Cinética Química Avanzada: Simulación de Difusión de Gases, Guías, Proyectos, Investigaciones de Cinética Química y Catálisis

¡Descarga Cinética Química Avanzada: Simulación de Difusión de Gases y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Cinética Química y Catálisis solo en Docsity! I. INFORMACIÓN GENERAL ASIGNATURA CINÉTICA QUÍMICA AVANZADA NIVEL Unidad de organización Curricular CICLO ACADEMICO JULIO 2022 DOCENTE RODNY PEÑAFIEL INTEGRANTES  Patricio Chipantiza  Rosa Chiluiza  Angy Estrada  Yesenia Cunalata  Juan Lagua  Héctor Arias II. INFORMACIÓN SOBRE LAS ACTIVIDADES PRÁCTICAS Tema: DIFUSION Objetivos: Verificar el de los gases en el proceso de difusión. Modalidad: Virtual Tiempo de Duración: 1 hora Instrucciones:  Disponer de una conexión estable de internet durante el desarrollo de la actividad.  Reportar si el simulador a usarse no funciona.  Enviar los datos obtenidos en el simulador a la auxiliar. Listado de equipo, materiales y recursos:  Computadora con acceso a internet  Simulador PhET Actividades por desarrollar: - Ingrese a la página https://phet.colorado.edu/ - Haga click en SIMULATIONS / CHEMISTRY, luego hacer click en DIFFUSION, click en Play / Laws La simulación de difusión permite a los estudiantes explorar cómo se mezclan dos gases. Experimentar con la concentración, temperatura, masa y radio para determinar cómo estos factores afectan la velocidad de difusión. Usar el centro de representaciones de caudal de partículas y masa para determinar cuándo el sistema alcanza el equilibrio. Simplificaciones del modelo • Las colisiones de partículas a partículas se modelan como colisiones de esferas duras. • Las flechas de tasa de flujo de partículas son proporcionales al número de partículas que han cruzado la línea media y tiene un promedio de tiempo superior a 300 ps. Realizar 8 variaciones en total de número de partículas, masa, radio y temperatura. Observar como varía el centro de masa, número de partículas y temperatura promedio. Determinar la tasa de flujo de cada partícula con el tiempo (graficar número de partículas, 𝑛, que han pasado el divisor en el tiempo, la tasa de difusión determinar cómo 𝑑𝑛/𝑑𝑡). Determinar el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio. Explicar sus observaciones. Responder lo siguiente • Describir cómo se mezclan dos gases. Los gases se mezclan unos a otros mediante la ley de difusión Graham, en la cual se menciona que a cierta temperatura las velocidades relativas son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de su densidad. m= y/x y 6 4 3 1 x 25 25 50 50 m= y/x 0,24 0,16 0,06 0,02 Tabla N2. Segunda simulación para 1 gas. CONDICIONES PARA 1 GAS NUMERO DE PARTICULAS 100 MASA 23 AMU RADIO 75 pm TEMPERATURA INICIAL 250 K TIEMPO n 0 9 25 45 50 53 75 54 100 50 150 56 200 50 250 45 300 48 Grafica N2. Curva para 1 gas m= y/x y 8 6 3 x 25 50 50 m= y/x 0,32 0,12 0,06 Tabla N3. Tercera simulación para 1 gas. Nùmero de particulas 60 Masa 20 Radio atòmico 110 Temperatura inicial 300 Tiempo (t) Nùmero de particulas (n) 0 4 5 20 25 24 50 27 75 30 100 32 150 29 200 27 250 32 300 24 Grafica N3. Curva para 1 gas 0 5 10 15 20 25 30 35 0 50 100 150 200 250 300 350 Nùmero de particulas (n) Azules m= y/x y 8 2 x 25 50 m= y/x 0,32 0,04 Rojas m= y/x y 9 10 2 x 25 25 50 m= y/x 0,36 0,4 0,04 Tabla N6. Sexta simulación para 2 