicial y final del proceso.Relaciones La ley de HessCalor de formacin y calor de reaccinCalor de reaccin y energa de enlaceEnerga libre de Gibbs: potencial qumico, constante de equilibrio qumico

La constante de equilibrio (Kp) para la reaccin es 0,113 a 298 K:N2O4 (g) 2NO2 (g), lo cual corresponde a un cambio de energa libre estndar de 5,40 Kj/mol.En un experimento determinado, las presiones iniciales son PNO2 = 0,122 atm, y PN2O4 = 0,453 atm. Calcule G para la reaccin con esas presiones y prediga la direccin de la reaccin neta haca el equilibrio.

4. RESOLUCION

5. INFORMACION

Solucin:

G=5.40Kj/mol+0.082atm.Lmol.K298Kln(0.122atm)20.453atm

G=-78.06kj/molComo se alcanza la solucin al problema : Considerando que en este problema lo importante es la influencia de la presin sobre el cambio de energa libre, despejamos la siguiente ecuacin:G=G0+RTlnPBbPAa

Halbin Serrano Ramrez1. SITUACION6. PROBLEMA

En general en todas las reacciones qumicas se producen cambios energticos, los cuales pueden darse en forma luminosa, elctrica, mecnica o calorfica siendo sta la ms frecuente, hay que tener en cuenta que si en los procesos qumicos se producen cesiones o absorciones de energa se puede llegar a la conclusin que tanto reactivos como productos almacenan una cantidad determinada de energa, la cual recibe el nombre de contenido energtico o entalpa y se representa con la letra H, sta junto con la entropa (S) o grado de desorden determinan que una reaccin se produzca espontneamente o no. De otro lado la transferencia de energa se puede dar del sistema al medio (exotrmica) o en sentido inverso (endotrmica), en las reacciones endotrmicas el contenido energtico de los reactivos es menor del necesario para la formacin de los productos, por lo tanto necesita energa del medio para llevar acabo la reaccin, en tanto en las reacciones exotrmicas sucede lo contrario, el contenido energtico de los reactivos es mayor a la necesaria para la formacin de los productos, por lo tanto la energa que no es utilizada se libera al medio

H0reaccin = Hproductos - Hreactivos Se dice que hay equilibrio qumico cuando los reaccionantes se forman con la misma velocidad que los productos, la composicin de la mezcla es constante y no vara con el tiempo, la caracterstica ms importante del estado de equilibrio qumico es de que las reacciones directa e inversa tienen lugar con igual velocidad equilibrndose mutuamente y evitando cualquier variacin en la composicin de la mezcla reaccionante.La condicin de equilibrio material en un sistema compuesto por varias fases y especies se cumple cuando no hay cambios macroscpicos en la composicin del sistema, ni transporte de materia de una fase a otra del sistema.Suponga que usted es el profesional de la planta encargado de determinar si un proceso requiere de la accin de un catalizador para llevarse a cabo; suponga tambin que se trata de un proceso sencillo como la formacin de 1 mol de agua a partir de sus elementos constituyentes a 25C y a 1 atm de presin (condiciones normales).

7. RESOLUCION

8. INFORMACION

La reaccin que se ha de considerar es:

Solucin:Se hace uso de la ecuacin:

DG = DH -TDS.

Al sustituir esos valores se obtiene:

El calor de esta reaccin, DH , es el calor normal de formacin del agua y tiene un valor de - 285.83KJ . Otro dato que se debe tener en cuenta son las entropas de formacin para los reactivos y los productos.la reaccin se produce con una grandisminucin de energa libre, lo cual demuestra que esta reaccin tiende a producirse espontneamente, es decir que no requiere ningn tipo de catalizador

1) Responda verdadero o falso, sustente su respuesta:

a) Las cantidades H, U, H, PV y P V tienen todas las mismas dimensiones

Respuesta: (v) Verdadero son los cambios de estado, variacin de entalpia, tienen dimensiones de trabajo y de energa.

b) H es definida solo para un proceso a presin constante.

Respuesta: (v) Este principio de calor absorbido o cedido se da a presin constante, variacin de entalpia.

c) Para un proceso a volumen constante en un sistema cerrado, H= U

Respuesta: (F)

H = (Hf Hi) Variacin de Entalpia

U = (q+W) Variacin Energa Interna

2) Desarrollo de los problemas relacionados con la Unidad 1: principios de la fisicoqumica.

Calcular

a) Q, w, H y U para la expansin isotrmica reversible a 300 K de 5,00 moles de un gas perfecto desde 500 a 1500 cm3.

Procesos Isotrmicos para un Gas Ideal

La temperatura es constante, T1 = T2 y T = 0Como la energa interna es una funcin de temperatura U = 0. La primera Ley nos dice: U = Q + W = 0H = U + (P.V) = 0 + (n.R.T) = 0

n= 5 molR= 8,314 J/mol-KT= 300 K

H = 0U = 0W =?Q = -w

Q = 13,7

b) Cules seran U y w si la expansin conectase los mismos estados inicial y final que en (a), pero realizando la expansin del gas perfecto en el vaco?En el caso de que la expansin sea contra vaco

W = 0 Por ser isotrmico U = 0 Por consiguiente Q = 0

H= U + (P.V) = 0

3) Un mol de He gaseoso con Cv,m=3R/2 esencialmente independiente de la temperatura, se expande reversiblemente desde 24,6 litros y 300 K a 49,2 litros. Calcule la temperatura y presin finales si la expansin es:

Cv =3R/2Cp = 5R/2 = 1.67R = 8,31J/mol.K, 1,0 L = 10-3 m3

c) Dibuje un esquema de estos dos procesos en un diagrama P-V

CONCLUSIONES

La fisicoqumica estudia la materia empleando los conceptos fsicos y el fundamento fsico de las leyes de la qumica. Sus campos principales son la termodinmica qumica, que estudia la energa - direccin y equilibrio de las transformaciones qumica, y la cintica qumica - que estudia la velocidad con la que las reacciones ocurren. Luz Aidi AlvarezEl Calor necesario para descomponer una sustancia en sus elementos es igual pero de sentido contrario para volver a formarla. Luz Aidi Alvarez

El calor liberado a presin constante en una reaccin qumica dada es una constante independiente del nmero de etapas en que se realiza el proceso qumico. Luz Aidi AlvarezEn todas las reacciones qumicas se producen cambios energticos-Halbin Serrano RamirezHay equilibrio qumico cuando los reaccionantes se forman con la misma velocidad que los productos- Halbin Serrano Ramirez

BIBLIOGRAFIA

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http://www.fisicanet.com.ar/quimica/compuestos/ap01_reacciones_quimicas.phphttp://apuntescientificos.org/fisicouno.html

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