UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA

AREA DE TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

APRENDIZAJE DIALÓGICO INTERACTIVO (ADI) PROF. ING. NOEL ACACIO

EJERCICIOS PROPUESTOS CINÉTICA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS CATÁLISIS DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

1.- Para la descomposición del Ozono se tiene: O3 O2 + O O + O2 O3 O3 + O 2O2 Encuentre la - d[O3]/dt por el estado estacionario. 2.- La cinética de descomposición catalítica de NH3 en sus elementos sobre W, a 1110 ºC, se determinó con presiones iniciales distintas de amoniaco por el método de la vida media

Pi (mmHg) 265 130 58

t ½ (min) 7.6 3.7 1.7

Determine el orden de reacción y la constante cinética. 3.- En el estudio de la descomposición de HI se obtuvieron los siguientes resultados:

T , ºC (HI) inicial, M t1/2, min

427 0.100 59.0

427 0.080 73.0

508 0.100 4.20

508 0.080 5.25

Evalúe: a) El orden de Reacción b) la constante de velocidad a 427 ºC, 508 ºC c) Energía de Activación d) Factor de Frecuencia e) Tiempo Necesario (min), para que se descomponga el 50 %, cuando la concentración inicial es 0.050 M @ 450 ºC. 4.- Calcule la fracción de colisiones en las que la energía cinética relativa a lo largo de la línea de colisiones supera (20 Kcal/mol)/NA, para T = 300 K, 310 K y 320 K. (utilice la relación de Maxwell-Boltzmann) 5.- La energía de activación de Arrhenius a 130 ºC para la transposición del 1-etil-propenil-alil-malinitrilo en 1-etil-2-metil-4-penteniliden-malonitrilo es 25900 cal.mol

-1. K=2,6.10

-4 s

-1. Encuentre:

a) La entropía de Activación. ∆S

≠.

b) La entalpía de Activación. ∆H≠.

K1

K-1

K2

6.- El amoníaco se descompone sobre superficies de tungsteno a 900°C en nitrógeno e hidrógeno, según la siguiente reacción:

2 NH3 (g) → N2 (g) + 3 H2 (g) A esa temperatura, la constante de velocidad es de 1,67x10

-4 M/min. Determinar cuánto tiempo

tardará en descomponerse totalmente el amoníaco, si la presión inicial de éste es de 2 atm. 7.- A 25 °C la vida media para la descomposición del N2O5 es 2,5.10

-4 segundos y es independiente

de la [N2O5]o, ¿cuál es el orden de reacción?, ¿qué tiempo se requiere para que se descomponga el 80% del N2O5? 8.- El número de centímetros cúbicos de metano medidos a STP, adsorbidos sobre 1 gramo de carbón a 0°C y varias presiones diferentes es:

P (mmHg) 100 200 300 400

cm3 adsorbidos 9,75 14,5 18,2 21,4

Grafique los datos utilizando la isoterma de Freundlich y determínense las constantes K y 1/n. 9.- La adsorción del cloruro de etilo sobre una muestra de carbón a 0 °C y varias presiones diferentes es:

P (mmHg) 20 50 100 200 300

gramos adsorbidos

3,0 3,8 4,3 4,7 4,8

Utilizando la isoterma de Langmuir, determínese la fracción de la superficie cubierta a cada presión. Si el área de la molécula de cloruro de etilo es 0,260 mm

2 ¿cuál es el área del carbón?

10.- El volumen de oxígeno, medido en CNTP adsorbido a -183 °C sobre 0,606 gramos de silicagel es:

V (cm3) 36 80 91 114 127 147 168

P (mmHg) 46 143 192 285 345 418 460

a) Determinar el área de superficie del sólido, sabiendo que el gas presenta una presión de vapor igual a ½ atmósferas

b) Calcule la constante C de BET c) Verifique el modelo matemático que rige el proceso

11.- Al estudiar las propiedades adsortivas del gel de sílice se llevó a cabo un estudio en presencia de 4 gramos del mismo en soluciones de benceno (C6H6). Obteniéndose los siguientes resultados:

gramos C6H6 adsorbidos Conc. C6H6 (Molar)

4,472 0,110

22,36 2,5

54,772 15

90,220 40,70

120,89 80,82

200 200

8000 8000

En base a esta información proceda a evaluar los siguientes requerimientos: a) Las constantes K y n de la isoterma de Freundlich, explicando si se adapta el sistema

a la misma. b) Modelo matemático que rige este proceso. c) Cuál debería ser la concentración de benceno para que su masa adsorbida sea de 100

gramos.

d) Cuántos serían los Kilogramos de benceno adsorbidos cuando la concentración del mismo es igual a 20 Molar.