I

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

CARRERA DE BIOQUMICA Y FARMACIA

RED NACIONAL UNIVERSITARIA

UNIDAD ACADMICA DE SANTA CRUZ

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

BIOQUMICA Y FARMACIATERCER SEMESTRE

SYLLABUS DE LA ASIGNATURA DE

FISICOQUMICAElaborado por: Ing. Roy Zabala JustinianoGestin Acadmica 1/2013

UDABOL

UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA

Acreditada como PLENA mediante R. M. 288/01

VISIN DE LA UNIVERSIDAD

Ser la Universidad lder en calidad educativa.

MISIN DE LA UNIVERSIDAD

Desarrollar la Educacin Superior Universitaria con calidad y

Competitividad al servicio de la sociedad.

Estimado(a) estudiante:

El Syllabus que ponemos en tus manos es el fruto del trabajo intelectual de tus docentes, quienes han puesto sus mejores empeos en la planificacin de los procesos de enseanza para brindarte una educacin de la ms alta calidad. Este documento te servir de gua para que organices mejor tus procesos de aprendizaje y los hagas mucho ms productivos. Esperamos que sepas apreciarlo y cuidarlo.

Aprobado por: Fecha: Marzo de 2013SELLO Y FIRMA

JEFATURA DE CARRERA

SYLLABUS

Asignatura:Fisicoqumica

Cdigo:BTG -334

Requisito:BQF - 114, BTG -233

Carga Horaria:100 horas

Horas tericas60 horas

Horas Prcticas40 horas

Crditos:10

I. OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA Estudiar los elementos tericos necesarios para la comprensin de la fsica y su aplicacin en la bioqumica Describir los diferentes estados de la materia. Determinar los cambios de estado, trayectoria y tipos de procesos en termodinmica.II. PROGRAMA ANALTICO DE LA ASIGNATURAUNIDAD IESTADOS DE AGREGACINTEMA 1. GASES IDEALES.

1.1 Ley de Boyle.1.2 Ley de Charles.1.3 Ley de Gay Lussac.1.4 Ley Combinada de los Gases.1.5 Ecuacin General de Los Gases.1.6 Densidad de Un Gas Ideal1.7 Peso Molecular 1.8 Ley de Dalton y Las Propiedades Parciales.1.9 Teora Cintica De Los Gases.TEMA 2. GASES REALES2.1 Desviacin del Comportamiento Ideal.2.2 Ecuacin de Van Der Waals.2.3 Las Isotermas de La Ecuacin De Van Der Waals.2.4 Ley de Los Estados Correspondientes.TEMA 3. ESTADO LQUIDO3.1.1 Lquidos3.1.2 Fases Condensadas.3.1.3 Cristales Liquidas3.1.4 Coeficiente de Expansin Trmica y Compresibilidad.3.1.5 Cambios de Estado de Sustancias Puras3.1.6 Estado

3.1.7 Fase

3.1.8 Diagrama de Equilbrio o de Fases3.1.9 Regla de Las Fases3.1.10 Presin de Vapor.3.1.11 Viscosidad.3.1.12 Ecuacin de Poiseuille3.1.13 Ecuacin de Stokes

3.1.14 Viscosmetros

3.1.15 Tensin Superficial3.1.16 Determinacin de la Tensin Superficial.

UNIDAD IITERMODINMICA.

TEMA 4. LEYES DE LA TERMODINMICA4.1 Conceptos Fundamentales4.2 Ley Cero de la Termodinmica4.3 Temperatura4.4 Sistema

4.5 Calor

4.6 Trabajo y EnergaTEMA 5. ENERGA Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA5.1 Energa Interna5.2 Entalpa de Un Sistema5.3 Relacin Entre Cp y Cv.5.4 Efecto de Joule Thompson

5.5 Cambios Adiabticos de Estado.5.6 Trabajo de Expansin.5.7 Trabajo de Compresin.5.8 Cambios de Estado a Volumen Constante.5.9 Cambio de Estado a Presin Constante.5.10 Entalpa.5.11 Cambios Adiabticos De Estado.TEMA 6. INTRODUCCIN A LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINMICA6.1 Aspectos Generales.6.2 Cambios Espontneos Y No Espontneos6.3 Ciclo de Carnot.6.4 Segunda Ley de la Termodinmica.6.5 Entropa.6.6 Procesos Adiabticos Reversibles.6.7 Procesos Isotrmicos Reversibles.TEMA 7. PROPIEDADES DE LA TERCERA LEY DE LA TERMODINMICA7.1 Propiedades de la Entropa.7.2 Cambios de Entropa en Transformaciones Isotrmicas.7.3 La Entropa como Funcin de La Temperatura y El Volumen.7.4 La Entropa como Funcin de La Temperatura y La Presin.7.5 Tercera Ley de La Termodinmica.7.6 Cambio de Entropa en Reacciones Qumicas.UNIDAD IIITERMOQUMICA

TEMA 8. TERMOQUMICA Y CALORIMETRA8.1 Calor de Reaccin.8.2 Calor de Reaccin a Volumen Constante.8.3 Calor de Reaccin a Presin Constante.8.4 Ecuaciones Termoqumicas.8.5 Entalpa de Formacin.8.6 Entalpa de Combustin.8.7 Entalpas y Energa De Enlace.8.8 Calorimetra.8.9 Valor Energtico de Los AlimentosUNIDAD IVSOLUCIONES

TEMA 9. PROPIEDADES COLIGATIVAS9.1 Clases de Soluciones.9.2 Definicin de la Solucin Ideal.9.3 Propiedades Coligativas.9.3.1 Disminucin de La Temperatura de Congelacin.9.3.2 Aumento de La Temperatura de Ebullicin.9.4 Presin Osmtica.9.5 Soluciones Binarias9.6 Ley de Raoult

UNIDAD VENERGATEMA 10. ENERGA LIBRE Y DE EQUILIBRIO10.1 Energa Libre de Gibbs.10.2 Energa Libre de Helmholtz.10.3 Energa Libre Estndar de Gibbs

10.4 Equilibrio Qumico En Mezclas de Gases Ideales.10.5 Fugacidad.10.6 Actividad o Fugacidad Relativa.10.7 Relacin entre la Energa Libre y La Constante de Equilibrio.10.8 Principio de Le Chatelier-Braun10.9 Termorregulacin De Los Seres VivosTEMA 11. CINTICA QUMICA11.1 Velocidades de Reacciones Qumicas.11.2 Orden de Reaccin.11.3 Tipos de rdenes en Reacciones Qumicas.11.4 Reacciones de Orden Cero.11.5 Reacciones de Primer Orden.11.5.1 Crecimiento Bacteriano11.5.2 Desintegracin Radioactiva11.6 Reacciones de Segundo Orden.11.7 Cintica Enzimtica11.8 Efectos de La Temperatura Sobre La Velocidad de Reaccin.III. ACTIVIDADES A REALIZAR DIRECTAMENTE EN LA COMUNIDAD.

i. Tipo de asignatura para el trabajo social.

Asignatura de apoyoii. Resumen de los resultados del diagnstico realizado para la deteccin de los problemas a resolver en la comunidad.

El consumo de alimentos adulterados por parte de la poblacin, es un problema que va en aumento y que podra desencadenar severas consecuencia a la poblacin en general.

Por cuanto un proyecto Inspeccin y anlisis de cualitativo y cuantitativo de los productos qumicos contenidos en los alimentos tratar de dar soluciones integrales a mediano plazo a esta problemtica.

iii. Nombre del proyecto al que tributa la asignatura.

Control fisicoqumico de productos farmacuticos, cosmticos y productos de limpieza de uso corporal, dispensados en mercados pblicos de nuestra ciudad (contrabando),

iv. Contribucin de la asignatura al proyecto.

De acuerdo al contenido programtico de la asignatura y su vinculacin con el proyecto la contribucin consistir en analizar las propiedades fisicoqumicas de shampoo, suspensiones, jarabes para la tos en nios que se expenden en los mercados de nuestra ciudad de Santa Cruz de la Sierra.

v. Actividades a realizar durante el semestre para la implementacin del proyecto.

Trabajo a realizar por los estudiantesLocalidad, aula o laboratorioIncidencia socialFecha.

Organizacin de actividades del proyectoAulaMejora de la interrelacin de los alumnos.25al 30 de marzo

Capacitacin sobre los controles fisicoqumicos a realizarAula Capacitacin de los alumnos del tercer semestre.Entre el 22al 27 de abril

Promocin de las actividades de capacitacin por alumnos del tercer semestre de la materia de biotecnologa

Mercados de la ciudadConcienciacin sobre la necesidad de expender productos certificados y no de dudosa procedenciaEntre el 20 al 25 de mayo

Anlisis del producto: Densidad, viscosidad y tensin superficial mediante mtodo del viscosmetro de StockesLaboratoriosEntre 10 y 15 de junio

Capacitacin y socializacin sobre temas de productos inocuos de precedencia conocidas vs. Productos farmacuticos de dudosa precedencia y su impacto en la salud.Lugares asignados previamente por las autoridades de los mercados

Conocer a cuantas personas se logro capacitar, cual fue la aceptacin de las personas.Entre el 01 y 06 de julio

IV. EVALUACIN DE LA ASIGNATURA

PROCESUAL O FORMATIVAA lo largo del semestre se realizarn exposiciones, repasos cortos, presentacin del WORK PAPER, presentacin del GIP y otras actividades de aula; adems de los trabajos de brigadas realizados en las reas rurales, independientemente de la cantidad, cada una se tomar como evaluacin procesual calificndola entre 0 y 50 puntos.

DE RESULTADOS DE LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE O SUMATIVA (examen parcial o final)

Se realizarn dos evaluaciones parciales con contenido terico y prctico, incluido el examen de laboratorio 0 y 50 puntos.Se realizara un examen final con contenido terico y prctico.

CALENDARIO ACADMICO 1/2013UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA

Universidad plena por resolucin ministerial 288/01

NroSEMANASDELALEVALUACIONES

1ra.SEMANA11 DE MARZO16 DE MARZOAVANCE DE MATERIA

2da.SEMANA18 DE MARZO23 DE MARZOAVANCE DE MATERIA

3ra.SEMANA25 DE MARZO30 DE MARZOAVANCE DE MATERIA

4ta.SEMANA01 DE ABRIL06 DE ABRILAVANCE DE MATERIA

5ta.SEMANA08 DE ABRIL13 DE ABRILAVANCE DE MATERIA

6ta.SEMANA15 DE ABRIL20 DE ABRILPRIMER PARCIAL

7ma.SEMANA22 DE ABRIL27 DE ABRILPRIMER PARCIAL

8va.SEMANA29 DE ABRIL04 DE MAYOAVANCE DE MATERIA

9na.SEMANA06 DE MAYO11 DE MAYOAVANCE DE MATERIA

10ma.SEMANA13 DE MAYO18 DE MAYOAVANCE DE MATERIA

11ra.SEMANA20 DE MAYO25 DE MAYOAVANCE DE MATERIA

12da.SEMANA27 DE MAYO01 DE JUNIOSEGUNDO PARCIAL

13ra.SEMANA03 DE JUNIO08 DE JUNIOSEGUNDO PARCIAL

14ta.SEMANA10 DE JUNIO15 DE JUNIOAVANCE DE MATERIA

15va.SEMANA17 DE JUNIO22 DE JUNIOAVANCE DE MATERIA

16ta.SEMANA24 DE JUNIO29 DE JUNIOAVANCE DE MATERIA

17ma.SEMANA01 DE JULIO06 DE JULIOAVANCE DE MATERIA

18va.SEMANA08 DE JULIO13 DE JULIOEXAMEN FINAL

19na.