gases. CONDICIONES PARA 2 GASES NUMERO DE PARTICULAS 140 110 MASA 18 28 AMU RADIO 130 110 pm TEMPERATURA INICIAL 250 350 K TIEMPO n azul n rojo 0 0 0 25 50 28 50 63 46 75 72 50 100 75 42 150 72 58 200 71 53 250 69 54 300 70 54 Azules m= y/x y 18 4 1 x 25 25 50 m= y/x 0,72 0,16 0,02 Rojas m= y/x y 13 9 1 x 25 25 50 m= y/x 0,52 0,36 0,02 Tabla N7. Octava simulación para 2 gases. Azules Rojas NUMERO DE PARTICULAS 140 110 MASA 20 28 RADIO 130 110 TEMPERATURA INICIAL 200 350 Tiempo (t) Número de partículas azules (n) Número de partículas rojas (n) 0 0 0 25 50 30 50 61 48 75 72 52 100 75 42 150 73 51 200 71 55 250 69 56 300 71 51 0; 0 25; 50 50; 61 75; 72 100; 75 150; 73 200; 71 250; 69 300; 71 25; 30 50; 48 75; 52 100; 42 150; 51 200; 55 250; 56 300; 51 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 50 100 150 200 250 300 350 Nùmero de particulas azules (n) Nùmero de particulas rojas (n) Azules x 25 25 50 y 21 3 2 m=y/x 0,84 0,12 0,04 Rojas x 25 50 50 y 18 9 1 m=y/x 0,72 0,18 0,02 Conclusiones: 1. Qué dificultades encontró en la realización de la práctica. El uso de un simulador virtual de entornos relacionados a procesos químicos es una herramienta que permite un entendimiento con mayor eficacia y efectividad de los temas estudiados, a pesar de las ventajas que ofrecen estos recursos digitales, se pueden mencionar ciertas dificultades encontradas en el desarrollo de la practica:  Diferencia entre difusión, contra difusión y efusión.  Manejo del software.  Conocimiento de la interfaz (Fredes et al., 2012). 2. Proponga alternativas de mejora para sobrellevar las dificultades.  Mayor estudio previo sobre el tema.  Inducción sobre el manual de manejo del software (Contreras et al., 2010) 3. Explique cómo esta actividad ha contribuido a la compresión de la materia de asignatura. Mediante el uso de este simulador, pudimos comprender mejor el concepto de difusión, entendiendo el propósito del simulador representando por las cajas y las moléculas que interactúan allí. 4. Proponga mejoras para que la práctica aporte de mejor manera a la compresión de la asignatura. Familiarizar el tema a tratare en la práctica, así como los equipos y reactivos a usar. Información sobre sobre manual de uso de los equipos, así como procedimiento y errores que se pueden cometer. Emplear apoyo audiovisual sobre la práctica que se va a realizar. Recomendaciones:  Recuerde citar la fuente bibliográfica de la información obtenida.  Utilice Tablas y Figuras para representar series de datos, debidamente identificadas como Tabla 1, Tabla 2, Figura 1, Figura 2, etc., como corresponda en forma secuencial; etiqueta de tablas en la parte superior de la tabla y etiqueta de figuras en la parte inferior de la figura.  Si la información obtenida en una Tabla o Figura provienen de una fuente bibliográfica, cite la fuente de la información. Bibliografía:  Levine, Ira N., 2014, Principios de Fisicoquímica, Sexta edición, McGRAW-HILL, Education, México, D.F.  Brown, Theodore L; Lemay, H. Eugene; Bursten, Bruce E; Murphy, Catherine J; Woodward, Patrick M. (2015), Química: La ciencia central, 12ªEdición, PearsonEducación, Ciudad de México, México  Chang, Raymond; Goldsby, Kenneth A., (2017), Química, 12ª Edición, McGraw Hill Interamericana, Ciudad de México, México  PhET. (2002). Disponible en: https://phet.colorado.edu/ Notas: