FQ-Engel

Problemas 221
P9.10 A −31.2°C, el propano puro y el n-butano tienen
presiones de vapor de 1200 y 200 Torr, respectivamente.
a. Calcule la fracción molar de propano en la mezcla líquida,
que hierve a 231.2°C a una presión de 760 Torr.
b. Calcule la fracción molar de propano en el vapor que está
en equilibrio con el líquido del apartado (a).
P9.11 En una disolución ideal de A y B, 3.50 moles están
en la fase líquida y 4.75 moles están en la fase gaseosa.
La composición global del sistema es Z A
= 0.300 y
x A
= 0.250. Calcule y A
.
P9.12 Dadas las presiones de vapor de los líquidos puros y
la composición global del sistema, ¿cuáles son los límites
superior e inferior de la presión entre los que coexisten
líquido y vapor en una disolución ideal?
P9.13 A 39.9°C, una disolución de etanol (x 1
= 0.9006,
P*
= 130.4 Torr) e isooctano ( P*
1 2
= 43.9 Torr) forman una fase
vapor con y 1
= 0.6667 a una presión total de 185.9 Torr.
a. Calcule la actividad y el coeficiente de actividad de cada
componente.
b. Calcule la presión total quue tendría la disolución si fuera ideal.
P9.14 Ratcliffe y Chao [Canadian Journal of Chemical
Engineering 47 (1969), 148] obtuvieron los siguientes
resultados tabulados para la variación de la presión total sobre
una disolución de isopropanol ( P*
1
= 1008 Torr) y n-decano
( P*
2
= 48.3 Torr) en función de la fracción molar de n-decano
en las fases disolución y vapor. Usando estos datos, calcule
los coeficientes de actividad para ambos componentes usando
un estado estándar de la ley de Raoult.
P (Torr) x 2
y 2
942.6 0.1312 0.0243
909.6 0.2040 0.0300
883.3 0.2714 0.0342
868.4 0.3360 0.0362
830.2 0.4425 0.0411
786.8 0.5578 0.0451
758.7 0.6036 0.0489
P9.15 A 39.9°C, la presión de vapor del agua es 55.03 Torr
(componente A) y la del metanol (componente B) es 255.6
Torr. Usando los datos de la siguiente tabla, calcule la
actividad y coeficientes de actividad para ambos
componentes, usando un estado estándar de la ley de Raoult.
x A
y A
P (Torr)
0.0490 0.0175 257.9
0.3120 0.1090 211.3
0.4750 0.1710 184.4
0.6535 0.2550 156.0
0.7905 0.3565 125.7
P9.16 Las presiones parciales de Br 2
sobre una disolución
conteniendo CCl 4
como disolvente a 25°C se relacionan en
la siguiente tabla en función de la fracción molar de Br 2
en la
disolución [G. N. Lewis y H. Storch, J. American Chemical
Society 39 (1917), 2544]. Use estos datos y un método gráfico
para determinar la constante de la ley de Henry para el Br 2
en
CCl 4
a 25°C.
x Br2
P (Torr)
x Br2
P (Torr)
0.00394 1.52 0.0130 5.43
0.00420 1.60 0.0236 9.57
0.00599 2.39 0.0238 9.83
0.0102 4.27 0.0250 10.27
P9.17 Los datos del Problema P9.16 se pueden expresar en
términos de la molalidad en lugar de la fracción molar del
Br 2
. Use los datos de la siguiente tabla y un método gráfico
para determinar la constante de la ley de Henry para el Br 2
en
CCl 4
a 25°C en términos de molalidad.
m Br2
P (Torr)
P (Torr)
0.026 1.52 0.086 5.43
0.028 1.60 0.157 9.57
0.039 2.39 0.158 9.83
0.067 4.27 0.167 10.27
P9.18 Los volúmenes molares parciales del etanol en una
disolución con x = 0.60 a 25°C son 17 y 57 cm 3 mol –1 HO
,
respectivamente. Calcule el cambio de volumen cuando se
mezcla suficiente etanol con 2 moles de agua, para dar esta
concentración. Las densidades del agua y etanol son 0.997 y
0.7893 g cm –3 , respectivamente, a esta temperatura.
P9.19 Se prepara una disolución disolviendo 32.5 g de un
soluto no volátil en 200 g de agua. La presión de vapor sobre
de la disolución 21.85 Torr y la presión de vapor del agua
pura es 23.76 Torr a la misma temperatura. ¿Cuál es el peso
molecular del soluto?
P9.20 El calor de fusión del agua es 6.008 × 10 3 J mol –1 en
su punto de fusión normal de 273.15 K. Calcule la constante
de depresión del punto de congelación K f
.
P9.21 La disolución de 5.25 g de una sustancia en 565 g de
benceno a 298 K aumenta el punto de ebullición en 0.625°C.
Sabiendo que K f
= 5.12 K kg mol –1 , K b
= 2.53 K kg mol –1
y la densidad del benceno es 876.6 kg m –3 . Calcule la
disminución del punto de congelación, la ratio de la presión
de vapor sobre de la disolución con respecto al disolvente
puro, la presión osmótica y el peso molecular del soluto.
P*
benzeno
=103 Torr a 298 K.
P9.22 Una muestra de 1.25 g de glucosa (C 6
H 12
O 6
) se sitúa
en un tubo de test de radio 1.00 cm. El fondo del tubo test es
una membrana que es semipermeable al agua. El tubo se
sumerge parcialmente en un recipiente con agua a 298 K de
forma que el fondo del tubo test está sólo ligeramente por
debajo del nivel del agua en el recipiente. La densidad del
agua a esta temperatura es 997 kg m –3 . Después de alcanzar
el equilibrio, ¿cuál es la altura del nivel del agua en el tubo
por encima del vaso? ¿Cuál es el valor de la presión osmótica?
Puede ser de utilidad la aproximación ln ( 11+ x)
≈−x
.
P9.23 La presión osmótica de una sustancia desconocida
se mide a 298 K. Determine el peso molecular si la
2
m Br2