Ejemplos de Problemas de Aplicación.atcadocx

Ejemplos de problemas de Aplicación 1. La concentración media del NO2 en una estación de control de la contaminación atmosférica que se encuentra a 14° C y una presión atmosférica de 782 mm de Hg . es de 980 μgr/m 3 . Expresar dicha concentración concentración en ppm en 3 moles y moléculas por /cm . SOLUCION: Los datos necesarios para resolver el problema son:

 NO2   980  R  0.082

 gr    3

m lit .atm

 K .mol 

T   14C   P   782 mmHg   N  A

 6.023 *10

23

 M  N 

 14

 gr 

mol   gr   M O  16 mol 

1 mol 

En caso de contaminantes atmosféricos gaseosos ,cuando la concentración se expresa en partes por millo (ppm) se trata de una relación de volumen /volumen , que puede expresarse de diferentes maneras según convenga:

1 ppm 

1cm 3 10 6 cm 3



1cm3 m3



1ml  1m 3



 l 



1l 

1mm 3 1dm 3

Para esta transformación se recurre a PV PV = nRT que es lo mismo a PV = (m/M).RT De acuerdo a los datos proporcionados la concentración de NO2 es de 980 μgr/m3, es decir que en un m3 de aire hay 980 μgr de NO2 , masa que equivale a un volumen de :

782 782 760 760

*V  

980 *10 6 46

* 0.082 * (14  273)  V  NO2



4.87 *10 4 l   0.487 ml 

Por lo tanto hay 0.487 ml de NO2 por m3 de aire, decir decir la concentración concentración de NO2 es de 0.87 ml/m3. = 0.87 ppm. [NO2]= 0.487 ppm

La concentración molar se obtiene convirtiendo la masa de NO2 en moles moles , magnitudes relacionadas mediante la masa molecular relativa.

980 980 *10 6 gr  1mol  1m 3 8 mol  * * 2 . 13 * 10  m3 49 gr  10 3 l  l 

 NO2   2.13*10 8 

mol l

Por ultimo a partir de la concentración molar y teniendo en cuenta el número de Avogadro , se relaciona moles con numero de moléculas.

2.13 *10 8 mol  6.023 *10 23 moleculas 1l  * * 3 3 l  1mol  10 cm

 1.28 *10

13

moleculas cm3

Ejercicios encargados 2. Dada la siguiente Tabla predecir el efecto que producirán estas concentraciones de SO 2. a) 2816 μgr.N/m3  b) 790 μgr./m3 ( Presión 1 atm. Temperatura Temperatura 27°C) 3 c) 5*10-13 moléculas/cm moléculas/cm a 25°C y 755 mmHg.

SO2 ppm( V/V) 0.2 0.3 0.5 1.0 1.6 2.0 10.0

Efecto Menor concentración que causa respuesta Reconocimiento de sabores Reconocimiento de olores Irritación en los ojos Constriccion bronquial reversible Tos inmediata Irritacion de garganta inmediata.

3. Una estufa averiada emite 23.42 litros de gases cada minuto con un contenidos de monóxido de carbono de 2.24 mgr/l. Considerando que la emisión de CO es constante e independiente de la concentración de oxígeno ,determinar la concentración de CO en la habitación al cado de 10 horas expresada en mgr/m 3 y en ppm sabiendo que la habitación tiene una altura de 2.4 m, por 3.2 m de ancho y de 4.7 m de largo y se encuentra a 29°C y 752 mmHg. Datos ¨: Q= 23.42l/m3 [CO]= 2.24 mgr/l t = 10 horas Dimensiones de la habitación = 2.4 m*3.2m*4.7m= 36.096 m3 R= 0.082l*atm/°K*mol C= 12 gr/mol O= 16 gr/mol CO=28 gr/mol Solución : Teniendo en cuenta el caudal de emisión de los gases y la concentración de CO en los mismos , se puede calcular la masa de CO emitida en un periodo de 10 horas.

10h *

60 min 23.42l  gas 2.24mg co * * 1h 1min 1l  gas

 31476.5

mgr CO

Teniendo en cuenta el volumen de la habitación V = 36.096 m3 la concentración de CO en la habitación será:

31476.5mgr  36.096m 3

 872

mgr  m3

CO  872.0

mgr  m3

Para expresar dicha concentración en ppm teniendo en cuenta la temperatura y presión de la habitacion se transforma la masa de CO en volumen.

 P *V  

m  M 

* R * T  

752 760

*V  

872 *10 3 28

* 0.082 * (29  273 )  V   0.7794 l   779 .4ml 

Volumen de CO que se encuentra en un m3 de aire ,lo que corresponde a una concentración de 779.4 ml por m3 que es equivalente a:

CO  779 .4 ppm Ejercicios encargados 4. En un laboratorio de dimensiones 9.0m*6m*2.8 m se produce una fuga total del nitrógeno contenido en tres  botellas de 25 litros cada uno a una presión de 180 atm. El laboratorio se encuentra a una presión de 745 mm Hg y 24 °C de temperatura .Sabiendo que el Valor Limite Umbral que indica el porcentaje de oxigeno en el aire del ambiente por debajo del cual pueden ocasionar efectos perjudiciales para la salud es del 18% del volumen , evaluar si se correrá el riesgo en el Laboratorio. Nota considerar que la composición del aire inicialmente en el laboratorio es del 21% de Oxigeno y un 79 de % de Nitrógeno en volumen.