CINETICA QUIMICA

Una reacción de segundo orden en solución tiene una constante de velocidad de 5.7 x 10-5 dm3mol-1s-1 a 25oC y de 1.64 x 10-4 dm3mol-1s-1 a 40oC. Calcule la energía de activación y el factor preexponencial suponiendo que la ecuación de Arrhenius es aplicable.Además calcule la energía de Gibbs de activación a 25oC, así como la entropía de activación y la entalpía de activación.

Considere la reacción descrita por:Cr(H2O)6

+3 (aq) + SCN- (aq) Cr(H2O)5(SCN)2+(aq) + H2O (l)

para la cual se tienen las siguientes velocidades iniciales, que fueron obtenidas a 298.15oK:

[Cr(H2O)6+3]/mol.dm-3 [SCN-]/ mol.dm-3 Vo/ mol.dm-3.s-1

1.21x10-4 1.05x10-5 2.11x10-11

1.46x10-4 2.28x10-5 5.53x10-11

1.66x10-4 1.02x10-5 2.82x10-11

1.83x10-4 3.11x10-5 9.44x10-11

Determine la ley de velocidad para la reacción y la constante de velocidad a 298.15oK. Asuma los órdenes que son integrados.

1.- Los siguientes datos corresponden a la velocidad de hidrólisis de sacarosa al 17% en solución 0.099M de HCl a 35ºC.

Tiempo (min)

9.8 59.6 93.2 142.9 294.8 589.4

Sacarosa (%)

96.5 80.3 71.0 59.1 32.8 11.1

A) Utilizar el método gráfico para determinar el orden de reacción con respecto a la

hidrólisis de la sacarosa.B) Calcular la constante de velocidad y la vida media de la reacción.

2.- Se efectuó un estudio de estabilidad acelerada de tabletas de ácido ascórbico a 70 ºC y se obtuvieron los siguientes resultados:

Tiempo (días)

0 10 20 40 60

Concentración (mg)

100 73 53 29 15

A) Calcular el orden de reacción utilizando el método gráfico.B) La constante de velocidad de degradación.C) El tiempo de vida media.

3.- A partir de los siguientes datos:

Tiempo(días ) 0 10 20 30 40 60 80Concentración (mg/mL)

100 86.1 71.6 58.2 48.2 35.0 28.4

Calcular:

A) El orden de reacción B) La constante de velocidadC) La vida media

4.- La vida media de una reacción de primer orden es de 10 min. ¿Qué % del reactivo queda después de una hora?

5.- En un laboratorio farmacéutico existe un producto que se descompone a temperatura ambiente de acuerdo a una cinética de primer orden con una constante de velocidad de 3x10-4 días -1. Si el laboratorio quiere que el producto mantenga 90% de la potencia registrada en la etiqueta después de dos años, ¿A cuanto deberá aumentar el porcentaje de la potencia registrada en la etiqueta al tiempo de elaborarse el producto?

6.- Se preparó una solución conteniendo un fármaco a una concentración de 300 mg/mL. Después de 30 días a 25 º C la concentración del fármaco en la solución fue de 75 mg/mL.

Asumiendo una cinética de primer orden calcular:A) El tiempo al cual la concentración del fármaco se encuentra a la mitad de su

concentración original (vida media).B) Cuál será la vida media si se asume una cinética de cero orden?

7.- Se preparó una solución que contenía un antibiótico, la cual se colocó en el refrigerador a 5 ºC. Se tomaron alícuotas de 10ml de la solución a diferentes intervalos de tiempo y se cuantificó la concentración de fármaco contenido en cada alícuota, obteniéndose los siguientes valores:

Tiempo (hrs )

0.5 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 12.0

Concentración (µg/mL)

84.5 81.2 74.5 61.0 48.0 35.0 8.7

A) Utilizar el método gráfico para encontrar el orden de la reacción de descomposición del antibiótico.

B) Calcular la constante de velocidad de descomposición y la vida media.C) Calcular la cantidad de antibiótico que se colocó al inicio.D) Indicar la ecuación de la línea que mejor interprete los datos experimentales.

8.- ¿Cuántas vidas medias serán necesarias para que un fármaco se descomponga en un 99.9%?