SEMANA

16 DE JULIO

21 DE JULIO

EXAMEN FINAL

SEMANA15 DE JULIO20 DE JULIOEXAMEN FINAL

20va.

SEMANA

02 DE ABRIL

07 DE ABRIL

PRIMER PARCIAL

SEMANA22 DE JULIO27 DE JULIO EX. SEGUNDO TURNO

V. BIBLIOGRAFA BSICA Chang Raymond, Qumica, 7ma Edicin, Ed. McGraw-Hill, Mxico, 2003 (Signatura Topogrfica 540 Ch 36) Castelln Gilbert Fisicoqumica 1998 (Signatura Topogrfica 539 C 27).

Jimnez J Fisicoqumica Fisiolgica 1971 ( Signatura Topogrfica 539 J 56 ) Maron, Samuel Fundamentos de Fisicoqumica 1968 ( Signatura Topogrfica 539 M 34 )

BIBLIOGRAFA COMPLEMENTARIA

Arenas Henry Fundamentos de Fisicoqumica 1968 ( Signatura Topogrfica 539 Ar 33 )VI. PLAN CALENDARIO

SEMANAACTIVIDADES ACADMICASACTIVIDADES EVALUATIVAS

1ra.Avance de materiaUNIDAD I Tema 1

2da.Avance de materiaUNIDAD I Tema 2Preguntas orales, GIP

3ra.Avance de materiaUNIDAD I Tema 3Preguntas orales, GIP

4ta.Avance de materiaActividades de BrigadasPreguntas orales, GIP

1ra. incursin

5ta.Avance de materiaUNIDAD I TEMA 3 Preguntas orales, GIP

6ta.Avance de materiaUNIDAD II TEMA 4Preguntas orales, GIP

Resolucin de casos Primera Evaluacin

7ma.Avance de materiaUNIDAD II TEMA 4Preguntas orales, GIP

Resolucin de casos Primera Evaluacin

8va.Avance de materiaUNIDAD II TEMA 5Preguntas orales, GIPEXAMEN EXTEMPORNEO

9na.Avance de materiaActividades de BrigadasPreguntas orales, GIP 2da. Incursin

10ma.Avance de materiaUNIDAD II TEMA 6Preguntas orales, GIP

Resolucin de casos

11ra.Avance de materiaActividades de BrigadasPreguntas orales, GIP

3ra. Incursin

12da.Avance de materiaUNIDAD II TEMA 7Preguntas orales, GIP

Segunda Evaluacin

13ra.Avance de materiaUNIDAD III TEMA 8Preguntas orales, GIP Segunda Evaluacin

14ta.Avance de materiaActividades de BrigadasCICS (10,11,12)Preguntas orales, GIP

4ta. IncursinEXAMEN EXTEMPORNEO

15ta.Avance de materiaUNIDAD IV TEMA 9Preguntas orales, GIP

16ta.Avance de materiaUNIDAD V TEMA 10

Preguntas orales, GIP

17ma.Avance de materiaUNIDAD V TEMA 11Preguntas orales, GIP

18va.Avance de materiaEvaluacin finalPreguntas orales, GIP EVALUACION FINAL

19na.Avance de materiaEvaluacin finalPresentacin del proyectoEVALUACION FINAL

20maExamen de segunda instanciaInforme final

Presentacin de notas a Direccin Acadmica

WORK PAPER # 1

UNIDAD I: TEMA N1

TTULO: GASES IDEALES

FECHA DE ENTREGA: 1ra semana de clases

PERODO DE EVALUACIN: 2 Semana de Clases

OBJETIVO GENERAL

Resolver problemas relacionados con gases ideales.FUNDAMENTO TERICOLos gases se caracterizan porque sus tomos o molculas componentes tienen una gran actividad cintica, mostrando poca resistencia a fluir se difunden con gran facilidad ocupando todo el volumen del recipiente que los contiene

La mayor parte son incoloros e inodoros, sin embargo algunos son perceptibles por su olor caractersticoLos gases son en diversos aspectos, muchos ms sencillos que los lquidos y slidos, el movimiento molecular de los gases resulta muy aleatorio y las fuerzas de atraccin de sus molculas son tan pequeas que cada una se mueve en forma libre y fundamentalmente independiente de las otras y estn sujetas a cambio de temperatura y presin

De los gases solamente el O2 es esencial para la vida el H2S y el HCN son muy venenosos, en tantos otros como el CO, NO2, O3 y SO2 son menos txicos, los gases He, Ne y Ar son qumicamente inertes es decir no reaccionan con ninguna otra sustancia por lo que es muy utilizado como gases auxiliares en instrumentos por las industrias farmacutica en el control de procesos y control de calidad de las formas farmacuticas

Al estudiar los gases usualmente se dividen en: gases reales y gases ideales.

GASES IDEALESSe considera que: Las molculas no ocupan un volumen en el espacio

Tienen masas puntuales

No presentan fuerzas de atraccin o repulsin entre si o con otras molculas

No pierden energa cintica cuando chocan entre si

Las molculas solo tienen movimientos de rotacin y vibracinLEYES DE LOS GASES IDEALESLEY DE BOYLE-MARIOTTE.

A una temperatura constante, el volumen de una masa fija de un gas varia inversamente proporcional con la presin, es decir, a mayor presin menor volumen o viceversa

Su expresin matemtica es:

LEY DE CHARLES.

A presin constante, el volumen de la masa de un gas varia directamente proporcional con la temperatura absoluta, es decir que el volumen aumenta a medida que se incrementa la temperatura.

Su expresin matemtica es LEY DE GAY-LUSSAC.

A volumen constante, la presin de una determinada masa de gas, es directamente proporcional a la temperatura absoluta, matemticamente es expresa por:

LEY COMBINADA DE LOS GASES IDEALES.

Esta ley se deduce combinando las leyes anteriores y se puede enunciar de la sig manera

Para una masa fija de gas el volumen de esta varia en forma directamente proporcional con la temperatura absoluta e inversamente proporcional con la presin.ECUACIN GENERAL DE LOS GASES IDEALESAplicando La ley combinada de los gases y tomando en cuenta la hiptesis de Avogadro, que establece que:

Volmenes iguales de diferentes gases contiene cantidades iguales de molculas a la misma temperatura y presin

Esto quiere decir que el volumen de un mol de un gas es el mismo para todos los gases, en condiciones normales de presin y temperatura (1 atm. 0C). Si se cambia las condiciones de presin y temperatura, se obtiene un nuevo volumen, que tambin seria el mismo para todos los gases ideales.

Estas relaciones matemticamente estn expresadas con la ecuacin general de los gases ideales

Donde:

P = Presin del gas

V = Volumen que ocupa el gas.

n = Numero de moles de gas.

R = Constante universal de los gases.

T = Temperatura a la que se encuentra el gas.

LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES.

La presin total ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases constituyentes

CUESTIONARIO N1(A)1.- El volumen de un gas es de 60 ml. a 800 mm Hg. de presin, calcular el volumen del mismo gas a 2000 mm Hg, si el proceso se desarrolla a temperatura constante.

2.- Una masa de oxigeno ocupa un volumen de 10 lts. Sometido a una presin de 190 mm Hg , determinar el volumen del mismo gas a la presin atmosfrica, si la temperatura se mantiene constante a 30 C.

3.- Un gas ocupa un volumen de 60 litros a una presin de 200 mm Hg. Qu volumen ocupar la presin de 400 cm Hg. manteniendo constante la temperatura? 4.- A temperatura constante , un gas ocupa un volumen de 200 litros a la presin de 95 mm Hg. Que volumen ocupar dicho gas a la presin de 2 atm.?.

5.- A una presin de 60 cm Hg. una masa gaseosa ocupa un volumen de 100 ml. , Calcular a que presin tenemos que someter el gas para que su volumen se reduzca a 20 ml., manteniendo su temperatura constante.6.- Una masa de Nen ocupa un volumen de 50 ml, a 400 K, si se baja la temperatura a 200 K , determinar el nuevo volumen, siendo que permanece constante la presin durante todo el proceso.

7.-Una muestra de gas ocupa 900 ml. A 27C. Cul ser su volumen a -20 C , si se mantiene constante la presin ?8.-Un gas ocupa un volumen de 600 ml. A 300 K, Cul ser su volumen a 32 F , si se mantiene constante la presin ?

9.- A presin constante , un gas ocupa un volumen de 0.8 m3 y una temperatura 300 K, Que volumen ocupar dicho gas si se baja la temperatura a -23 C ?.

10.- A presin atmosfrica constante , el nitrgeno ocupa un volumen de 80 litros y una temperatura 1200 K, Cul ser su temperatura final del nitrgeno si se disminuye su volumen a 20 litros ?.

11.-Si la presin de una muestra gaseosa se eleva de 3040 mm Hg. a 8 atm. , siendo la temperatura inicial de 27 C. Cul ser la temperatura final si no hay variacin del volumen ?

12.- Se tiene un tanque de hidrgeno a 41 C y 2026 bar, determinar la presin interna del gas, cuando el tanque se calienta a 100 C. manteniendo constante su volumen.

13.- Una cierta cantidad de gas contenida en un recipiente a una temperatura de 23 C , y presin de 50 cm Hg. , si el gas se calienta a 10 C. calcular su nueva presin (en atmsfera). Siendo que el volumen permanece constante durante todo el proceso.

14.- Manteniendo constante el volumen se tiene un tanque de oxgeno a 41 F y 556 mm Hg, determinar la nueva presin del gas, cuando el tanque se calienta a 127 C. .

15.- Un Botelln de oxgeno(cilindro de acero) , puede resistir la presin mxima de 600 atmsfera , Se llena con la cantidad de oxgeno suficiente para que tenga la presin de 586 atmsfera a 20 C Hasta que temperatura se podr calentar este botelln sin riesgo de explosin .?

CUESTIONARIO N1(B)1.- Se tienen 1000 litros de un gas ideal a presin atmosfrica y 400 K. Cul ser su presin final si se reduce su volumen hasta 100 litros y se aumenta su temperatura a 227 C ? 2.- El volumen de la espiracin humana normal es de 480ml. a 760 mm Hg. De presin y 37C de temperatura.

Si con este aire espirado, se llena un globo, hasta un volumen de 240 ml.

A que presin se encuentra el aire dentro del globo. Si la temperatura ambiente es de 27C?

3.- Un gas ocupa un volumen de 60 lts. A 546K de temperatura y 8 atm. De presin, determinar el nuevo volumen que ocupara en condiciones normales.4.- El oxgeno ocupa inicialmente un volumen de150 litros a presin atmosfrica y una temperatura ambiente de 27 C . Cul ser su temperatura final si se modifican sus condiciones finales hasta llegar un volumen de 50 litros y una presin de 1520 mm Hg ?

