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QES_QSS_prob_20-II.pdf - Química del estado sólido (1615)...

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Química del estado sólido (1615) Sem. 20 - IIAlejandro Solano Peralta, Química del Estado Solido (clave 1615), Química (plan 2004) Facultad de Estudios Superiores - Cuautitlán, UNAM, Mx. Marzo del 2020 Química de superficies solido gas (problemas) Ejercicios resueltos Ejemplo 7.1.Los datos a continuación son para la adsorción de CO en carbón activado a 273 K. Confirmar que ajustan a la isoterma de Langmuir y encontrar el valor de la constante K y el volumen correspondiente a una recubierta completa. En cada caso, el volumen ha sido corregido a 1.00 atm (101.325 kPa). V /cm3p/ kPa 10.2 13.3 18.6 26.7 25.5 40.0 31.5 53.3 36.9 66.7 41.6 80.0 46.1 93.3 R: De la ecuación siguiente se despeja Kp: ()==++=VVKpKpKp1KpCon 𝜃 =𝑉𝑉, donde 𝑉es el volumen que corresponde al recubrimiento completo, esta expresión se puede reagrupar a: +=VpKV1VpPor lo tanto, un gráfico de p/V en función de p debe dar una línea recta de pendiente1/Vy de ordenada al origen 1/KV. Los datos para el gráfico son: p/ kPa (p/ kPa) / (V/cm3) 13.3 1.30 26.7 1.44 40.0 1.57 53.3 1.69 66.7 1.81 80.0 1.92 93.3 2.02
Química del estado sólido (1615) 20 - IIA. S. P.2 / 9 0204060801001.21.31.41.51.61.71.81.92.02.1p/V (kPa/cm3)p (kPa)p/VLinear Fit of Data1_CY = A + B * XParameterValueError------------------------------------------------------------A1.197230.0107B0.009041.79512E-4------------------------------------------------------------RSDNP------------------------------------------------------------0.999020.012667<0.0001------------------------------------------------------------La pendiente es 0.00904, entonces V= 111cm3. La ordenada en p= 0 es de 1.20, por lo tanto 133kPa10x 51.7KKV1Acm111VV1B====Ejemplo 7.2.De la muestra anterior, ahora se muestran los datos para la presión de CO necesaria para el volumen de adsorción (corregido a 1 atm y 273 K) ser 10.0 cm3. Calcular la entalpia de adsorción en esta superficie cubierta. T (K) 200 210 220 230 240 250 P (kPa) 4.0 4.95 6.03 7.20 8.47 9.85 R: De la ecuación siguiente; 𝜃 =?𝑝(1 + ?𝑝)Despejando Kp se tiene; ?𝑝=𝜃1 − 𝜃Si es constante se tiene; ?? ? + ?? ? = ???A partir de la ecuación de Van`t Hoff
Química del estado sólido (1615) 20 - IIA. S. P.3 / 9 (𝜕?? ?𝜕𝑇)𝜃=𝛥𝐻𝑎𝑑𝑠0𝑅𝑇2Se obtiene; (𝜕?? ?𝜕𝑇)𝜃= − (𝜕?? ?𝜕𝑇)𝜃=𝛥𝐻𝑎𝑑𝑠0𝑅𝑇2Si (?(1𝑇⁄ )?𝑇) = −1𝑇2Se tiene (𝜕?? ?𝜕(1𝑇⁄ ))𝜃=𝛥𝐻𝑎𝑑𝑠0𝑅Graficando ln P vs 1/T se tiene Ajustando a la ecuación de una recta y = A +Bx Se tiene; ? =∆𝐻𝑎𝑑𝑠0𝑅= −901Por lo tanto: ∆𝐻𝑎𝑑𝑠0= −7.5 ??/???0.00400.00420.00440.00460.00480.00501.41.61.82.02.22.4Ln (p/kPa)1/T (K-1)Linear RegressionY = A + B * XParameterValueError------------------------------------------------------------A5.892910.00471B-901.389831.04998------------------------------------------------------------RSDNP-------------------------------------------------------------18.78248E-46<0.0001------------------------------------------------------------
Química del estado sólido (1615) 20 - IIA. S. P.4 / 9 Ejemplo 7.3. El número de centímetros cúbicos de butano, determinado a STP, adsorbidos en 1g de carbón activado a 273 K y diferentes presiones es: P (mm Hg) V (cm3) 1009.75 20014.5 30018.2 40021.4 Graficar los datos utilizando la isoterma de Freundlich y determínese la constantes m (o K) y n. R: Siguiendo la ecuación de Freundlich, se puede establecer lo siguiente: logxm= logK +1nlog PLo que seria a la ecuación de una recta y = b + mx Por lo tanto, obtenemos los logaritmos tanto en P como en V y posteriormente se gráfica. Con base a los valores obtenidos de la regresión lineal donde b es igual a: -0.1445 y M = 0.567. Entonces; b= log K= -0.1445,

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Term
Fall
Professor
NoProfessor
Tags
Ox geno, Logaritmo, Hidr geno, S lido, Cat lisis

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