9.- Si la vida media de descomposición de un fármaco que sigue una cinética de primer orden es de 12 hrs, determinar el tiempo necesario para que se degrade el 30 % si la concentración inicial es de 125 mg.

10.- Por polarimetría se estudia la hidrólisis de la sacarosa, que se descompone en glucosa y fructosa. La sacarosa es dextrorotatoria y se obtiene una mezcla levógira de glucosa y fructosa. Los valores de ángulo de rotación óptica (α) de la luz polarizada a varios intervalos de tiempo, permiten seguir el desarrollo de la reacción. Lewis reporta los siguientes datos para una inversión trabajada a 25 ºC en HCL 0.9 N.

Tiempo (min)

0 7.18 18 27.05 36.80 56.07 101.70 -

Α (Aº) +24.09 +21.405 +17.735 +15.0 +12.40 +7.80 +0.30 -10.74

Determine el orden de la K. Deduzca las ecuaciones integradas en función del ángulo de rotación óptica, justificando cada paso.

11.- Si se ponen 100 bacterias en un matraz de un litro, con el medio de cultivo apropiado a una temperatura de 40 ºC, encontrará:

Tiempo(min) 0 30 60 90 120# Bacterias 100 200 400 800 1600

A) Prediga el número de bacterias que habrá a los 150 min.B) Cuál es el orden de la cinética del proceso.C) Cuál es el tiempo en el que se a duplicado la población.D) En cuanto tiempo se habrá duplicado la población hasta de 10 6 bacterias.E) Cuál es el valor de K.

12.- La descomposición del monóxido de nitrógeno, se estudio a 700 ºC, a continuación se proporcionan los datos de t1/2 en función de la Po del monóxido.Po (mmHg) 52.5 139 290 360T1/2 (seg) 860 370 255 212

Determine el orden de la reacción y calcule K.

13.- La preparación farmacéutica de un jarabe, muestra la siguiente degradación a 55 ºC. Determine el orden de la descomposición y el tiempo de vida media del producto.

Tiempo (meses) 5 10 20mg de droga/5ml 37.1 29.8 19.2

14.- Una reacción en solución entre los compuestos A y B, se siguió durantes una hora a 37 ºC. Se midió la concentración residual de los reactivos a diferentes intervalos de tiempo.Tiempo (min)

0 10 20 30 60

[A] (M) 0.200 0.166 0.146 0.134 0.114[B] (M) 0.100 0.066 0.046 0.034 0.014

Determine el orden de la reacción y el tiempo de vida media.

15.- Walker estudio la saponificación del acetato de etilo a 25ºC. La reacción es la siguiente: CH3COO2CH5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH.Las concentraciones iniciales de ambos en la mezcla eran de 0.1M. Las variaciones de las concentraciones de álcali durante 20 min.fué 0.00566 M, por lo tanto la concentración residual era 0.00434M. Calcule K y el tiempo de vida media.

16.- Algunos de los resultados obtenidos al estudiar la relación entre A y B, se proporciona a continuación:

[ A ]0 (M) 1.4x10-2 2.8x10-2 2.8x10-1

[ B ]0 (M) 2.3x10-2 4.6x10-2 4.6x10-2

ro (M/s) 7.4x10-9 5.9x10-8 5.9x10-6

Calcule el orden “X” respecto a A y el orden “Y” respecto a B, así como la K.

17.- El ácido fórmico se descompone sobre el ácido sulfúrico dando monóxido de carbono y agua, los siguientes datos se obtuvieron a 25 ºC, determine el orden de la reacción y la K.

Tiempo (seg)

0 25 50 75 100 200 250 ∞

V (cm3)

0 6.3 11.6 16.3 20.2 30.4 33.5 41.5

18.- A continuación se proporcionan los datos de concentración y el tiempo para la oxidación del ácido láctico, determine el orden de reacción y la constante de rapidez.

Tiempo (min)

0 5 8 10 13 16

C (mol/L) 0.3200 0.3175 0.3159 0.3149 0.3133 0.3118

19.- Se sabe que un medicamento es efectivo cuando se a descompuesto un 35 % del mismo. Si la concentración inicial es 5.5 mg/mL y la descomposición sigue una cinética de primer orden, calcular el tiempo de expiración y el t0.5, sabiendo que al analizar el medicamento 20 meses después de preparado, su concentración era de 4.2 mg/mL.