5.- En un globo aerosttico de hidrogeno, las lecturas de sus instrumentos de aeronavegacin son las siguientes : Presion igual a 6 atm, Temperatura igual a 37 C , Volumen de hidrogeno igual a 4m3 .Cul ser su presin final del globo si se comprime su volumen a 2000 litros y se aumenta su temperatura a 620 K.?

6.- Que volumen ocupara 4 gramos de dixido de carbono a 22 C , y 3 atm. De presin.

7.- Calcular la densidad del metano a 20 C , y 4 atm. De presin.8.- Calcular la densidad de un gas desconocido, teniendo como datos su peso molecular de 28gr/mol, la presin de 4 atm y 27 C de temperatura.9.- La densidad del monxido de carbono es de 3.17 gr/lts. A -20 C . y 2.35 atm. De presin, cul ser su peso molecular aproximado? .

10.- Si 200 ml. De un gas pesan 0.20 gr. En condiciones normales, cul es su peso molecular ?.

11.- Calcular el volumen de 12 gramos de oxido nitroso en condiciones normales.

12.- Que volumen ocupar 4 gr. De dixido de azufre a 27C y 2280 mm Hg.13.- Las presiones parciales del aire humedecido que se encuentra en los bronquios de una persona a nivel del mar son:

P1..............N2 ...........563.4 mm Hg.

P2..O2 149.3mm Hg .

P3..CO2 ..0.3mm Hg.

P4..H2O .47.0mm Hg.

Cul ser la presin total del aire humedecido de los bronquios ? .

Expresar el resultado en atmsfera, Kg/cm2 y en Kg/m2 . 14.- Un cilindro de acero de 4m3 .de capacidad contiene 2 kgr. De aire seco a 27C. basndose en la composicin en peso siguiente del aire seco:

Oxigeno .......21.5%. Nitrogeno.........78.5%.

Calcular:

a) Las presiones parciales de todos los componentes.

b) La presin total del aire.

15.- Una estudiante de la UDABOL tiene en su cocina una garrafa cuyo contenido es: 70% P/P de propano y 30% de butano, estos gases pesan un total de 20 lbs. El volumen de la garrafa es de 22 lts. Y la temperatura del gas es de 27C. suponiendo que los gases no estn licuados, cual es la presin de los gases dentro de la garrafa?

WORK PAPER # 2

UNIDAD I: TEMA No2

TITULO: GASES REALES

FECHA DE ENTREGA: 3ta semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 4Ta Semana

OBJETIVO GENERAL

Reconocer las leyes que rigen el comportamiento de los gases reales.

FUNDAMENTO TERICOUna de las caractersticas principales de los gases reales es:

Sus molculas ocupan un lugar en el espacio.

Tienen fuerza de atraccin y repulsin Los choques de la s molculas son inelsticos, es decir va acompaado con perdida de energa en cada choque.

Ya que la ley del gas ideal no representa en forma precisa el comportamiento de gases reales, entonces tenemos:

Si las mediciones de presin volumen molar y temperatura de un gas no confirman la relacin de PV= nRT, dentro de la precisin de las mediciones, se dice que el gas se desva de la idealidad. Y debido a la desviacin de los gases reales de las ideales, se ha hecho muchos intentos de establecer ecuaciones de estado, que reproduzcan las relaciones presin, volumen y temperatura de una manera ms satisfactoria, una de estas ecuaciones es la de Van Der Waals

P= Presin del gas

V= Volumen del gas

n= Numero de moles del gas

a=Constante de de correccin de la presin y de la atraccin mutua de de las molculas de un gas.

b=Constante de de correccin del volumen de las molculas de un gas y las fuerzas de repulsin a pequeas distancias que existen entre ellasISOTERMAS DE UN GAS REAL.

Si las relaciones de presin y volumen par aun gas real se miden a varias temperaturas se obtiene un conjunto de isotermas, a altas temperaturas las isotermas se parecen mucho a la de los gases ideales, pero mientras bajan de temperatura las curvas tienen una apariencia bastante distinta

LEY DE LOS ESTADOS CORRESPONDIENTES.

Si la presin, volumen molar y la temperatura de un gas se expresa en funcin de la presin, volumen molar y temperaturas crticas, e introducindolas en la ecuacin de Van der Waals se tendr de que un mol de gas se encuentra que:

La propiedad ms importante de esta ecuacin es que resulta completamente general, ya que no incluye ni a a a ni a b y por lo tanto no contiene referencia a ninguna sustancia especfica. Por consiguiente si cantidades equimolares de dos gases cuales quiera cuyo comportamiento P-V-T se pueden representar por una expresin de la forma de la ecuacin de Van Der Waals, se encuentra a la misma Pr y tiene el mismo Vr, debera hallarse a la misma Tr, se dice entonces que los dos gases se encuentran en estado correspondiente

CUESTIONARIO N21.- Hallar el volumen de 200 gr. De gas Metano a 300 atm. De presin y 5C , sabiendo que su factor de compresibilidad Z es igual a 0.782.- Hallar el volumen de 40 gr. De dixido de carbono a 400 atm. De presin y -3C , sabiendo que su factor de compresibilidad Z es igual a 0.79

3.- Hallar la densidad de 50 gr de dixido de carbono , sometidos a una presin de 420 atm. Y una temperatura de 5C , sabiendo que Z=0.80

4.- Una cierta cantidad de metano ocupa un volumen de 0.80 lts, bajo una presin de 400 atm. Y 200 C de temperatura , deseamos conocer su volumen a 800 atm. Y 0C, los valores de Z inicial son:1.05 y los valores de Z final son:1.38 .

5.- Mediante la ecuacin de Van der Waals , determinar la presin a que se encuentran

1 mol de un gas real, que ocupan un volumen de 4 lts a 100K. las constantes del gas son:

a= 10 atm. lts2/mol2

b= 0.8 lts/mol.

6.- Mediante la ecuacin de Van der Waals , determinar la presin a que se encuentran

2 moles de amoniaco, que ocupan un volumen de 4 lts a 27C.

a= b=

7.- Utilizando la ecuacin de Van der Waals , calcule la presin ejercida por 2 mol de dixido de carbono en los pulmones a 37C.El volumen de los pulmones es de 5.8 lts.

Las constante para el dixido de carbono tiene los siguientes valores:

a= b=

8.- Utilizando la ecuacin de Van der Waals , calcular l numero de moles que hay en un litro de un gas, que se encuentra a una presin de 10 atm. Y en el cero absoluto de temperatura. las constantes del gas son:

a= 10 atm. lts2/mol2

b= 0.1lts/mol.

9.- 1m3 de aire a 27C y 1atm.de presin se comprime hasta un volumen de 50 lts. a temperatura constante . calcular la presin final empleando la ecuacin de Van der Waals. a= b=10.- Mediante la ecuacin de Van der Waals , determinar la presin a que se encuentran

4 moles de amoniaco, que ocupan un volumen de 10 lts a 0C.

a= b=

11.- Usando la ecuacin de Van Der Waals. Calcular la presin producida por 44gramos de CO2 contenidos en un volumen de 6 litros a 30C. Compare este resultado con el valor obtenido con la ecuacin de gases ideales, las constantes para el CO2 son:

a = b=

12.- Comparar las presiones calculadas por la ecuacin de gases ideales y de Van Der Waals para 4 mol de CO2 que ocupa un volumen de 3 litros, a una temperatura de 27C. a = b= 13.- Mediante la ecuacin de Van Der Waals hllese la temperatura a la que 8 moles de SO2 ocupan un volumen de 10 litros a la presin de 20 atm. Datos de la constantes: a = b= .14.- Mediante la ecuacin de Van Der Waals hllese la temperatura a la que 2 moles de CO2 ocupan un volumen de 6 litros a la presin de 40 atm. Datos de la constantes: a = b= .15.- Mediante la ecuacin de Van Der Waals hllese la temperatura a la que 5 moles de NH3 ocupan un volumen de 18 litros a la presin de 30 atm. Datos de la constantes: a = b= .16.- Mediante la ecuacin de Van Der Waals hllese la temperatura a la que 4 moles de He ocupan un volumen de 8 litros a la presin de 36 atm. Datos de la constantes: a = b= .NOTA.- los valores de a y b se encuentran en la tabla 1-2 (Constantes de Van Der Waals para gases).

WORK PAPER # 3

UNIDAD I: TEMA No 3

TITULO: ESTADO LQUIDO

FECHA DE ENTREGA: 4Ta semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 5ta semana

OBJETIVO GENERAL

Definir las propiedades de los lquidos: presin de vapor, viscosidad tensin superficial adems de resolver problemas relacionados con estos factores

FUNDAMENTO TERICO

Desde el punto de vista terico un lquido se considera como una continuacin de la fase gaseosa en una regin de volmenes pequeos y atracciones moleculares muy grandes.

Las fuerzas cohesivas de un lquido deben ser ms fuertes que la de un gas incluso a presiones viables

Algunos lquidos poseen propiedades intermedias entre el estado slido y lquido, entre otros podemos mencionar a los vidrios y cristales lquidos.

VIDRIOS.

Los vidrios aparentemente son slidos, pero su estructura es la del alto grado de desorden de un liquido, debido a inmensa fuerza de interaccin, presenta una viscosidad considerable, y por ello queda restringida la movilidad de sus constituyentes, esta viscosidad disminuye con la temperatura y se llega a alcanzare una situacin en la que el vidrio se hace pastoso y es moldeable. Es caracterstico este tipo de comportamientos en ciertos silicatos de composicin intermedia es decir los vidrios corrientes y especiales.

CRISTALES LQUIDOS.

Son sustancias formadas por molculas alargadas y rgidas, a consecuencia de presentar un alto grado de conjugacin que por su conformacin molecular han de ordenarse paralelas unas a otras, con lo que teniendo movilidad, aunque restringida en algunos de los sentidos, son cuerpos lquidos, que se caracterizan por tener una apariencia translucido, muy utilizados actualmente en pantallas de instrumentos digitales (calculadoras, reloj, etc.).

COEFICIENTE DE EXPANSIN TRMICA DE LOS LQUIDOS (().

La dependencia del volumen de un lquido con la temperatura a presin constante puede expresarse matemticamente por la ecuacin:

)Donde:

V2 = Volumen final del lquido

T2 =Temperatura final T1 =Temperatura inicial

V1 =Volumen inicial del lquido .

( =Coeficiente de expansin trmica.

El valor de ( es caracterstico para cada lquido, mientras que para los gases casi tiene el mismo valor. Para los gases y slidos ( es siempre positivo, mientras que para los lquidos generalmente es positivo, existen algunos lquidos para los cuales ( es negativo en un intervalo pequeo de temperatura.

El valor de ( es constante en intervalos limitados de temperatura. Si los datos deben presentarse con precisin en un amplio intervalo de temperatura, se emplea la siguiente ecuacin.

Donde a y b son constantes.COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD DE LOS LQUIDOS (( )Se ha demostrado por experimentacin que la relacin entre volumen y presin esta dada por:

Donde:

V2 = Volumen final del lquido. T = Temperatura C

V1 = Volumen inicial del lquido .

P2 = Presin final del lquido . P1= Presin inicial del lquido ( = Es el coeficiente de compresibilidad. El valor de ( es una constante para cada sustancia en intervalos de presin bastante amplia.

