PROBLEMAS PRUESTOS

"La Utopía está en el horizonte, cuando yo camino dos pasos, ella se aleja dos pasos.
Yo camino diez pasos y ella está diez pasos más lejos.
Entonces, ¿Para qué sirve la Utopía? Sirve para eso: para caminar."
                                                                                                             Eduardo Galeano.

1.- Dados los siguientes datos para la adsorción de naftaleno sobre carbón Filtersorb 400:

Dosis de carbón (mg/l)

Concentración en el Efluente (mg/l)

a (mg/mg)

0

9.94

 

11.2

5.3

 

22.3

3.0

 

56.1

0.71

 

168.3

0.17

 

224.4

0.06

 

Hallar las constantes de la ecuación de Freundlich.

2.-En una determinación de la superficie de un carbón, se midieron las siguientes cantidades de nitrógeno adsorbidas físicamente por 1.0 g de áquel, a -195.6 ºC y diversas presiones:

a x10-3 (mol/g)

0.422

0.444

0.495

0.544

0.584

0.665

0.756

0.965

P (kN/m2)

2.67

3.93

8.27

13.7

19.5

28.1

34.4

44.5

A -195.6 ºC la presión del vapor saturado del nitrógeno es Pº = 100.3 kN/m2. Evaluar la cantidad de nitrógeno amax necesaria para formar una capa monomolecular sobre la superficie del carbón. Calcular por el método BET la superficie de éste, sabiendo que la sección transversal de la molécula de nitrógeno es de 16.2 Å2.

3.-Los siguientes datos referentes a la adsorción de una solución acuosa de ácido acético sobre carbón vegetal, fueron obtenidos por Labowitz. En todos los casos el volumen de la disolución en contacto con el carbón fue de 200 ml.

Ci (mol/L)

Cf (mol/L)

Masa de carbón (g)

a (mol/g)

0.503

0.434

3.96

 

0.252

0.202

3.94

 

0.126

0.0899

4.00

 

0.0628

0.0347

4.12

 

0.0314

0.0113

4.04

 

0.0157

0.00333

4.00

 

Verifique si la ecuación de Freundlich ajusta los datos y encuentre el valor de las constantes m y n.


4.- A 0 ºC la cantidad de nitrógeno a (medida como volumen en cm3/g) adsorbida a distintas presiones (P) sobre un gramo de carbón fueron las siguientes:

P (kN/m2)

14.90

28.90

38.50

52.80

63.70

a (cm3/g)

2.45

4.41

5.58

7.13

8.22

Demostrar que se satisface la isoterma de Langmuir y determinar las constantes de la ecuación (K y am).

5.- La adsorción de cloruro de etilo en una muestra de carbón a 0ºC y diferentes presiones es:

P (cmHg)

2

5

10

20

30

a (g/g)

3.0

3.8

4.3

4.7

4.8

a)Empleando la ecuación de Langmuir, determinar la fracción de superficie cubierta (q) para cada presión.
b) Sí el área de la molécula de cloruro de etilo es de 10 Å2 ¿Cuál es el área total del carbono
?

6.- Los resultados que se muestran a continuación, se refieren a la adsorción por carbón activado de ácido acético disuelto en agua, siendo Ce la concentración de ácido en el equilibrio y “a” la cantidad de ácido adsorbido por gramo de adsorbente.

Ce (%)

0.806

0.570

0.396

0.210

0.078

0.023

a (g ac./g carbón)

0.814

0.726

0.576

0.438

0.246

0.139

Demostrar que la isoterma de Freundlich ajusta los datos y encontrar el valor de las constantes (m y n) de la ecuación.

7.- Se tienen los siguientes datos para la adsorción del CO sobre negro de humo vegetal a 0°C. V está dado como los cm3 de gas, medidos en condiciones estándar a la presión P, adsorbidos por 2.964 g de adsorbente.

P (mmHg)

73

180

309

540

882

V (cm3)

7.5

16.5

25.1

38.1

52.3

a (cm3/g)

 

 

 

 

 

a) Encontrar la ecuación de Freundlich y sus constantes m y n.
b) Hallar la ecuación linealizada de Langmuir y sus constantes K y am.

 

8.-Los siguientes datos se han obtenido para la adsorción del nitrógeno sobre sílica gel a 77ºK. Pº es la presión de vapor del nitrógeno líquido a esa temperatura:

P/Pº

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

a (ml/g)

30.0

34.0

38.0

40.0

42.5

45.0

48.0

52.0

55.0

72.0

108.0

Calcule el área superficial de la sílica en términos de m2/g por el método de BET. Suponga que el área de una molécula de nitrógeno es de 16.2 Å2.

9.- Calcule el trabajo mínimo necesario para aumentar el área de la superficie del agua de 2.0 cm2 a 5.0 cm2 a 20ºC. La tensión superficial del agua a 20ºC, es de 73 dn/cm.

10.- Para una solución 0.05M de fenol en agua a 20 ºC, la velocidad a la cual la tensión superficial varía con la concentración, dg/dC es -165 ergs·lt/mol·cm2 (PM fenol = 94 g/mol).
a)Determinar cuanto fenol en mol/cm2 es adsorbido en la superficie de la solución.
b)¿Cuántas moléculas hay por cm2?
c)¿Cuántas moléculas hay por Å2?

11.- Las tensiones superficiales de la paratoluidina determinada a diferentes concentraciones y a 25 ºC, se representaron gráficamente obteniéndose una pendiente dg/dC de -32800 dn·cm2/mol, para una concentración de 5x10-3 g/cm3. Calcular el exceso de concentración superficial (G ) en mol/cm2 y en g/cm2 (PM p-toluidina = 107.15 g/mol).

 

 

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