Fisicoquímica: Ejercicios Ley de Henry y Extracción

1)      4L de una solución acuosa contiene 2 g/lt de Cu⁺² que desean ser extraídos hasta alcanzar un 98% de recuperación. El solvente que se usará tiene un D=3.2 y se va a extraer con 2 L/etapa. Para la reextracción se dispone de 3 opciones, y cada uno de estos posibles solventes operarían en 3 etapas (R1=0.78 – R2=2.25 – R3=5.1) % de reextracción=80%. Calcule:

a)       Número de etapas requeridas para recuperar Cu⁺²

b)      Volumen que se usaría de cada reextractante y concentración de Cu⁺² en el acuoso rico en cada caso

2)      Un complejo industrial emite un gas que contiene esencialmente CO₂ y aire después de haber sido purificado, con el fin de cumplir con normas ambientales que impiden concentraciones mayores al 0.1% de CO₂ base seca en los gases de chimenea. Un estudio de unas aguas cercanas a las emisiones de CO₂ indica que en esta existe una concentración de 100 ppm de CO₂ a 25ºC. Conocido el coeficiente de Bunsen a 25ºC del CO2: 0,6932  y la presión de vapor del agua a 25ºC Pv=0.0307 atm, calcular:

a)       La constante de Henry del CO₂

b)      La concentración de CO₂ en la fase gaseosa (base seca). ¿Se cumplen las normativas ambientales?

3)      La fracción molar del metano disuelto en agua se puede calcular a partir de las constantes de la ley de Henry de 4.1310⁴ atm a 25ºC y 5.7710⁴ atm a 50ºC. Calcular la solubilidad del metano a estas temperaturas para una presión de metano de 1 atm sobre la solución. Calcular el coeficiente de Bunsen a ambas temperaturas. ¿Cuánto metano se puede disolver a 5 atm de presión parcial y 200ºC.

4)      Se puede considerar que las bebidas gaseosas son una disolución de CO₂ y agua. Para envasar las bebidas se utiliza un dispositivo que adiciona CO₂ a una presión parcial de 10atm a 0ºC. Si el coeficiente de Bunsen es de 0.7566 para el CO₂ a 0ºC. ¿Cuánto CO₂ se disuelve en la bebida gaseosa?. Luego de saturar con CO₂, se tapa la botella y se supone que en el cuello de la botella solo queda aire. Asumiendo que justo antes de que usted destapa la botella de bebida gaseosa la temperatura es de 25ºC y la presión total es 2atm en el cuello de la botella, ¿Cuál es la composición del gas y del líquido?. Puede suponer que al destapar la botella solo hay disuelta en el líquido una centésima parte del CO2 que se había introducido inicialmente.

5)      5 litros de una solución acuosa tienen una concentración de 5 g/l de Fe⁺² y 12 g/l de Cu⁺². Se desea extraer la máxima cantidad posible de ambos cationes y para ello se dispone de 3 posibles solventes orgánicos, tales que:

Solvente 1: DFe1=3.45; DCu1=0.25

Solvente 2: DFe1=4.12; DCu1=3.75

Solvente 3: DFe1=1.23; DCu1=1.21

El proceso de extracción se hace en 5 etapas con 1 litro del solvente orgánico por etapa. Escoja el solvente apropiado y calcule las concentraciones de ambos cationes en el orgánico rico y el acuoso pobre.

Luego se procede a la reextracción, con un solvente acuoso cuyo RFe=2.45 y RCu=3.12. ¿Cuántas etapas debe tener la reextracción si se desea recuperar al menos el 95% del Cu, si se utilizan 0.8 L de solvente por etapa? Calcule las concentraciones en el acuoso rico y en el orgánico pobre.

6)      126 g de una sustancia orgánica se disuelven en un litro de agua bajo la presión parcial de este de 0.1 atm. Si el PM de esta es 88.11 g/gmol. ¿Cuál es el valor de la constante de Henry  y el valor del coeficiente de Bunsen?

Ejercicios_Raoult_HenryLM