PRESIN DE VAPOR.es la presin del vapor del lquido, que es una propiedad caracterstica de todos los lquidos y aumenta rpidamente con la temperatura.

Si se coloca cierta cantidad de un lquido puro en un recipiente evacuado que tiene un volumen mayor que el del lquido, una porcin del lquido s evaporar hasta llenar de vapor el volumen restante. Suponiendo que queda cierta cantidad de lquido una vez establecido el equilibrio. La presin del vapor en el recipiente es solo una funcin de la temperatura del sistema. La presin desarrollada es la presin del vapor del lquido, La Temperatura a la cual la presin de vapor del lquido se hace igual a una atmsfera es la temperatura de ebullicin normal del mismo. La ecuacin de Clausius Clapeyron: Expresa la variacin de presin con la temperatura.

Donde:dP/dT = Es la pendiente de la curva de presin de vapor.

(Hv =Calor latente de vaporizacin o entalpa de vaporizacin .

T = Temperatura a la que se produce la vaporizacin .

Vg = Volumen del gas.

Vl = Volumen del lquido . La presente ecuacin es til para la representacin grfica de la presin de vapor con la temperatura.VISCOSIDAD DE LOS LQUIDOS.

La viscosidad de los lquidos es la resistencia que una capa de fluido ofrece al desplazamiento de una capa contigua del mismo fluido, debido a las fuerzas internas de friccin. Los factores que alteran a la viscosidad son:

Presin externa.

Temperatura externa.

Esfuerzo de corte o velocidad de corte.

Tiempo. Densidad de los lquidos.Para la determinacin de la viscosidad se utilizan viscosmetros, diseados por distintos fabricantes, en laboratorio se puede medir por dos mtodos: Stockes y Oswald. Y las unidades a utilizar son el poise.

1 t1 * 1 ----- = -------------

2 t2 * 2Donde: 1 = Viscosidad de la muestra patrn.

2 = Viscosidad de la muestra problema.

t1 = Tiempo de la muestra patrn.

t2 = Tiempo de la muestra problema.

1 = Densidad de la muestra patrn.

2 = Densidad de la muestra problema.

APLICACIONES FARMACUTICAS DE LA VISCOSIDAD.Las propiedades reolgicas de las suspensiones dependen de gran medida del grado de floculacin, esto se debe a que poseen una fase continua libre muy reducida, ya que quedan atrapada en los flculos difusos, por consiguiente la viscosidad de una suspensin floculada suele ser mayor que la de una suspensin similar en todos sus aspectos .Muchos productos farmacuticos, especialmente los peditricos, se presentan en forma de suspensin y sus propiedades reolgicas tienen una gran importancia. En general hay que ajustar estas propiedades para que:

El producto pueda administrarse fcilmente (es decir, se pueda verter fcilmente del frasco.

Evitar o retrazar su sedimentacin, y si se produce, sea fcil de volver a dispersar el producto (agtese antes de usar)

El producto tenga un aspecto elegante.TENSIN SUPERFICIAL.

Una de las caractersticas de todo lquido es la resistencia que se opone a cualquier fuerza que tiende a expandir su superficie, por ello la tensin superficial se define: La fuerza que acta a lo largo de la distancia de un centmetro en el plano de la superficie y que se opone a la expansin de la misma y matemticamente se expresa como:

Donde: = Tensin superficialF = Fuerza.L = Longitud.

(= Densidadg = Gravedad.h = Altura.

r = Radio. APLICACIONES FARMACUTICAS DE LA TENSIN SUPERFICIAL.

En muchos procesos farmacuticos, se producen interacciones en las superficie de contacto; la preparacin de emulsiones, suspensiones, implican una serie de interacciones en la superficie de contacto lquido/lquido y lquido/slido respectivamente.Las interacciones entre lquido/slido son muy frecuentes entre ellos podemos citar a: La granulacin previa a la fabricacin de un comprimido, implica la mezcla de un polvo con un lquido aglutinante; el xito del proceso depende en parte de una extensin del lquido sobre el slido.

Para que un comprimido o una cpsula se disuelva adecuadamente, el lquido debe penetrar en los poros del preparado.CUESTIONARIO N31.- El coeficiente trmico de expansin del benceno liquido es =1.24*10-3 K-1 ( a 20 C y 1atm. De presin ).Hallar el cambio de volumen expresado en porcentaje , de 24 litros de benceno , que se calientan desde 20C a 80C.2.- Para el benceno lquido = 1.24x10-3 K-1 a 20C y 1 atm de presin. Hallar el porcentaje de cambio de volumen, de una muestra de 40 litrosde benceno que se calienta desde20C hasta 60 C, sabiendo que se parte de un litro de volumen?3.- A 20C el agua lquido posee un coeficiente de trmico de expansin de 2.07x10-4 K-1 a una atm de presin. Calcular el cambio de volumen expresado en porcentaje de 40 litros de agua que se calienta a 1 atm de presin desde 20C hasta 85C?4.- El coeficiente de compresibilidad del benceno liquido es =9.30*10-5 atm-1 ( a 20 C y 1atm. De presin ).

Hallar el cambio de volumen expresado en porcentaje , de 20 litros de benceno , que se comprimen de 1atm. a 22 atm.

5.- Si el calor latente de vaporizacin del agua a 80C es 10050 cal/mol y la pendiente de su curva de presin de vapor es 0.01893 atm/K. Calcular la presin de vapor del agua a 80 C.

6.- La temperatura de ebullicin del tolueno en Cochabamba es de 102 C. El calor latente de vaporizacin del tolueno C6H5 CH3 es de 7980 cal/mol. Sabiendo que la presin atmosfrica en Cochabamba es de 750 mm de Hg. Hallar la presin de vapor del tolueno a 84 C.

la constante universal de los gases R=1.987cal/mol K

7.- La viscosidad del agua a 37oC es de 6.8 milipoises. Calcular la viscosidad del plasma sanguneo, sabiendo su viscosidad es 2.5 veces la del agua 8.- Los factores de resistencia perifrica para la sangre son: el dimetro del vaso, el largo del vaso sanguneo y la viscosidad de la sangre. Si la viscosidad de la sangre normal es de 27.7 milipoises. Cul ser la viscosidad de la sangre poligloblica, si el tiempo de flujo por el viscosmetro de Oswald el doble de tiempo de la sangre normal? La densidad de la sangre normal es de 1.04 g/cc y la densidad de la sangre poligloblica es de 1.26 g/cc9.- El tiempo de flujo del agua en un viscosmetro de Oswald es de un minuto. Para el mismo volumen de lquido cefalorraqudeo, la densidad es de 146.86 onzas/galn (USA), el tiempo de flujo por el viscosmetro de Oswald de 45 segundos. Si la viscosidad del agua es de 3.6 Kg./m.hr. y su densidad es de 1Kg/L. Calcular la viscosidad del liquido cefalorraqudeo 10.- Cul es el dimetro de un capilar de hematocrito, en el que la sangre asciende hasta una altura de 26 mm, si la tensin superficial de la sangre es de 71.4 din/cm a 37C. La densidad de la sangre a esta temperatura es de 1.06g/ml.

11.- Calcular el dimetro de un tubo capilar en la cual el benceno asciende hasta una altura de 24 mm, si ta tensin superficial del benceno es de 28.9 Dinas/cm. A 20C. la densidad a esta temperatura es de 0.87 g/ml. 12.- En un tubo de vidrio cuyo dimetro interno es 2.7 mm el agua presenta una elevacin capilar de 28 mm, a 20C la densidad del agua es 0.998 g/ml Calcular la tensin superficial en dinas/cm?13.- En un tubo de vidrio cuyo dimetro interno es 2.4 mm el agua presenta una elevacin capilar de 60 mm, a 20C la densidad del agua es 0.998 g/ml Calcular la tensin superficial en dinas/cm?14.. En un capilar de hematocrito, la sangre presenta una elevacin capilar de 18.2 mm, si la tensin superficial de la sangre es de 71.4 dina/cm a 37C, la densidad a esta temperatura es de 1.05 g/ml. Cual es el dimetro del tubo de hematocrito?15.- En un tubo de vidrio cuyo dimetro interno es 1.5 mm el agua presenta una elevacin capilar de 80 mm, a 20C la densidad del agua es 0.9982 g/ml Calcular la tensin superficial en dinas/cm?16.- Un alcohol lquido tiene 3 veces la tensin superficial y 1.5 veces la densidad de una cetona lquida a 20C . Si el alcohol lquido sube por un capilar de hematocrito 30 mm.

A que altura subir en el capilar el lquido cetnico . 17.- Un alcohol lquido tiene 8 veces la tensin superficial y 2 veces la densidad de una cetona lquida a 20C . Si el alcohol lquido sube por un capilar de hematocrito 80 mm.

A que altura subir en el capilar el lquido cetnico. .

WORK PAPER # 4

UNIDAD II: TEMA No4

TITULO: LEYES DE LA TERMODINMICA

FECHA DE ENTREGA: 6ta semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 7ma Semana

OBJETIVO GENERAL

Definir trabajo, calor, sistema, temperatura, clases de sistema, energa y procesos termodinmicosFUNDAMENTO TERICOLa palabra termodinmica deriva de las voces griegas:

Termo = Calor

Dhinamos = Potencia.

Un sistema fsico puede poseer energa de diversas formas, entre ellas tenemos:

1) Energa cintica.

2) Energa potencial.

3) Energa trmica.

4) Energa qumica.

La termodinmica es el estudio del flujo de energa en un sistema, se fundamenta en cuatro principios o leyes. Estas 4 leyes de la termodinmica proporcionan una base para el estudio de las mquinas, motores, refrigeradores, compresores, pilas y las reacciones qumicas.

La primera ley de la termodinmica es el enunciado ms general de esta ley de la conservacin de la energa; no se conoce ninguna excepcin a esta ley. La ley de la conservacin de la energa es una generalizacin de la experiencia y no es posible obtener a partir de otros principios.

La segunda ley de la termodinmica trata de la direccin de los procesos naturales. En combinacin con la primera ley de la termodinmica, permiten predecir la direccin natural de cualquier proceso, y como resultado pronosticar la situacin de equilibrio.La Tercera ley de la termodinmica nos dice que La entropa de una sustancia perfecta mente cristalina y pura es cero en el cero absoluto de temperatura.La ley del equilibrio trmico, ley cero de la termodinmica, es otro principio importante. La importancia de esta ley para el concepto de temperatura no se comprendi hasta que otros aspectos de la termodinmica alcanzaron un estado bastante avanzado de desarrollo, de all su peculiar nombre de ley cero. La presente ley se anuncia de la siguiente manera: Dos sistemas que estn en equilibrio trmico con un tercero, estn en equilibrio trmico entre s. Los que estn en equilibrio trmico entre s, mantienen la misma temperatura, y los sistemas que no estn en equilibrio trmico entre s mantienen distintas temperaturas.

CUESTIONARIO N41.- El punto de congelacin del agua en la escala Kelvin es de 273 K . y el punto de ebullicin es de 373 K.

Deducir una formula que relacione la escala Kelvin con la escala Centgrada .2.- En la escala de Reaumur la temperatura del punto de congelacin del agua es Cero grados Reaumur y el punto de ebullicin del agua es de 80 grados Reaumur.