20.- A 140 ºC, el régimen de descomposición de una solución acuosa 0.056 M de glucosa, contiene HCL 0.35 N se ha encontrado que es como se indica en la tabla de datos.Determine el orden de la reacción y la constante de rapidez:

Tiempo (hrs) 0.5 2 3 4 6 8 12[glucosa]x102M 5.52 5.42 5.32 5.02 4.80 4.52 4.10

21.- Los t0.5 para la reacción: A = B, a diferentes concentraciones iniciales se proporcionan en la siguiente tabla, obtenga el orden de reacción y la constante de rapidez.

t0.5 ( s ) 200 67 40Co (mol/L) 0.01 0.03 0.05

22.- Se aisló una cepa de S. áureos de un producto lácteo contaminado, se resembró en un medio de Baird parker e incubo a 35ºC durante 48 hrs, después de este tiempo se contaron 500 colonias, en ese momento se agregó un antibiótico efectivo contra este microorganismo y se observo una disminución del numero de colonias. Con las 24hrs posteriores a la adición de antibiótico la muerte microbiana presentó una constante de rapidez de 0.0077 hrs-1. Después de este tiempo se observo un cambio el comportamiento cinético del fenómeno y para el mismo cultivo se determino una constante de rapidez de 25 colonias/ hora hasta la total eliminación de los microorganismos. Calcule el tiempo en que se eliminaron todos los microorganismos de este cultivo.

*Se obtuvieron los siguientes datos para la velocidad de descomposición del acetaldehído:

% descompuesto

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Velocidad/Torr.min-1

8.53 7.49 6.74 5.90 5.14 4.69 4.31 3.75 3.11 2.67 2.29

Empleé el método diferencial de van’t Hoff para obtener el orden de la reacción.

**.- Considere la siguiente reacción:SO2Cl2 (g) SO2 (g) + Cl2 (g)

Determine el orden de reacción con respecto al SO2Cl2 (g) a partir de los siguientes datos de velocidades iniciales colectadas a 298.15oK

[SO2Cl2]0

mol.dm-30.10 0.37 0.76 1.22

V0 /mol.dm-3.s-1 2.24 x 10-6 8.29x10-6 1.71x10-5 2.75x10-5

***.-La reacción de sustitución nucleofílica:

PhSO2Ph(sln) +N2H2(sln) PhSO2NHNH2(sln) + PhSO2H(sln)

fue estudiada en una solución de ciclohexano a 300oK. La ley de velocidad fue encontrada de primer orden para el PhSO2Ph. Para una concentración inicial de [PhSO2Ph]0 = 3.15 x 10-5 mol.dm-3, los siguientes datos fueron observados. Determine la ley de velocidad y la constante de velocidad para esta reacción.[N2H2]0/10-2

mol.dm-30.5 1.0 2.4 5.6

V/mol.dm-3.s-1 0.085 0.17 0.41 0.95

23.- El Yodo reacciona con la acetona en solución acuosa para dar iodoacetona. La reacción estequiometrica es: I2 + acetona + H+ = Iodoacetona + I- . Se midió la rapidez de la reacción por la desaparición del I2, a continuación se proporcionan algunos datos de concentración y rapidez iniciales.

(d[I2]/dt)o (mol/L.s) [I2]o (mol/L) [Acetona]o (mol/L) [H]o(mol/L)7x10-5 5 x10-4 0.2 10-2

7x10-5 3 x10-4 0.2 10-2

1.7x10-4 5 x10-4 0.5 10-2

5.4x10-4 5 x10-4 0.5 3.2x10-2

A) Determine n respecto a cada uno de los reactivos, B) Escriba la Ec. Diferencial de la rapidez y calcule K, C) En cuanto tiempo se sintetizaran 10 -4 M de

Iodoacetona si se tiene una Co = 0.5M de acetona y 103M de Yodo y se mantiene constante la [H-] a 0.1M.

24.- En la descomposición de NH3 sobre un alambre de tungsteno a 856 ºC se obtienen los siguientes datos:

Ptotal (mmHg) 228 250 273 318Tiempo (seg) 200 400 600 1000

Considerando un volumen de 1L diga:A) Orden de la reacción, B) El mecanismo de descomposición, C) Si se trabaja a

presiones menores a las dadas ¿cuál será el comportamiento?, D) Calcule la constante de rapidez en moles/Lt . seg .

