Supuesto 49
Enunciado
(1,5 puntos) El dimetiléter se descompone en metano, monóxido de carbono e hidrógeno. La constante cinética del proceso es de a 500 ºC. Colocamos cierta cantidad de dimetiléter en un matraz sellado y dejamos que transcurra la reacción a 500 ºC.
- a) (0,75p) Obtenga las expresiones para las presiones parciales de cada uno de los cuatro gases y la presión total, en función del tiempo y de la presión inicial .
- b) (0,75p) Calcule las fracciones molares de cada gas transcurridos 4 minutos, en el caso de que la reacción transcurra a 600 ºC.
Datos: ; .
Solución
a) Presiones parciales
La reacción es : cada molécula que se descompone produce tres. Como las unidades de son , el proceso es de primer orden y
La presión de éter descompuesta es , y por la estequiometría 1:1:1:1 cada producto aparece en esa misma medida:
Comprobación de límites: en , ; en , , el triple, como exige la estequiometría.
b) Fracciones molares a 600 ºC y 4 min
Primero hay que llevar la constante de 500 ºC (773 K) a 600 ºC (873 K) con la ecuación de Arrhenius:
Un aumento de 100 K multiplica la constante por 29: es la enorme sensibilidad térmica que cabe esperar de una energía de activación de 189 kJ/mol. A los 4 minutos,
de modo que queda un 3,85 % del éter. Las presiones (en unidades de ) son y , con . Por tanto:
(La suma es .) A 600 ºC la reacción está prácticamente completa a los 4 minutos, mientras que a 500 ºC el mismo tiempo apenas habría descompuesto un 11 %.
supuesto-progress
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