Deducir una formula que relacione los grados Reaumur (r) con los grados Fahrenheit.(F).

3.- El punto de congelacin del agua en la escala Kelvin es de 273 K . y el punto de ebullicin es de 373 K.

Deducir una formula que relacione la escala Kelvin con la escala Fahrenheit.4.- En la clase de Fisicoqumica una estudiante determino que el equilibrio trmico entre el termmetro y un bao mara se encuentra a 32C . Esta alumna utilizando un termmetro con una escala en grados Padilla (P) , lee que el bao mara marca 0P . Si con este mismo termmetro la temperatura de fusin del hielo e 20P .

Hallar la formula que relacione la escala Celsius con la escala Padilla.

5.- En la escala de Reaumur la temperatura del punto de congelacin del agua es Cero grados Reaumur y el punto de ebullicin del agua es de 80 grados Reaumur.

Deducir una formula que relacione los grados Reaumur (r) con los grados Centgrados .(C).

6.- El punto de ebullicin del agua en la escala Rankine es de 672 R y el punto de congelacin del agua es de 492 R.

Deducir una formula que relacione la escala Centgrada con la escala Rankine. 7.- En la escala de Reaumur la temperatura del punto de congelacin del agua es Cero grados Reaumur y el punto de ebullicin del agua es de 80 grados Reaumur.

Deducir una formula que relacione los grados Reaumur (r) con los grados Rankine.( R).

8.- El punto de ebullicin del agua en la escala Rankine es de 672 R y el punto de congelacin del agua es de 492 R.

Deducir una formula que relacione la escala Kelvin con la escala Rankine.

WORK PAPER # 5

UNIDAD II: TEMA No5

TITULO: PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA

FECHA DE ENTREGA: 7ma semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN : 8va semana de Clases

OBJETIVO GENERAL

Definir las distintas propiedades fisicoqumicas de la primera ley de la termodinmica y de esta manera aplicar los conocimientos en la conservacin de la materia

FUNDAMENTO TERICOPRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA .Esta ley establece la conservacin de la energa es decir que la Energa no se crea ni se destruye solo se transforma, matemticamente se expresa de la siguiente manera: U =Q-WAl comenzar el estudio de la termodinmica, es importante comprender el sentido preciso de los trminos termodinmicos que se emplearn.lSistema fisicoqumico .-Desde el punto de vista fisicoqumico , un sistema es una parte del universo fsico que esta en estudio. El sistema esta separado de los alrededores ( exterior), por un limite o frontera.

Clasificacin de sistemas fisicoqumico .-

Son varios los criterios que se usan para clasificar losl sistema, en resumen se tienen :

Sistema homogneo.- no tiene superficie de separacin entre las partes del sistema. Todo sistema homogneo consta de una sola fase. Ej: el agua salada.

Sistema heterogneo.- tienen superficie de separacin o interfase, debe tener por lo menos dos fases. Ejemplo :el agua con hielo

Sistema uniforme.- Es aquel en el cual todas las regiones tienen las mismas propiedades qumicas y tambin las mismas propiedades fsicas.

Sistema no uniforme.- cuando hay diferencia de composicin y propiedades fsicas en varias zonas o regiones del sistema.

Sistema aislado.- Es un sistema que no realiza intercambio de energa o masa con el medio exterior. No produce por lo tanto efectos observables sobre el medio exterior.

Sistema cerrado.- En este sistema la frontera permite un intercambio de energa con el medio exterior, pero no permite el intercambio de masa. Sistema abierto.- en este sistema l limite del sistema permite el intercambio de masa y energa con el medio exterior. Otros trminos Termodinmicos muy empleados son:Trabajo,El trabajo es una forma de transferencia de energa de un sistema que realiza trabajo hacia otro que recibe el trabajo o sobre el que se efecta el trabajo. En termodinmica se define como cualquier cantidad que fluye a travs de la frontera de un sistema durante un cambio de estado y que puede usarse por completo para elevar un cuerpo en el entorno.Calor, explicamos como el alcance del equilibrio trmico de dos sistemas afirmando que una cantidad de calor Q es una forma de energa de transito , o una forma de transmisin de energa , que fluye de mayor a menor temperatura.Trabajo Irreversible, es cuando se altera en un sistema el volumen contra la accin de una presin, entonces se produce un efecto de trabajo en el entorno. Matemticamente s expresa de la siguiente manera:

Wi = Pop (V2 V1)

Trabajo Reversible, es el trabajo mximo que puede efectuar un sistema , o recibe un sistema, su expresin matemtica es la siguiente: Wr = n.R.T.ln (V2 / V1)

PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA.

(U = Q -W

Cambios de estado a volumen constante.

Si el volumen se encuentra constante, entonces:

(U = Qv

ENTALPA.

Los cambios trmicos a presin constante se expresan ms adecuadamente mediante otra funcin H, llamada entalpa o contenido calrico de un sistema, esta funcin se define por la relacin:

H = U + PV

Como H, P y V son funciones de estado, la entalpa tambin es funcin de estado.

Para un proceso a presin constante, la primera ley de la termodinmica puede formularse:

(U = q + w

Para procesos a volumen constante la primera ley viene expresada de la siguiente manera

(U = qvCUESTIONARIO N51.- Hallar el trabajo realizado cuando dos moles de hidrgeno se expanden isotrmicamente de 15 a 25 litros, contra una presin constante de una atmsfera a la temperatura de 25C.

2.- Hallar el trabajo realizado cuando cuatro moles de hidrgeno se expanden isotrmica y reversiblemente a 27C de 20 a 60 litros.

3.- Un mbolo de una jeringa de 8 cm de dimetro sube a una distancia de 2cm por la accin de la expansin del aire contenido en su interior. La expansin se realiza en contra de la presin atmosfrica de Cochabamba que corresponde a 0.74 atm,

Calcular el trabajo realizado en la expansin .

(1 atm*lts=24.2 cal)

4.- Un gas se expande contra una presin de 5 atm, desde 10 lts a 15 lts y absorbe 900 cal . cul ser el cambio de energa interna del gas?5.- Suponiendo que el dixido de carbono es un gas ideal .

a) calcular el trabajo hecho por 44 gr. Del mismo en una expansin isotrmica y reversible desde un volumen de 2 lts. hasta un volumen de 6 lts. a 37C.

b) Calcular el calor , absorbido o desprendido.

c) Calcular la variacin de energa interna

d) Calcular la variacin de entalpa

6.- Un mol de gas ideal monoatmico se guarda bajo una presin constante de 2atm. La temperatura se cambia de 120 a 40C , Calcular el valor del trabajo realizado.

7.- Calcular el trabajo mximo en cal, efectuado por la expansin reversible e isotrmica de 12 moles de gas nitrgeno de 22 atm a 8 atm. Y a27C.

8.-En la compresin isotrmica y reversible de 4.8 metros cbicos de un gas ideal a 20C y 1 atm, hasta reducir su volumen a 2.4 metros cbicos, calcular el calor y la energa interna en kilocaloras

9.- Cuatro moles de un gas ideal monoatmico a 38oC se expanden isotrmica y reversiblemente desde 4 hasta 16 litros. Calcular W, Q, U y H10.- Un pistn cuya rea es de 60 cm2 se desplaza una distancia de 20 cm contra una presin de 2 atm. Calcular el trabajo hecho en: a) Joule y b) Caloras

11.- 20 gramos de un gas ideal (dixido de azufre) a 27C se expande isotrmica y reversiblemente desde 8 litros hasta 32 litros. Determine el W, Q, U y H.12.- Un gas se expande contra una presin de 2 atmsferas desde 10 a 24 litros y absorbe 600 caloras. Cul es el cambio de la energa interna del gas?

13.- Suponiendo el CO2 un gas ideal. Calcular el trabajo hecho por 18 gramos del mismo en la expansin isotrmica y reversible desde 5 litros a otro de 20 litros, a una temperatura de 27C, Cuales son los valores de calor, energa y entalpa en este proceso?14.- Dos moles de un gas ideal a 37 C se expanden isotrmicamente y reversiblemente desde 20 litros hasta 80 litros. Calcular W, Q, U y H

WORK PAPER # 6

UNIDAD II: TEMA 6

TITULO: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINMICA

FECHA DE ENTREGA: 8Va semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 8 va semana de clases

OBJETIVO GENERAL

Describir propiedades fisicoqumicas de la segunda ley de la termodinmica.

FUNDAMENTO TERICO

Esta ley indica las limitaciones existentes en las transformaciones energticas. En un sistema aislado, es decir, que no intercambia materia ni energa con su entorno, la entropa (desorden en un sistema) siempre habr aumentado (nunca disminuido, como mucho se mantiene) desde que sta se mide por primera vez hasta otra segunda vez en un momento distinto. En otras palabras: El flujo espontneo de calor siempre es unidireccional, desde una temperatura ms alta a una ms baja. Existen numerosos enunciados, destacndose tambin el de Carnot y el de Clausius.

El hecho de que todos los cambios reales tienen una direccin que consideramos natural, la transformacin en el sentido opuesto no seria natural, seria irreal. En la naturaleza los ros corren de las montaas hacia el mar, nunca en el sentido opuesto. Un rbol florece, da frutos y luego cambia sus hojas. Pensar en las hojas secas levantndose, unindose por s misma al rbol y despus convirtindose en brotes, resulta irreal. Sin embargo la primera ley de la termodinmica no dice nada sobre esta preferencia de una direccin por la contraria. Solo exige que la energa del universo permanezca igual, antes y despus del proceso.

La segunda ley de la termodinmica o ley del sentido del cambio energtico, nos permite:

Predecir el sentido de un cambio energtico.

Predecir la facilidad de interconversin de una forma de energa a otra.

CICLO DE CARNOT.

En 1824, el ingeniero francs, Sadi Carnot, investigaba los principios que regan la transformacin de energa trmica, calor, en energa mecnica, trabajo. Sus estudios se basaban en una transformacin cclica conocido en la actualidad como ciclo de Carnot.

El ciclo de Carnot se compone de 4 etapas reversibles y, en consecuencia, es un ciclo reversible. Un sistema es sometido consecutivamente a los siguientes cambios reversibles de estado:1) Etapa 1..... Expansin isotrmica.

2) Etapa 2.... .Expansin adiabtica.

3) Etapa 3.... .Compresin isotrmica.

4) Etapa 4..... Compresin adiabtica.

APLICACIN DE LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINMICA.

La segunda ley de la termodinmica, es el conjunto de muchas experiencias que lamentablemente no se pueden probar. Se tiene que considerar como un postulado que se debe juzgar atendindose a los resultaos obtenidos. Podramos imaginar un proceso cclico complicado que incluya varias reservas de calor a diferentes temperaturas, o sea

Wciclo = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 +.......CICLO DE CARNOT EN UN GAS IDEAL.