25.- Se observó que la descomposición de un metabolito inestable sigue una cinética de primer orden, se obtuvieron los valores de la K a diferentes temperaturas.

T (ºC) 15 20 25 30 37Kx10-5(s-1) 0.418 0.762 1.370 2.41 5.15

Calcule Ea, A, ΔHo,ΔSo,ΔGo, Z y P.

26.- Calcule el número de colisiones entre las moléculas contenidas en 1 cm3 de oxigeno a 100 atm. Y 500 ºC. El diámetro efectivo de colisión (σ) es 3.39x10-8 cm.

27.- Calcule la K para una reacción que se lleva a cabo a 300ºk cuando su Ea = 0.2Kcal/mol y cuando es de 50 Kcal/mol, si en ambos casos A= 1011min-1. ¿Qué comentarios puede hacer al comparar los dos valores de K?

28.- Para la dimerización del butadieno, la variación de k con la temperatura cumple con la ecuación: k= 9.20 x 109 e –(23690/RT) 8mol/Lt/s) ¿Qué fracción de moléculas de butadieno presentes en la mezcla de reacción tiene una energía suficiente para reaccionar a 300 y a 450 ºC?.

29.- Dos reacciones bimoleculares en fase gaseosa a 300 ºC, tienen factores de frecuencia de 3.2x1010 y 5.7x107 cm3 /mol seg. Calcule en cada caso la entropía de activación y el factor de probabilidad.

30.- Swintowky y Col. (J.Am. Pharm. Assoc. Sci., 44, 521, 1955) obtuvieron los siguientes datos en la descomposición de primer orden de la penicilina:

T ( ºC ) 37 43 54K (h-1) 0.0216 0.043 0.119

Calcule la Ea, A, ΔHo,ΔSo,ΔGo, Z y P, asi como la k a 60 ºC .

31.- La k para la descomposición del ácido dibromosuccínico, a 50 y 100 ºC es 1.8x10 -6

y 2.08x10-4 min-1 respectivamente. Calcule la Ea, A, ΔHo,ΔSo,ΔGo, Z , P y el factor universal de frecuencia y los t1/2 a ambas temperaturas.

32.- Las constantes de velocidad de experimentales para la reacción descrita por:

OH (g) + ClCH2CH2Cl (g) H2O (g) + ClCHCH2Cl(g)A varias temperaturas se presentan enseguida:

T/oK 292 296 321 333 343 363k/108dm3.mol-

1.s-11.24 1.32 1.81 2.08 2.29 2.75

Determine los valores de los parámetros de Arrenius A y Ea para esta reacción;

así como también la energía libre de Gibbs, la entropía, la entalpía y el factor de frecuencia de colisión a 298oK.

33.- Los diámetros moleculares del oxigeno y del hidrógeno son respectivamente: 3.39x10-8 y 2.47x10-8 cm. Si 1gr de oxigeno y 0.1 gr de hidrógeno se mezclan en un matraz de 1 Lt a 27 ºC, ¿cuál será el número de colisiones /cm3s?.

34.- La rapidez de lactonización del ácido hidroxivalérico por una catálisis ácida a 25 ºC se representa por la siguiente ley de rapidez: r= -(d[HVA]/dt) = k [HVA][HCL] donde k = 4 min-1

La reacción neta es : CH3CHOCH2 CH3CHCH2CH2CO + H2O (HVA) │___ O_____│

A) Despreciando la reacción inversa, calcule el t1/2 si a = 0.01M, B) Si a= 0.01M y Ea=20 Kcal,¿ a que temperatura se tendrá la mitad de la vida media?.

34.- La hidrólisis bacteriana del músculo de pescado es dos veces mas rápida a 2.2 ºC que a -1.1ºC. Calcule la Ea, A y diga cuál será el valor de la k a 25 ºC.

35.- A continuación se presentan los datos de la reacción de la enzima fumarato-hidratasa, a pH de 7.29. Diga cuál es el efecto de la [ S]o sobre la rapidez de la reacción.

