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PROBLEMAS 1. Calcular la densidad y el FEA del Cu (FCC) y del UO2 (con estructura igual al CaF2). Dibuja la celdilla unidad de cada uno de ellos y explica los resultados. Datos: Pm (Cu)= 63.54 gr/mol, Pm (U4+) = 238 gr/mol, Pm (O2-) = 16 gr/mol, R (Cu)= 0,1278 nm, R(U4+) = 0,105 nm, R(O2-) = 0,132 nm Cálculo de densidades y factor de empaquetamiento atómico: # atoms/unit cell

ρ = nA VcNA Volume/unit cell (cm3/unit cell)

Atomic weight (g/mol)

FEA= Vátomos/Vcelda Avogadro's number (6.023 x 10 23 atoms/mol)

Cu. Estructura del Cobre

º

Nº de átomos = 4 Pm (Cu)= 63.54 gr/mol RCu= a √2 / 4 V= a3 = (4RCu/√2)3

4 átomos x 63.54 gr/mol ρ = ------------------------------------------------------------ = 8,93 gr/cm3 (4 x 0,1278 nm /√2)3 x 6.023 1023 átomo/mol

FEA= Vátomos/Vcelda =

(

n4 / 3π a 2 ÷ 4 a3

)

3

= 0,74

UO2 Estructura de óxido de uraniu

(NU+4 x P U4+ ) + (No2- x PO2-) ρ = ---------------------------------------V x NA Plano (110)

N de U = 4 N de O = 8 P (U4+) = 238 gr/mol, P (O2-) = 16 gr/mol, Ru+4 + Ro-2 = a √3/4 ------------- a = 0,547nm V= a3 = 0,164 nm3 = 0,164x10-27 m3

(4 x 238 gr/mol) + (8 x 16 gr/mol) ρ = -------------------------------------------------------- = 10,93 gr/cm3 0,164x10-27 m3 x 6.023 1023 átomo/mol

n U4+ (4/3πR3 U4+ ) + n O2+ (4/3πR3 O2+ ) FEA= Vátomos/Vcelda = ------------------------------------------------------- = 0,59 a3

2. El Zinc cristaliza en la red hexagonal compacta, determínense los parámetros de la red cristalina si su densidad es de 7136 Kg/m3, su masa atómica Ma= 65.58 g/mol y la relación entre parámetros c/a= 3 , las coordenadas de la base estructural, el índice de coordinación de los átomos de Zn y el FEA de la celdilla. a. a=2.7 Ǻ y C= 4.7Ǻ b. I.C= 6 c. FEA= 0.69 3. El policlorotrifluoroetileno (PCTFE) es un termoplástico lineal con monómeros CF2=CFCl. i.

¿Cuál es el grado de polimerización para una masa molecular promedio de 3400 g/mol? Gmp= 29.19 Pm (Cl)=35.45 g/mol, Pm (F)= 19 g/mol, Pm (C) = 12 g/mol.

ii.

Explica el significado de los términos “lineal” y “termoplástico”.

iii.

Compara el grado de cristalinidad esperado para ese plástico con el grado de cristalinidad del Teflón (PTFE) (CF2=CF2) justificando tu respuesta. Mayor cristalinidad: Teflón

iv.

¿Cuál de los dos presentará mayor densidad? ¿por qué? Mayor densidad: Teflón.

4. La distancia entre planos de la familia (200) de la red FCC del Al es de 202.44 pm. Calcular la constante reticular, el rádio atómico, la densidad superficial del plano compacto (111) y el FEA. Pm (Al)= 26.98 g/mol. FEA= O.74 5. Un material compuesto unidireccional epoxi-fibra de Kevlar contiene 60% en volumen de fibras de Kevlar y 40% de resina epoxi. La densidad de las fibras de Kevlar es de 1,48 gr/cm3 mientras que la de la resina epoxi es de 1,20 gr/cm3 ¿Cuáles son los porcentajes en peso de Kevlar y resina en el material compuesto? ¿Cuál es la densidad del material compuesto? masafibra = 45,12% masaepoxi = 55,88 % ρcompuesto = 1,37 gr/ cm3

6. El MgO, que tiene la estructura del cloruro sódico y que posee un parámetro de red de 0.396nm. Determinar su densidad y la densidad atómica de los planos (111) y (110). ¿Qué iones están presentes en cada plano? Datos: Pm (Mg) = 24.31g/mol y Pm (O)= 16 g/mol. Densidad: 4317 K/m3 Densidad (111)= 3.92 10-4 g/m2 Densidad (110)= 6.03 10-4 g/m2 7. Calcular el FEA a Tª ambiente del Fe y del FeO. Datos: R (Fe)= 0.124nm, R (Fe2+)= 0.087nm, R (O2-)=0.132 nm FEA= 0.16 8. El peso molecular medio del poliestireno es de 500000 g/mol. Calcular el grado de polimerización medio.

n = 4808 monómeros/cadena