Si en la mquina de Carnot se utiliza como sustancia de trabajo un gas ideal, la aplicacin de la primera ley a cada una de las etapas del ciclo puede expresarse de la siguiente manera:

EtapasCaso general

1(U1 = Q1 W1

2(U2 = W2

3(U3 = Q2 W3

4(U4 = W4

Proceso de un sistema .-

Son los mtodos de operacin que se utilizan para realizar un cambio de estado. Proceso cclico.- Sucede cuando el sistema vuelve al estado inicial,La trayectoria de esta transformacin se llama cclica. En este proceso el cambio del o los parmetros es cero. proceso reversible.- En este proceso el sistema vuelve a su estado inicial sin Producir ningn cambio en el medio ambiente que los rodea.

proceso irreversible.- En este tipo de proceso el sistema puede volver a estado inicial, pero produciendo cambios en el medio ambiente.

En algunos casos el sistema no puede volver al estado inicial, por que las condiciones no pueden alcanzarse o no son controlables por el hombre, por ejemplo, la muerte es un proceso irreversible.

proceso isotrmico.- Es el que se produce a temperatura constante sin cambios de temperatura entre los estados inicial y final.

proceso isobarico.- Es el que se produce a presin constante, muchos procesos vitales en varios organismos se producen a presin constante, exceptuando a los organismos del fondo del mar. - proceso adiabtico.- En este proceso el sistema no recibe ni da calor,

CUESTIONARIO N61. A que se denomina ciclo de Carnot.2. Cuales son las caractersticas del ciclo de carnot3. Que enuncia la segunda ley de la termodinmica.4. En que consiste la etapa de expansin adiabtica del ciclo de Carnot.5. En que consiste la etapa de comprensin exotrmica del ciclo de Carnot.6. En que consiste la etapa de comprensin adiabtica del ciclo de Carnot.7. Investigue en que consiste un ciclo reversible.

WORK PAPER # 7

UNIDAD II: TEMA 7

TITULO: TERCERA LEY DE LA TERMODINMICA

FECHA DE ENTREGA: 10ma semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 11va semana

OBJETIVO GENERAL

Definir las distintas propiedades que intervienen en la tercera ley de la termodinmica.

FUNDAMENTO TERICO

La Tercera ley de la termodinmica, propuesto por Walter Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un nmero finito de procesos fsicos. Puede formularse tambin como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropa tiende a un valor constante especfico. La entropa de los slidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto.La entropa termodinmicamente se puede definir como:La entropa es una medida de desorden de un estado, de igual manera Una magnitud termodinmica que es una funcin de estado, que mide el grado en que una forma de energa de alta calidad pueda ser degradada a una forma de energa de baja calidad

La entropa permite establecer si un estado es accesible a partir de otro mediante el cambio espontneo, si la variacin de la entropa (S es:

(S positivo, el proceso tendr a producirse espontneamente.

(S negativo, el proceso no se puede realizar naturalmente y solo es posible la realizacin espontnea del proceso inverso.

(S cero, el sistema se encuentra en equilibrio.

Matemticamente la entropa desde el punto de vista termodinmico es:

d Qr d S =---------

T

Sin embargo las definiciones mas utilizadas por la tercera ley son:

La entropa de una sustancia pura perfectamente cristalina y pura es cero en el cero absoluto de la temperatura.

Es imposible alcanzar el cero absoluto en un nmero finito de pasos.

Esto nos explica que la tercera ley solo se aplica a sustancias cristalinas puras. Se debe aclarar que en la vida real an no se ha podido alcanzar la temperatura del cero absoluto.

SISTEMAS ADIABTICOS.-

( = Cp/Cv R= Cp -CvCUESTIONARIO N71.- Cuatro gramos de oxgeno, a 27C se comprimen reversiblemente y adiabticamente desde 16 a 4 litros. Calcular el cambio de energa interna en el proceso, sabiendo que Cp=7/2 R.

2.- Un mol de gas metano a condiciones normales, se comprime adiabticamente hasta reducir su volumen a un 4 litro. calcular el valor de la presin final, siendo que gama es igual a 1.3 3.- Un mol de gas Hidrgeno a 37C y 1atm, se comprimen adiabticamente y en forma reversible, hasta un volumen de 2.46 lts. Siendo que gama es igual a 1.42calcular

a) La presin final.

b) La Temperatura final.

c) El trabajo efectuado sobre el gas.

4.- 22 gr . De oxigeno que se encuentran a 37C y 10 atm de presin, se expanden reversible y adiabticamente hasta un volumen de 210 lts. Si se tiene que Cv=5/2R. Calcular:

a) La temperatura en el estado final.

b) El calor intercambiado.

c) El trabajo realizado.

d) La variacin de Energa interna.

5.- Calcular la variacin de entropa, cuando dos moles de dixido de carbono, aumentan su temperatura de 27C a 77C. para este gas Cv=5/2R y Cp=7/2R. Considere en los clculos los siguientes casos:

a) Un proceso a volumen constante.

b) Un proceso a presin constante.

6.-La Temperatura limite a la que se puede manejarse una maquina de vapor es de 120C ,si la temperatura del condensador es de 20C , calcular el rendimiento termodinmico mximo esperado de la maquina de vapor, considerada como maquina ideal.

7.- Calcular la Entropa de la siguiente reaccin qumica:

metano + oxigeno = dixido de carbono + agua

WORK PAPER # 8

UNIDAD III: TEMA 8

TITULO: TERMOQUMICA Y CALORIMETRA

FECHA DE ENTREGA: 12va semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 13va semana

OBJETIVO GENERAL

Reconocer las propiedades termoqumicas de las sustancias y aplicar sus leyes para determinar el calor de reaccin.

FUNDAMENTO TERICO

La termoqumica se ocupa del estudio de los efector energticos, principalmente calorficos, que se presentan en los cambios qumicos y fsicos de sistemas reaccionantes.

La termodinmica se justifica, fundamentalmente, como aplicacin del primer principio de la termodinmica a las reacciones qumicas, su importancia es tambin significativa para l calculo de las energas y entalpas relativas de sustancias qumicas y par ala evaluacin e interpretacin de las energas de enlace de los tomos dentro de las molculas.

El calor de reaccin es el calor intercambiado con el ambiente circundante en la transformacin de los reactivos a la misma temperatura y presin de los productos.

CALOR DE REACCIN A VOLUMEN CONSTANTE.

Es el caso de mantener constante el volumen del sistema, matemticamente se expresa de la siguiente manera:

Qv = (U

CALOR DE REACCIN A PRESIN CONSTANTE.

Es el caso de mantener la presin constante del sistema, como es el caso de las experiencias realizadas en los laboratorios de enseanza, por tanto el calor transferido desde el entorno es igual al cambio de la entalpa del sistema:

(H = (U + P(V Qp = Qv + P(VECUACIONES TERMOQUMICAS.

En el trabajo termoqumico se acostumbra emplear las llamadas ecuaciones termoqumicas, para la expresin de estas es preciso indicar:

Adems de la ecuacin estequiomtrica igualada.

Los estados fsicos de los reactivos y de los productos.

Las condiciones de temperatura y de presin.

Y el balance energtico en forma de cambio entlpico.

Las letras s, l o g se escriben entre parntesis a continuacin de la formula

CALORIMETRA.

Es el conjunto de procedimientos empleados para medir las cantidades de calor absorbido o desprendido por un sistema. Para medir el calor desprendido o absorbido se utilizan los calormetros.

Existe una variedad de calormetros, en el laboratorio de enseanza se utiliza un calormetro que consiste en una envoltura metlica que contiene un aislante, otro recipiente de plstico en el interior sumergido en una cantidad de agua conocida, y dentro de este el tubo de reaccin, el recipiente con agua esta completamente aislado del medio exterior para evitar cambios de calor con el medio exterior.Para el balance de calor se supone que no hay prdidas hacia el medio exterior, de manera que aplicando la ley de la conservacin de la energa se tiene:

Calor perdido por las sustancias = Calor ganado por las sustancias

Donde calor viene definido por la expresin matemtica: m x C ( T1 Tf) de all la siguiente formula :

m x C ( T1 Tf) = m x C ( Tf T2)

CUESTIONARIO N81.- Calcular la Entalpa estndar de formacin del dixido de carbono.

2.- Calcular la Entalpa de reaccin de la siguiente reaccin a 25C

NA OH (s) + HCL (g) NACL(s) + H2O(l)3.- Calcular la Entalpa de reaccin y tambin calcular los valores de su variacin de la energa interna en la reaccin , suponiendo un comportamiento ideal de la siguiente reaccin.CO(g) + H2(g) CH3OH(l)4.- Calcular la Entalpa de reaccin y tambin calcular los valores de su variacin de la energa interna en la reaccin , suponiendo un comportamiento ideal de la siguiente reaccin.H2S (g) + O2 (g) SO2(g) + H2O(l)5.- Calcular la Entalpa de la siguiente reaccin:C(grafito) + H2(g) + O2 (g) CH3- CH2-COOH(l)En base a las siguientes reacciones:

1) C(grafito) + O2 (g) CO2(g) (H=

2) H2(g) + 1/2 O2 (g) H2O(g) (H=

3) CH3- CH2-COOH(l) + 7/2 O2 (g) 3 CO2(g) + 3H2O(g) (H=-1619. 2 KJ

6.- Calcular la Entalpa de la siguiente reaccin:7H2O(g) 7 H2(g) + 7/2 O2 (g)

En base a las siguientes reacciones:

1) 5H(g) 5/2 H2(g) (H= -260.445Kcal

2) 4H(g) + 2 O (g) 2H2O(g) (H=-442.274Kcal

3) 3/2 O2 (g) 3O (g) (H= 177.477 Kcal 7.- Una hoja de oro que pesa 10 gramos y se encuentra a una temperatura de 18C, se coloca sobre una hoja de hierro que pesa 20 gramos y que esta a una temperatura de 55.6C. Cual es la temperatura final de la combinacin de los 2 metales.8.- Determinar la temperatura resultante cuando cuarto litro de agua a 80 C, se vacan a un calormetro que tiene 150cc. De agua a 15 C. La constante trmica del calormetro es de 10cal/C.

9.- Determinar la temperatura resultante cuando 150cc de agua a 75 C, se vacan a un calormetro que tiene 0.1 litros de agua a 20 C. La constante trmica del calormetro es de 10cal/C.

WORK PAPER # 9

UNIDAD IV: TEMA 9

TITULO: PROPIEDADES COLIGATIVAS

FECHA DE ENTREGA: 13Va semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 14va semana de clases

OBJETIVO GENERAL

Identificar las propiedades Coligativas que presentan las solucionesFUNDAMENTO TERICO

Una solucin es una mezcla homognea de especies qumicas dispersas a escala molecular. Segn esta definicin una solucin es una fase simple, una solucin puede ser gaseosa, slida o lquida, de acuerdo a la cantidad de constituyentes se pueden clasificar en: soluciones binarias, terciarias, cuaternarias, etc.

El constituyente que se encuentra en mayor cantidad se conoce comnmente como disolvente, mientras que los dos o ms constituyentes que se encuentran relativamente en pequeas proporciones se denominan solutos. La composicin de las soluciones se expresa mediante la variable concentracin, la cual se puede definir de varias formas:

1) Fraccin molar. Es la manera ms racional y cmoda para expresar la composicin. Se define como el cociente entre el nmero de moles del componente cuya concentracin se desea especificar y l numero total de moles que constituyen la disolucin.

2) Molaridad: Es l numero de moles de soluto que se encuentran en un litro de disolucin.

3) Normalidad: Son los equivalentes gramos de soluto que se encuentran disueltos en un litro de disolucin.