[ S ]o (M) 0.40 0.20 0.10 0.05 0.025 0.0125(d[F]/dt)ox107

(M/s)5.0 6.0 5.9 5.6 5.4 6.0

(d[M]/dtox107

(M/s)2.8 3.2 3.2 4.0 2.5 3.0

Determine el orden respecto a la concentración y calcule la constante de Michaelis-Menten y la rmax. F=fumarato y M= malato.

36.- Se obtuvo la constante de Michaelis-Menten para la enzima citrato deshidrogenada a dos diferentes temperaturas. Dann obtuvo los siguientes datos en 5 determinaciones hechas a cada temperatura:

Km(25ºC) (mmol/L)

142 281 137 130 137

Km(35ºC)(mmol/L)

65 71 70 115 78

Determine el ΔH para la formación del complejo enzima-sustrato.

37.- La hidrólisis del p- nitro aniluro de N-glutaril-Lfenilalanina ( GPNA ) a p-nitro anilina y N- glutaril-L-fenilalanina, catalizada por la quimotripsina α, dio los siguientes valores a una concentración de la enzima igual a 2.707x10-7 M:

[S]o x 104 (M) 2.5 5.0 10 15ro x 106

(M/min) 2.2 3.8 5.9 7.1

Calcule : A) Km, B) rmax, y C) K2

38.- En una reacción catalizada por el H-, se obtuvieron los siguientes valores de la K= 2.24 x 10-5 y 4.48 x 10-5 para concentraciones del ion: 0.05 y 0.10M respectivamente. Calcule el coeficiente catalítico del ion H+.

39.- A 25 ºC se determinaron los valores de K a diferentes concentraciones de catalizador: a=0.015M b=0.030M T=25 ºC

Ccat (M) 0.001 0.002 0.004 0.008K x 102

(M/min)2.55 4.25 7.03 10.5

Determine el orden respecto al catalizador y la k de la reacción catalítica.

40.- La siguiente reacción es catalizada por una enzima a pH 8 y 30 ºC: Isocitrato glioxilato + succinato Se obtuvieron los siguientes datos manteniendo la [E] constante. Calcule la Km y la rmax.[Isocit.](µmol/dm3) 18 24 30 40 100ro (nmol/dm3 *min) 4.08 4.64 5.10 5.62 6.90

41.- Los siguientes datos se refieren a la descomposición de la diacetona alcohol, catalizada por los –OH a 25 ºC.

[-OH]x103

(g ión/Lt)5 10 20 40 100

K x 10 5 (s-1)

3.87 7.78 15.7 32.0 79.9

Determine el coeficiente catalítico del ión –OH.

42.- La velocidad de la hidrólisis de un nuevo medicamento depende de I de la siguiente manera:

I 0.005 0.01 0.015 0.020 0.025 0.030K / Ko 0.718 0.631 0.562 0.515 0.475 0.447

A) Diga que tipo de efecto salino primario se presenta, B) Calcule ZA ZB en agua a 25 ºC, C) Trabaje con ( I1/2) y g(I) compare los valores obtenidos y explique su respuesta.

43.- La desnaturalización ácida de la carboxihemoglobina, sigue una cinética de primer orden y se estudió en una solución de ácido fórmico/formiato de sodio, como una función del formiato de sodio. Los t0.5 de la carboxihemoglobina fueron:

T0.5 (min) 20.2 13.6 8.1 5.9C (M) 0.007 0.01 0.015 0.020 Diga que tipo de efecto salino primario se presenta y el valor de la ko

44.- Para una reacción a 20 ºC y diferentes fuerzas iónicas, se obtuvieron los siguientes datos:

K x 104 (M-1 min-1) 7.5 1.2 0.87I 0.293 0.540 0.830

A) Diga qué efecto salino primario se presenta, B) ¿Cuál es el signo de las cargas de los iones reaccionantes?, y C) calcule el valor de ko.

PROBLEMAS DE QUIMICA DE SUPERFICIES.

1.- Un capilar de 0.1cm de diámetro, se introduce en agua (Ө = 10º ρ= 1g/cm3 y γ = 72.7 dina/cm) y después en mercurio (Ө = 170º ρ = 13.1g/cm3 y γ= 483 dina/cm). Calcule el nivel al que asciende en ambos líquidos.

2.- En un tensiómetro Du Nouy se midió la fuerza necesaria para separar el anillo de la superficie de un líquido, si el diámetro del anillo es 1cm y la fuerza es de 677 dinas, calcule la γ del líquido.

3.- La γ del liquido A es 35.7 din/cm, este liquido ascendió en un tubo capilar hasta una h = 2.3cm, si su ρ = 0.8074g/cm3 ¿Cuál es el radio del capilar? Se prepararon dos soluciones del soluto X en dicho liquido, si las soluciones se hacen ascender en el mismo capilar, diga cual seria la h alcanzada por cada una si sus ρ son 0.8530 y 0.9003g/cm3 y sus γ relativas son: 1.0832 y 1.126din/cm respectivamente.

4.- En un tensiómetro capilar se midió el ascenso del agua, siendo de 1cm a 20ºC (γ = 72.75din/cm y Ө= 0º). En el mismo capilar y a la misma temperatura, se midió la altura alcanzada por un liquido de γ desconocida cuyo Ө = 20º, dando una h = 0.38cm, calcule γ si su densidad es 0.790g/cm3.

5.- Del brazo de una balanza cuelga una mica de longitud = a 5cm y anchura = 2cm, que se desprende de la superficie del agua (γ = 72.75din./cm), anotándose un peso de

despegue de 1019.2gr. la misma mica presenta un peso de despegue de 305.9gr cuando se desprende de la superficie del n-octano ¿Cuál será la tensión superficial de este?

6.- Un anillo de platino de 1.5cm de diámetro se coloca sobre una superficie acuosa de cloruro de sodio, cuya γ se desea determinar. Se necesita una fuerza de 690 dinas para retirar el anillo de la superficie sin que se rompa la película que se adhiere a el.

A) Calcule γ, B) Calcule la fuerza que se necesita para desprender el anillo de una superficie de agua pura (γ = 72.75din./cm), y C) Compare ambas fuerzas y haga los comentarios pertinentes.

7.- Calcule el trabajo que se realiza al crear una superficie a 20ºC para una película de: A) Agua, y B) Etanol en un bastidor si la barrera móvil tiene 5cm de longitud y se retira a una distancia de 2cm. γ agua = 72.8din./cm y γ etanol = 22.3din./cm.

8.- Un aceite mineral se disperso en glóbulos en una emulsión O/W, dando lugar a una superficie total de 108 cm2. Si mediante la adición de un tensoactivo resulta que la γ = 5erg/cm2 ¿Cuál es la energía libre superficial total del sistema en joules?

9.- La tensión superficial para mezclas de metanol-agua esta dado por:γ = γº + aC + bC2 +dC3

donde: γº = tensión superficial del disolvente puro, a -0.4, b= 0.3, d = 0.2 y C = concentración en M. A) Establezca la expresión matemática I - y B) Calcule I- para una solución acuosa de metanol 0.4M a 25ºC.

10.- Se han medido las siguientes γ a 25ºC. para soluciones acuosas de dodecilsulfato sádico:Cx103

(mol/dm3)0 1 2 3 4 5 6 7 8

γ ( mN/m)

72.7 67.9 62.3 56.7 52.5 48.8 45.6 42.8 40.5

Calcule el exceso de superficie (Г )

11.- Las γ de la p-toluidina, determinadas a diferentes concentraciones y a 25ºC se presentaron gráficamente obteniendoce una pendiente de -32800cm2/seg. Para una concentración de 5 x 103gr/cm3. calcule Г en mol/cm2 y gr/cm2 sabiendo que el peso molecular de la p-toluidina es 107.15gr/mol.

12.- A 19ºC la variación de la γ respecto a la concentración, de soluciones de acido butírico en agua, se puede representar por la ecuación (d γ/dC ) = [(ab)/(1+bC)] donde a y b son constantes cuyos valores son: 13.1 y 19.62 respectivamente. Calcule el exceso Г

para una concentración 0.2M. diga cual será el valor limite para este exceso cuando la concentración C tiende a ∞.

13,. En la formulación de una emulsión, se requiere usar 5% en peso de una mezcla de Span 80 BHL 4.3 a partes iguales con Tween 80 BHL 15. determine el BHL de la mezcla. Si el BHL optimo para la emulsión es de 12, ¿Cómo cambiaria la formulación de la mezcla de tensoactivos? Expresa las cantidades de ambos tensoactivos % y en grs.

14.- En una formulación alimenticia se usa un 10% en peso de una mezcla de tensoactivos cuyos BHL son 4.7 y 14.9. Diga los % de ambos en la mezcla si el BHL optimo es de 10. Exprese las cantidades de ambos tensoactivos en % y en grs.

15.- Se dispone de Span 60 con BHL de 4.7 y de Tween 60 con un BHL de 14.9. Se requiere preparar una mezcla con BHL de 9.5. ¿Qué % se necesita de cada uno de esos tensoactivos?

16.- Se preparo un agente tensoactivo mezclando Tween 80 BHL 15 y Arlacel 80 BHL 4.3. La mezcla contiene 75% del primero, calcule el BHL de la mezcla obtenida.

17.- Por el método ingles se preparo una emulsión usando la siguiente formulación:

INGREDIENTE CANTIDADPetrolato liquido 25grsAgente tensoactivo

a) Span 80 BHL 4.3b) Tween 80 BHL 15

5%??

Agua destilada cbp. 100ml.

Sabiendo que el petrolato requiere un BHL de 12, Calcule la cantidad de ambos tensoactivos en la mezcla en % y en grs.

18.- Se requiere un BHL de 6 para preparar una emulsión W/O. Se tiene una mezcla de tensoactiovos en una proporción del 25.6% al 74.8%, el BHL de la mezcla es el requerido para la emulsión. Si el BHL del primer tensoactivo ( al 25.6% ) es 4.3, ¿Cuál será el del segundo tensoactivo?

19.- La γ de un liquido organico es de 25erg./cm2, la del agua 72.8erg./cm2 y la interfacial es de 130erg./cm2 a 20ºC. Calcule WA y WC y los S de ambos y diga si hay extencion o no?

20.- A 20ºC las γ del agua y del mercurio son 72.8 y 483 din./cm respectivamente y la de la interfase 375din./cm Calcule WA , WC, y S del agua sobre el mercurio y viceversa.

21.- El S de un liquido A sobre un liquido B es de -44.8din./cm, mientras que para B sobre C es de -27.2din./cm. Calcule las γ de A y B, sabiendo que γA/B y γB/C son 12.7 y 36 din./cm respectivamente, γC = 50din./cm.

22.- Cual será el WC de un liquido orgánico, si su γ = 25erg./cm2, la γagua = 72.8erg./cm2

y la γo/w = 30erg/cm2? Calcule S para el liquido orgánico sobre agua y diga si hay extensión.

23.- En la adsorción de un gas sobre 15grs de carbón a 20ºc, se determino con la isoterma de Langmuir Ym, siendo igual 0.3067703, Σ es 770m2/grs. y Po = 1atm. ¿Cuál es la σ del gas adsorbido? Diga que volumen del gas se necesitaría para formar una monocapa completa sobre 1gr de adsorbente cuya Σ fuera 1200m2/grs en las mismas condiciones de Po y To y usando el mismo gas.

24.- Se obtuvieron los siguientes datos de cantidad adsorbida de un soluto sobre cierto material adsorbente a 25ºC, se sabe que el σ es de 21 A/moléculas.

C (M) 1 3 5 7 10Y (mol/grs) 1.9895 3.3370 3.8600 4.1380 4.3740

A) Calcule la Σ en m2/grs, B) Calcule Ө a cada concentración y C) Calcule el valor de Y si la concentración es de 10.5M y diga que valor de Ө tendra el adsorberte a esta concentración.

25.- El número de cm3 de un gas adsorbidos por 2grs de carbón, a 0ºC y diferentes presiones se dan a continuación: Calcule las constantes de la isoterma de Freundlich.

Po (cmHg ) 30 60 90 120X (cm3 ) 29.25 43.50 54.60 64.20

26.- Se trabajó la absorción de una sustancia sobre carbón a 0ºC, a continuación se reportan los datos obtenidos:

C (M) 0.5 3 4 6 8Y (mol/g) 1.23899 2.83380 3.65577 4.01738 4.23310

Calcule σ sabiendo que la Σ es 3037.73m2/gr y Ө a cada concentración. Diga que cantidad de adsorbato se necesitaría para una monocapa completa sobre la superficie mencionada si el adsorbato tuviera una σ = 10-19m2/moléculas.

