3.5: Soluciones a problemas seleccionados

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KP5. Soluciones a problemas seleccionados

Problema KP1.1.

Se hacen dos enlaces C-C σ y un nuevo enlace π. Se pierden tres viejos bonos π.

ΔH = bonos rotos - bonos hechos

ΔH = (3 x 64) - ((2 x 83) + 64) kcal/mol

ΔH = -38 kcal/mol

Problema KP1.2.

T _c = ΔH/(ΔS + R log [M])

T _c = - 7.000 cal mol ^-1 (-8.6 cal K ^-1 mol ^-1 + 1.98 cal K ^-1 mol ^-1 log (8.7))

T _c = - 7,000 (-8.6 + 1.98 (0.939)) K

T _c = - 7,000 (-6.74) K

T _c = 1038 K = 765 °C

Problema KP1.3.

Para cada enlace amida, se hacen un enlace C-N y un enlace H-Cl. Se pierden un enlace C-Cl y un enlace N-H.

ΔH = bonos rotos - bonos hechos

= (C-Cl + N-H) - (C-N + H-Cl)

ΔH = (81 + 93) - (73 + 102) kcal/mol

ΔH = -1 kcal/mol

Problema KP2.1.

75% de conversión significa 0.75 en términos de fracciones.

DP = 1/(1 - p)

DP = 1/(1 - 0.75)

DP = 1/0.25

DP = 4

Problema KP2.2.

pendiente = 2 [M] ₀ k = 0.717 s ^-1

k = 0.717 s ^-1/(2 x 17 mol L ^-1)

k = 0.021 L mol ^-1 s ^-1

Problema KP2.3.

M _n = M ₀/(1 - p)

= 120 g/mol/(1 - 0.99)

= 120 g/mol/0.01

= 12.000 g/mol

M _w = M ₀ (1 + p)/(1 - p)

= 120 g/mol (1 + 0.99)/(1 - 0.99)

= 120 g/mol (1.99)/0.01

= 23.800 g/mol

D = 1 + p

= 1 + 0.99

= 1.99

Problema KP3.1.

Tasa = k' [M] [I] ^1/2

pendiente = k' [I] ^1/2

0.0024136 s = k' (0.00025) ^1/2

k' = 0.015 s ^-1

Problema KP3.2.

En estado estacionario:

Tasa _init = _Término de tasa

k _i [M] [I] = k _t [M ⁺]

Reordenando:

[M ⁺] = (k _i/k _t) [M] [I]

Problema KP3.3.

_Prop = k _p [M ⁺] [M]

Sustituyendo la expresión de estado estacionario por [M ⁺]:

Tasa = (k _i k _p/k _t) [M] ² [I]

Problema KP3.4.

v = _Prop de tasa /Tasa _{de inicio}

v = k _p [M ⁺] [M]/k _i [M] [I] = (k _p/k _i) [M ⁺]/[I]

pero [M ⁺] no es una cantidad conocida. Alternativamente, en estado estacionario, Tasa _init = _Término de tasa

v = _Prop de tasa _/Término de tasa

v = k _p [M ⁺] [M]/k _t [M ⁺] = (k _p/k _t) [M]

Problema KP3.5.

a) v = [M] ₀/[I] ₀ = 4.5/1.25 x 10 ^-3 = 3.400

b) v = (k _p /2 f k _t k _d) ([M]/[I] ^1/2)

v = (0.003/2 (0.5) (0.003) (0.0001)) (4.5/ (1.25 x 10 ^-3) ^1/2) = (1/0.0001) (4.5/0.035) = 128/0.0001 = 1,280.000

c) v = (k _p /2 f k _t k _d) ([M]/[I] ^1/2)

v = (0.003/2 (0.5) (0.03) (0.0001)) (4.5/ (1.25 x 10 ^-3) ^1/2) = (0.01/0.0001) (4.5/0.035) = 128/0.01 = 12.800

d) v = (k _p /2 f k _t k _d) ([M]/[I] ^1/2)

v = (0.003/2 (0.5) (0.003) (0.1)) (4.5/ (1.25 x 10 ^-3) ^1/2) = (1/0.1) (4.5/0.035) = 128/0.1 = 1,280

Problema KP4.1.

El punto clave es que, cuando se suman dos términos y uno es mucho mayor que el otro, la suma es aproximadamente la misma que la mayor de los dos términos. Se puede ignorar el más pequeño.

Problema KP4.2.