DISOLUCIN IDEAL.

En el estudio del estado gaseoso, se establece el concepto de gas ideal y se observa que los gases reales cumplen con la ley PV= nRT en el lmite de presin cero; En lo que se refiere a las disoluciones ideales, es muy til establecer una ley lmite similar que defina las llamadas disoluciones ideales. Hay diversas formas de establecer una disolucin ideal, la ms sencilla se define como aquella en la que todos sus componentes cumplen con la ley de Raoult, en el intervalo completo de concentracin

Esta ley emprica, enunciada en 1886 por Raoult, establece que la presin parcial e vapor de cualquier componente de una disolucin de una disolucin es igual al producto de su fraccin molar por la presin de vapor en estado puro es decir:

PROPIEDADES COLIGATIVAS.

Son aquellas que dependen del nmero de partculas (molculas, tomos o iones) disueltas en una cantidad fija de solvente. Las cuales son:

1) Descenso de la presin de vapor.

2) Aumento del punto de ebullicin.

3) Descenso del punto de congelacin

4) Presin osmtica.1) Descenso de la presin de vaporUn soluto no voltil que se aade al lquido, reduce la capacidad de las molculas del solvente a pasar de la fase lquida a la fase vapor, debido a que se generan nuevas fuerzas de interaccin.

Por ello se produce un desplazamiento del equilibrio, lo que se traduce en una reduccin de la presin de vapor sobre la solucin.

La expresin cuantitativa del descenso de la presin de vapor de las soluciones que contienen solutos no voltiles esta dada por la Ley de Raoult (Francois Marie Raoult 1885). Este cientfico demostr que a una temperatura constante, el descenso de la Presin de Vapor es proporcional a la concentracin de soluto presente en la solucin. Este principio queda establecido matemticamente por las siguientes ecuaciones:

P=X PEcuacin 1

DPV=P - PEcuacin 2

DPV=P XsEcuacin 3

P - P=P XsEcuacin 4

Donde:

P =Presin de Vapor de la solucin.

P =Presin de vapor del solvente puro.

X =Fraccin molar del solvente

X =fraccin molar del soluto

DPV=Variacin de la presin de vapor.

En realidad todas estas propiedades derivan tericamente del descenso de la presin del vapor de un disolvente por la presencia de un soluto, cuya disminucin viene vienen regulada por la ley de Raoult.

2) La presin osmtica es la presin requerida para detener la osmosis; esta presin depende de la temperatura y de la concentracin de la solucin.

La presin osmtica obedece a una ley similar a la de los gases ideales. Vant Hoff fue el primer cientfico que analiz estos hechos, los cuales se expresan en la siguiente ecuacin, conocida como ecuacin de Vant Hoff:

Donde

p=presin osmtica V= volumen de la solucin

n= moles de solutoR= constante universal de los gases ideales

C= concentracin de la solucin

3) Aumento del punto de ebullicin Ya hemos visto que la presin de vapor de un lquido aumenta al aumentar la temperatura y que el lquido hierve cuando su presin de vapor iguala a la presin externa o atmosfrica que se ejerce sobre su superficie.

Debido a que los solutos No voltiles disminuyen la presin de vapor de la solucin, se requiere una temperatura ms elevada para que la solucin hierva.Formulas para el Asenso del punto de ebullicin

Donde:

(Te = Elevacin del punto de ebullicinm = Molalidad.

Ke = Constante de proporcionalidad del punto de ebullicin 0.52C/molms = Masa del soluto

m = Masa del disolvente

Ms = Peso molecular del soluto

4) Descenso del punto de congelacin La transformacin de un lquido a slido se llama Congelacin, y el proceso inverso se llama Fusin.

Si se disuelve un soluto no voltil en un lquido (solvente), se observa experimentalmente un descenso en el punto de congelacin, este hecho es una consecuencia de la disminucin de la presin de vapor ocasionado por dicho soluto, esto se explica mediante el hecho que en el punto de congelacin de la solucin la presin de vapor del slido debe ser igual a la presin de vapor del lquido con el que est en equilibrio, pero como la solucin a bajado su presin de vapor (con respecto al lquido puro) el slido deber formarse a una temperatura inferior

La diferencia entre los puntos de congelacin del solvente puro y la solucin se designa por (Tc y se conoce con el nombre de DESCENSO DEL PUNTO DE CONGELACIN o descenso crioscpico.

Formulas para el Descenso del punto de fusin

Donde:

(Tf = Descenso del punto de fusinm = Molalidad.

Kf = Constante de proporcionalidad del punto de fusin 1.86C/molms = Masa del soluto

m = Masa del disolvente

Ms = Peso molecular del soluto

Tf = Temperatura absoluta de fusin del lquido

IMPORTANCIA DE LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS

Las propiedades coligativas tienen tanta importancia en la vida comn como en las disciplinas cientficas y tecnolgicas, y su correcta aplicacin permite:

a. Separar los componentes de una solucin por un mtodo llamado destilacin fraccionada.b. Formular y crear mezclas frigorficas y anticongelantes.c. Determinar masas molares de solutos desconocidos.d. Formular sueros o soluciones fisiolgicas que no provoquen desequilibrio hidrosalino en los organismos animales o que permitan corregir una anomala del mismo.e. Formular caldos de cultivos adecuados para microorganismos especficos.f. Formular soluciones de nutrientes especiales para regados de vegetales en general.CUESTIONARIO N91) El plasma de la sangre humana se congela a -0.56oC cual es su presin osmtica a 37oC medida solamente con una membrana permeable solamente par a el agua

2) Que cantidad de glucosa habr que utilizar para obtener 50cc de una solucin acuosa isotnica con el suero sanguneo? (la isofona permite a ambas soluciones congelar a la misma temperatura). Punto de congelacin del suero sanguneo - 0.52oC, densidad de la solucin de glucosa 1.562 g/cc Kf= 1.86

3) Una solucin de un gramo de aspirina (C11H12N2O9) en 100cc de solucin dio una presin osmtica de 1.18 atm a 0oC. calcular el peso molecular del compuesto y comparar el resultado con el que cabe esperar en la formula dada

4) La presin osmtica de la sangre es de 7.7 atm a 40oC Cual es la concentracin total de solutos en sangre

Suponiendo que la concentracin es igual a la molalidad hallar el punto de congelacin de la sangre

5) Un gramo de hemoglobina en 100 cc de solucin dio una presin osmtica de 35.4 mm de agua a 0oC. calcular el peso molecular aproximado de la hemoglobina6) La presin de vapor de agua a 25 C es igual a 23,76 mmHg. Calcular la presin de vapor de una disolucin supuesta ideal formada al agregar 1 mol de urea a 24 moles de agua.

7) Se disuelven 24,63 gramos de glucosa en 150 gramos de agua a 23C la presin de vapor de la disolucin es de 20,73 mmHg, y la del agua pura es de 21.07 mmHg Hallar el peso molecular de la glucosa.

8) A 20C la presin de vapor de ter, C4H10O, es igual a 440 mmHg, calcular la presin de vapor de una disolucin que contiene 5.42 g de anilina en 10 g de ter.

9) A 50 C la presin de vapor del agua y del alcohol etlico son 92.5 mmHg y 219.9 mmHg respectivamente. Si se disuelven 6 g de soluto no voltil cuyo peso molecular es de 120 en 150 g de cada uno de aquellos solventes. Cul es la disminucin de presin de vapor en los 2 solventes)

10) Se disuelven 0.572 g de resorcina en 19.31 g de agua, y la disolucin hierve a 100.14 C. Cual es el peso molecular de la resorcina? Kb= 0.52C/mol.

11) Una disolucin de glicocola preparada al disolver 1.62 g de sustancia en 19.62 g de agua, hierve a 100.96 C Hallar el peso molecular de la glicocola.

12) El cido actico puro solidifica a 16.6 C, y su constante molar del punto de congelacin es de 3.90C/mol. Calcular cual debe ser el punto de congelacin de un cido actico que contiene un 2.8% de agua.

13) Una solucin acuosa contiene 20 g de glucosa por litro. Suponiendo que la solucin es ideal, Calcular la presin osmtica a 25 C

WORK PAPER # 10

UNIDAD V: TEMA 10

TITULO: ENERGA LIBRE Y EQUILIBRIO

FECHA DE ENTREGA: 15ta semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 16Va semana de clases

OBJETIVO GENERAL

Reconocer y explicar el estudio de energa libre y equilibrio.

Definir y diferenciar las clases de energa libre de Helmholtz y de Gibbs.

FUNDAMENTO TERICO

La energa libre es una funcin de estado que mide la tendencia de un sistema a realizar un cambio. Esta funcin es mas apropiada que la entropa para predecir la espontaneidad de una reaccin, porque es ms fcilmente medible y tiene un significado fsico ms claro, desde el punto de vista termodinmico se tiene dos formas de energa libre, por un lado la energa de Gibbs, que caracteriza los procesos a presin constante, y por otro lado la energa de Helmholtz, que trabaja en procesos a volumen constante.

Las expresiones matemticas que renen ambos principios son:

Energa de Gibbs

G = H - TS

Energa de Helmholtz

A = U + TS

La energa libre de formacin de un compuesto qumico es el cambio de la energa libre de gibbs para la reaccin en la cual se forma la sustancia de su estado tipo a partir de sus elementos en su estado tipo a 25C y a 1 atm de presin. Se supone arbitrariamente que las energas libres de formacin de los elementos en su estado tipo a 25 C y 1 atm de presin es cero. La energa libre ((G) de las tablas se pueden usar para calcular la variacin de emerga libre en una reaccin qumica, mediante la siguiente expresin matemtica:

(G = Gproductos G reactantesPara comprender la relacin que existe entre la energa libre y el equilibrio (constante de equilibrio), es necesario considerar la siguiente ecuacin matemtica de una reaccin:

a A + b B c C + d D

Conociendo las actividades de los productos y reactivos aA, aB, aC y aD. Las energas libres en relacin con el equilibrio de una reaccin qumica viene expresada por la siguiente formula:

acC * adD (G = (G + RT ln -------------

aaA * abBPara un gas real a altas presiones no son aplicables las relaciones anteriores, por esta razn surgi la necesidad de trabajar con otras cantidades termodinmicas nuevas. La fugacidad y la actividad.

La fugacidad es una medida de tendencia al escape de una fase a otra de las molculas de un lquido o de su vapor. La fugacidad esta relacionada con la energa libre por medio de la siguiente expresin matemtica:

G = RT ln f + B

Donde:

G=Energa libre de un mol de sustancia.

R=Constante de los gases

T=Temperatura.

f=Fugacidad

B=Constante que depende del tipo de sustancia y de la temperatura.

La actividad o fugacidad relativa, es la relacin de la fugacidad de una sustancia en un estado determinado (f) entre la fugacidad en el estado estndar (f)

CUESTIONARIO N101. Calcular la diferencia en caloras entre (G y (A 25C de la reaccin:

H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(l) 2. El volumen molar del C6H6 es 88.9 cc a 20C y 1 atm de presin suponiendo que el volumen es constante. Hallar (G y (A en la compresin de un lquido desde 1 a 100 atm.