27.- Se adsorbió un gas sobre muestras de 2grs de un adsorbente cuya Σ se desea determinar. Trabajando a -183ºC y Po = 76 cm Hg. Se obtuvieron los siguientes datos:

P0 (cmHg) 4.10 7.64 11.70 17.50 23.70 30.60X ( cm3) 1308.58 1409.92 1483.34 1791.76 1968.00 2232.40

Considerando que σ = 16.2m2/moléculas, calcular la Σ y la diferencia entre el calor de adsorción y el calor de la licuefacción del gas adsorbido.

28.- Se obtuvieron los siguientes datos para la adsorción de acetona en solución acuosa sobre carbón a 18ºC. Determine cual de las isotermas se cumplen y calcule sus constantes.

Y (mmol/gr)

0.208 0.618 1.075 1.500 2.080 2.880

C (mmol/L)

2.34 14.65 41.03 88.62 177.69 268.97

29.- Se adsorbió un gas cuya σ se quiere determinar, sobre un adsorbente a 20ºC y 1atm. Utilizando el mismo adsorbente y en las mismas condiciones, se adsorbió otro gas para el cual Ym fue 0.5L/grs y cuya σ es 8.87 x 10-20m2/molécula. Si para el primer gas Ym

fue 0.3L/grs. ¿Cuál es su área molecular?

30.- Mc. Bain y Britton investigaron la adsorción de nitrógeno sobre carbón a -77ºC y encontraron que muestras de 0.0946grs de carbón adsorbieron los siguientes pesos de nitrogeno a las presiones indicadas a continuación. Diga cual isoterma se cumple.

Po(atm) 3.5 10 16.7 25.7 33.5 39.2 48.6N2(grs) 0.0119 0.0161 0.0181 0.0192 0.0195 0.0196 0.0199

31.- La adsorción de nitrógeno sobre una muestra de rutilio a 77ºK, ha dado los siguientes resultados:

P/Po 0.02 0.05 0.10 0.20 0.30 0.60 0.80 0.90 0.95v(cm3/g) 2.1 1.7 3.4 4.2 4.8 6.7 8.0 11.8 20.5

Considerando que σ = 16.2m2/molécula, calcular la Σ y la diferencia entre el calor de adsorción y el calor de licuefacción del gas adsorbido, si Po = 1atm.

32.- Los siguientes datos corresponden a la absorción de n-butano a 273ºK y Po = 1atm, por una muestra de polvo de wolframio que tiene un área especifica de 65m2/grs:

P/Po 0.04 0.10 0.16 0.25 0.30Y (cm3/g) 0.33 0.46 0.45 0.64 0.70

Use el isoterma BET para calcular σ del butano.33.- Se obtuvieron los siguientes datos en la adsorción de dodecanol disuelto en tolueno sobre una muestra de negro de carbón:

C (mol/dm3) 0.012 0.035 0.062 0.105 0.148X/m(mol/g) 24.1 50.4 69.8 81.6 90.7

Demuestre que los datos se ajustan a la ecuación de langmuir y calcule Ө y Ym.

34.- Se midió la absorción de vapores de butano sobre 1.876grs de un catalizador a 350ºC y se obtuvieron los siguientes valores:

Po

(mmHg)56.39 89.47 125.22 156.61 179.30 187.46

V (ml) 17.09 20.62 23.74 26.09 27.77 28.30

Calcule la Σ del catalizador en m2/grs. Po = 774.4mmHg, To = 0ºC, σ = 44.6 A2/molecula.

35.- En la absorción de soluciones de acético sobre carbón resulto:

Ci (M) 0.503 0.252 0.126 0.067 0.0314 0.0157Ceq(M) 0434 0.202 0.0899 0.0347 0.0113 0.0033m(g) 3.96 3.94 4.00 4.12 4.04 4.00

En todos los casos el volumen de solución fue de 200ml. Pruebe los isotermas de Freundlich y Langmuir, y calcule las constantes de las que se cumpla. En caso de ser posible calcular Ө para cada solución.