SOLUCIONARIO DEL EXAMEN PARCIAL DE QUIMICA IFecha: 14/09/2013

1. En un reactor se carga un flujo msico de 40 kg/s de una mezcla de sacarosa C12H22O22, H2SO4 y KMnO4, cuya composicin en masa es de 50%, 20% y 30% respectivamente. Luego de la reaccin completa produce 81m3/minuto de CO2 (g) en condiciones normales. Determine por cada segundoa) El reactivo(s) limitante(s).b) La masa en exceso de los respectivos reactivos.c) El rendimiento terico como flujo volumtrico en m3/s de CO2 (g) producido en condiciones normales.d) El rendimiento porcentual de la reaccin para CO2 (g) Otros productos son H2O, K2SO4, MnSO4.

Solucin:48KMn7+O4 + 5C120+H22O11 + 72H2SO4 60C+4O2 + 24K2SO4 + 48Mn2+SO4 + 127H2O(Pierde 48e-) x 5

(Gana 5e-) x 48

48mol de KMnO4 ---5mol de C12H22O22 ----72mol de H2SO4 ----60mol de CO2 (g)Datos: 12kg ------------ 20kg ---------------- 8kg ------------- ?Mediante cocientes de masas:KMnO4: C12H22O22: H2SO4: Reactivo limitantea) El reactivo limitante es el H2SO4b) Exceso de C12H22O22:72x98g de H2SO45x342g de C12H22O228kg m C12H22O22 =1,938kg

Masa en exceso = 20kg - 1,938kg=18,06kg

Exceso de KMnO4:72x98g de H2SO448x158g de KMnO4 8kg m KMnO4= 8,6kg Masa en exceso = 12kg 8,6kg =3,4kgc) Calculo del rendimiento terico: 72x98g de H2SO4 60x22,4 L CO2 (g) 8kgVolumen terico de CO2 (g) = 1,524m3d) %Rendimiento=

2. La hidracina (N2H4) es un lquido aceitoso e incoloro que reacciona con el perxido de hidrgeno (H2O2) de acuerdo con la ecuacin:N2H4(l) + 2H2O2(l) N2(g) + 4H2O(l)a) Calcule la variacin de entalpa estndar, a25C, para esta reaccin, sabiendo que las entalpas estndar de formacin a 25C del H2O(l) y del H2O2(l) valen -258.8 KJ/mol y -187.8KJ/mol respectivamente, y que la variacin de entalpa estndar de la reaccin de formacin de la N2H4(l) a 25C :N2H4(l) + O2(g) N2(g) + 2H2O(l) , H = -622.2KJb) Prediga justificadamente si la reaccin de la hidracina con el perxido ser espontnea a 25C, en condiciones estndar.Solucin:a) Para la reaccin: N2H4(l) + 2H2O2(l) N2(g) + 4H2O(l) H= Hproductos - HreactivosH= [HN2(g) +4 HH2O(l) ]-[ HN2H4(l) + HH2O2(l)]H= [0KJ+4(-285.8KJ)]-[ HN2H4(l) +2(-187.8KJ)]H=[-1143.2 KJ]- [HN2H4(l) -375.6KJ]Hallamos HN2H4(l) a partir de la siguiente reaccin: N2H4(l) + O2(g) N2(g) + 2H2O(l) , H = -622.2KJH= Hproductos - HreactivosH= [HN2(g) +2HH2O(l) ]-[ HN2H4(l) + HO2 (g)]-622.2KJ= [0KJ+2(-258.8KJ)]-[ HN2H4(l) 0KJ]HN2H4(l)=50.6KJRemplazamos para hallar la entalpia de la primera reaccin:H= [-1143.2 KJ]- [HN2H4(l) -375.6KJ]H= [1143.2KJ]-[50.6KJ-375.6KJ] H= -818.2KJ

b) En la reaccin : N2H4(l) + 2H2O2(l) N2(g) + 4H2O(l)H0 Puesto que G= H-T SG