3. Tres moles de un gas ideal se expanden libremente a 300K desde un volumen de 100 litros a 1000 litros Calcular:

a) Cuales son los valores de (G y (A en este proceso.

b) Cuales son los valores de (E, (H, (S, q y w.4. Un mol de gas ideal se comprime desde una presin de 760 mmHg a 7.5 atm a una temperatura constante de 27oC. si el volumen del gas en funcin de la presin viene dado por: V=aP+bP2 Donde a=2.5L/atm y b=3.5L/atm2

Calcular DG en este proceso de compresin

5. Dos moles de un gas ideal se comprimen isotrmicamente y reversiblemente a 100C desde una presin de 10 a 25atm. Calcular:

Cuales son los valores de (G y (A en este proceso.

Cuales son los valores de (U, (H, DS, Q, W.6. Formular las constantes de equilibrio para cada una de las sig reacciones

N2(g) + 3H2(g) ====2NH3(g) 2NO(g) + O2(g) ======2NO2(g)

WORK PAPER # 11

UNIDAD V: TEMA 11

TITULO: CINTICA QUMICA

FECHA DE ENTREGA: 17va semana de clases

PERIODO DE EVALUACIN: 18va semana de Clases

OBJETIVO GENERAL

Establecer las bases de la cintica qumica y aplicar sus propiedades para conocer la velocidad de reaccin.

FUNDAMENTO TERICO

La cintica qumica es el rea de la qumica que tiene relacin con la rapidez o velocidad, con que ocurre una reaccin qumica, la palabra cintica sugiere movimiento o cambio.

La cintica qumica es el estudio de la velocidad con la que reaccionan los compuestos llamados reactantes, para conseguir un producto, la velocidad de cada reaccin, dependen de la naturaleza y de la concentracin de las sustancias, de la presin y por ende de la temperatura, generalmente los incrementos de la temperatura aceleran la velocidad de reaccin, no se debe hacer de lado a la sustancia llamadas catalizadores, estos tiene funciones especficas par acelerar la reaccin o retardar la misma, estos catalizadores pueden se r qumicos como el cido sulfrico para la deshidratacin de los alcoholes en la obtencin de teres o enzimticos que catalizan reacciones biolgica generalmente.

La velocidad de la reaccin se calcula midiendo el valor de cualquier propiedad adecuada que pueda relacionarse con la composicin del sistema como una funcin del tiempo, la propiedad escogida debe ser de fcil medicin; debe variar lo suficiente en el curso de la reaccin como para permitir hacer una distincin precisa entre las diversas composiciones del sistema a medida que transcurre el tiempo. Existen muchos mtodos para evaluar la reaccin en funcin al tiempo, algunos son cambios en la presin, cambios en el pH, en el ndice de refraccin, en la conductividad trmica, en el volumen, es mucho ms sencillo utilizar estos tipos de parmetros fsicos para realizar e identificar el cambio de la reaccin en funcin al tiempo.

La velocidad de las reacciones qumicas representa generalmente:

1) La cantidad de uno de los reactivos que se transforman en producto por unidad de tiempo.

2) La cantidad de uno de los productos que se forman por unidad de tiempo.

El orden de reaccin qumica de los reactantes, es la suma de todos los exponentes a las que se encuentran elevadas las concentraciones en la ecuacin de la velocidad.

a A + b B r R

La expresin matemtica que relaciona las velocidades con las concentraciones de las sustancias es:

V = K (A)((B)(Donde (A) y (B) son las concentraciones de los reactantes.

K = Constante de velocidad o velocidad especfica.

( = Orden de reaccin con referencia a A

( = Orden de reaccin con referencia a B

( + ( = Orden total de la reaccin.

Las reacciones qumicas en los que la ecuacin corresponde a la ecuacin estequiomtrica, es decir los exponentes ( y ( coinciden con los coeficientes estequiomtricos, se llaman reacciones elementales y las que no corresponden se llaman no elementales.

De acuerdo a las diferentes reacciones presentes en la cintica qumica las rdenes de reaccin pueden ser:

1) Orden cero.

2) Primer orden.

3) Segundo orden.

4) Tercer orden.

Una reaccin de primer orden, es una reaccin cuya velocidad depende de la concentracin de los reactivos elevada a la primera potencia.

Una reaccin de segundo orden es una reaccin cuya velocidad depende de la concentracin de uno de los reactivos, elevada a la segunda potencia.

Una reaccin de tercer orden es una reaccin cuya velocidad depende de la concentracin de uno de los reactivos, elevada a potencia superiores a 2, esta reaccin de tercer orden tambin es conocido como reaccin de orden superiorCUESTIONARIO N111.- El cido pirvico por la accin de la lacto-deshidrogenasa, se convierte en cido lctico, mediante una reaccin de primer orden. Si la constante de velocidad es: K= 3.01x10-3 s-1. Calcular el tiempo de vida media del cido pirvico.2.- La descomposicin de un frmaco se ajusta a un proceso cintico de primer orden. Medidas experimentales ponen de manifiesto que, en una preparacin, la concentracin inicial del frmaco se reduce basta el 65% al cabo de 140 das a la temperatura de 25C. Sabiendo que el preparado es ineficaz para concentraciones inferiores al 55% de su valor inicial.

Cunto tiempo podr tenerse almacenado el preparado a la temperatura de 25C?

Si la energa de activacin es 20 Kcal./mol cul ser el tiempo de caducidad si se almacena 12oC 3.- El cido pirvico, en un ambiente anaerobio se reduce a cido lctico por la accin de la lacto-deshidrogenasa de acuerdo a la reaccin:

CH3-C=O-COOH + NADH H+ CH3-C-OH-COOH + NAD

La constante de velocidad de la reaccin es K = 1.61x10-3 s-1. Si la concentracin inicial de cido pirvico en un hepatocito es de 30 milimoles por litro. Calcular en que tiempo la clula tendr una concentracin de 15 milimoles por litro de cido pirvico?

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD

GUA DE INVESTIGACIN PRACTICA - GIPs # 1

TEMA: GASES IDEALES

TITULO: Ley de Boyle

FECHA DE ENTREGA: 1er semana de clases

I.FUNDAMENTO TERICO

Los gases son en diversos aspectos, mucho ms sencillos que los lquidos y slidos, el movimiento molecular de los gases resulta totalmente aleatorio y las fuerzas de atraccin entre sus molculas son tan pequeas que cada una se mueve en forma libre y fundamentalmente independiente de las otras y estn sujetas a cambio de variables como la temperatura y presin.Las 2 propiedades ms importantes de los gases son:

La capacidad de expandirse y de ocupar todo el espacio del recinto en que estn contenidos, por lo que necesariamente deben medirse en recipientes cerrados.

Su densidad es muy pequea si se compara con slidos y lquidos, por lo que su masa es despreciable frente a recipientes que los contiene.

Un gas ideal es un gas hipottico, puesto que cualquier gas debe tener molculas y un volumen definido que ejercen atraccin entre sus molculas.LEY DE BOYLE.

Esta ley enuncia que: El volumen ocupado por una misma masa gaseosa, a temperatura constante es inversamente proporcional a la presin que lo soporta. Es decir que a mayor presin menor volumen o a menor presin mayor volumen. Matemticamente Se expresa d la siguiente manera

P1V1 = P2V2Donde: P1 = Presin inicial del gas.

P2 = Presin final.

V1 = Volumen inicial.

V2 = Volumen final.

II. PRCTICA

OBJETIVOS

Analizar la dependencia entre las variaciones de estado de un gas que se puede medir manteniendo la temperatura constante

Verificar la ley de Boyle.

Realizar comparaciones entre los resultados obtenidos en la prctica y los obtenidos tericamente mediante formulasMaterial

Jeringa de 20ml. Termmetro

Manmetro de Mercurio

Tapn de goma

Manguera no porosa

Soporte Universal

Vaso de precipitado de 50 ml

Trpode

Mercurio metlico Mtodos y procedimientos

Conecte la Jeringa mediante una manguera no porosa a la columna de Mercurio, tape lo mejor posible y asegrese de que el sistema no tenga fugas. En caso de constar con un manmetro, construirlo con material de laboratorio, utilizando Mercurio metlico, mangueras y escalas milimtricas.

Fijar la jeringa a una cierta altura mediante pinzas y soportes, asegrese de que la jeringa contenga 20ml de aire (V1). Observe que, no exista diferencia de alturas entre los meniscos del manmetro de Hg. (los niveles de mercurio estn a la misma altura).

Registre la temperatura (T) y presin manomtrica (P1), la presin manomtrica estar en equilibrio con la presin atmosfrica, cualquier variacin de esta deber sumarse o restarse directamente a la presin atmosfrica.

Presione el embolo de la jeringa, de tal manera que disminuya el volumen en 1 ml (V2), registre la variacin de alturas con la ayuda de una regla graduada en el manmetro de Hg. (P2 ). Realizar comparaciones entre los resultados obtenidos en la prctica y los obtenidos tericamente mediante formulas.

Continuar presionando el embolo de la jeringa, disminuyendo cada vez en 1 ml, Hasta llegar a 15 ml de aire. Con los datos obtenidos realice una grafica de presin versus volumen.

Resultados. Con los resultados obtenidos construya la grafica en papel milimetrado.

CUESTIONARIO1. Comente acerca de la graficas experimentales y compare con aquellas que se obtienen tericamente.2. Cul es la variable que permanece constante durante la demostracin de la ley de Boyle?.3. Describa el funcionamiento de un barmetro.

4. Seria conveniente un utilizar un barmetro de agua ? Justifique sus respuestas.

5. Indique la frmula para calcular la presin absoluta.6. Qu densidad tiene el Mercurio?.7. Qu cuidados se debe tener con el Mercurio?

8. Explique la diferencia que existe entre el GAS NATURAL Y EL GAS LICUADO DE PETRLEO.9. En la ley de Boyle si aumentamos la presin que ocurre con el volumen del gas.

10. Cul es la formula del gas hilarante?Conclusiones.. ..

Firma y sello del catedrtico

Firma del estudiante

PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD

GUA DE INVESTIGACIN PRACTICA - GIPs # 2

UNIDAD : GASES IDEALES

TITULO: LEY DE GAY LUSSAC

FECHA DE ENTREGA: 2da semana de clases

I.FUNDAMENTO TERICOLos gases se caracterizan porque sus molculas y tomos componentes, tienen una gran movilidad, mostrando muy poca resistencia a fluir, difunden con gran facilidad, ocupando todo el volumen del recipiente que los contiene. En comparacin con los estados slidos y lquidos, los gases se expanden con gran facilidad al calentarse o al disminuir la presin en la que se encuentran. La mayor parte de los gases son trasparentes, muchos no tienen olor, sin embargo, algunos gases son perceptibles por su color o olor caracterstico, por ejemplo, el bromo que es de color caf rojizo, el dixido de nitrgeno es rojizo y el H2S tienen un olor fuerte a huevo podrido.

Un gas ideal es un gas hipottico, puesto que cualquier gas debe tener molculas y un volumen definido que ejercen atraccin entre sus molculas.LEY DE GAY LUSSAC.

Esta ley enuncia en 1802 por Joseph Gay Lussac y se formula de la siguiente manera: A volumen constante, la presin de una masa fija de un gas, es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Esto quiere decir a mayor temperatura mayor presin y