Gases-resolucion De Gases 35696 v1tu

PRÁCTICA DIRIGIDA – ESTADO GASEOSO 1. Al ser medida la presión del gas ozono en un recipiente de acero mediante un manómetro se observa que es igual a 2 atm a la temperatura de 27°C. Si se calienta lentamente el recipiente indeformable hasta que la temperatura sea igual a 37°C. Hallar la presión absoluta final del gas ozono en atm. DATOS P1 = 2 atm T1 = 27°C + 273 = 300 K T2 = 37°C + 273 = 310K P2 = ¿? Pabsoluta = P2 + Patmosferica = ¿? Patmosferica = 1atm (a condiciones normales) Como el recipiente es indeformable el V = cte. Si el volumen es constante tenemos:

P1 P = 2 T1 T2

Reemplazamos en la relación anterior

2 atm P2 = 300 k 310 K

P2 =

2 𝑎𝑡𝑚 𝑥 310𝐾 300𝐾

P2 = 2,06 atm Pabsoluta = P2 + Patmosferica Pabsoluta = 2,06 atm + 1 atm Pabsoluta = 3,06 atm

2.- En un recipiente elástico se tiene 80 litros del gas anhídrido fosforoso a una cierta presión absoluta. Si mediante un proceso isotérmico, logramos que la presión se incremente en un 40% de su valor inicial. Hallar en que porcentaje disminuye el volumen del gas anhídrido fosforoso. DATOS V1 = 80 L P1 = P 40 P2 = P + 100 P V2 = ¿?

T = cte. Se tiene: P1 V1 = P2 V2

Calculo del porcentaje de disminución del volumen.

Reemplazamos en:

P1 V1 = P2 V2 40

P x 80 L = P + 100 P x V2 P x 80 L =

140 𝑃 100

x V2

P x 80 L = 1,4 P x V2 V2 =

80 𝐿 𝑃 1,4 𝑃

V2 = 57,14 𝐿

V1 = 80 L V2 = 57,14 L La disminución del volumen del gas está dado por: V1 - V2 ; entonces se tiene:

V1 - V2 = 80 L – 57,14 L = 22,86 L V1 - V2 = 22,86 L disminuye en volumen 80 L 22,86 L

100% X

X = 28,58% El volumen del gas anhídrido fosforoso disminuye un 28,58 %

3.- En condiciones normales se tiene 400 litros del gas anhídrido hipocloroso. Calcular cuántos globos de 3 litros de capacidad se podrá llenar, con todo el gas anhídrido hipocloroso inicial, a temperatura de 0°C y a la presión absoluta de 800 mmHg Reemplazamos en:

DATOS V1 = 400 L P1 = 1 atm = 760 mmHg V2 = ¿? P2 = 800 mmHg

P1 V1 = P2 V2 760 mmHg x 400 L = 800 mmHg x V2

V2 =

* La presión a condiciones normales es = 1 atm y la T = 273K = 0°C

T = cte. Se tiene: P1 V1 = P2 V2

(T1 = T2)

760 𝑚𝑚𝐻𝑔 𝑥 400 𝐿 800 𝑚𝑚𝐻𝑔

V2 = 380 𝐿 Calculo del llenado de los globos de 3L

3L 380 L

1globo X

X = 126,7 globos ≈ 126 globos Se podrán llenar con el gas anhídrido hipocloroso 126 globos

4.- El gas metano se encuentra ocupando un volumen de 100 litros en condiciones normales. Si mediante un proceso Isobárico se logra aumentar en un 20% su volumen inicial calcular la temperatura final del gas metano en °C DATOS

Reemplazamos en:

T1 = 1atm = 760 mmHg V1 = 100 L V2 = V1 + 20% = 120L T2 = ¿?

V1 V = 2 T1 T2

Si el proceso es isobárico la P = cte. Se tiene: V1 = T1

T2 = V2 T2

100% 20%

V2 = 100 L + 20 L = 120 L

100 𝐿 𝑋 273 𝐾 100 𝐿

T2 = 327,6 𝐾

La temperatura a condiciones normales es: T = 1 atm = 760 mmHg 100 L X

100 L 120 L = 273 K T2

X = 20 L

T2 = 327,6 𝐾 − 273

T2 = 54,6 °𝐶

5.- Una mezcla de 4,4g de anhídrido carbónico con 2,8 de monóxido de carbono contenido en un recipiente a 17°C y a una presión total de 2,9 atm. Calcular el volumen de la mezcla en litros. Aplicamos:

Primero calculamos los moles

mCO2 = 4,4 g mCO = 2,8 g

PV = nRT

MCO2 = 44 g/mol MCO = 28 g/mol

Como datos tenemos:

P = 2,9 atm V = ¿? n = 0,2 mol

𝑚

n=𝑀 Donde: n = # de moles m = masa del gas M = masa molecular de gas

R=

T = 17°C + 273 = 290 K

4,4 𝑔

nCO2 = 44 𝑔/𝑚𝑜𝑙 = 0,1 mol 2,8 𝑔

nCO = 28 𝑔/𝑚𝑜𝑙 = 0,1 mol nT = nCO2 + nCO nT = 0,1mol + 0,1 mol = 0,2 mol

0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 𝑚𝑜𝑙−𝐾

Entonces tenemos:

2,9 atm x V = 0,2 mol x V=

47,56 𝑎𝑡𝑚 𝐿 2,9 𝑎𝑡𝑚

V = 1,64 𝐿

0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 𝑚𝑜𝑙−𝐾

x 290 K

6.- ¿Qué volumen ocupa 12,046 x 10 23 moléculas de metano que se encuentra a 27°C y 4,1 atm. Datos

Reemplazamos en:

# Moléculas = 12,046 x 1023 moléculas de metano (CH4)

T = 27°C + 273 = 300 K P = 4,1 atm V = ¿? 0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 R = 𝑚𝑜𝑙−𝐾 Primero calculamos los moles 1 mol CH4 X

6,023 x 1023 moléculas de CH4 12,046 x 1023 moléculas de CH4

1 mol CH4 x 6,023 x 1023 moléculas de CH4 X= 12,046 x 1023 moléculas de CH4

PV = nRT Como datos tenemos:

P = 4,1 atm V = ¿? n = 2 moles 0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 R = 𝑚𝑜𝑙−𝐾 T = 27°C + 273 = 300 K Entonces tenemos: 4,1 atm x V = 2 mol x

V= X = 2 moles

49,2 𝑎𝑡𝑚 𝐿 4,1 𝑎𝑡𝑚

V = 12 𝐿

0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 𝑚𝑜𝑙−𝐾

x 300 K

7.- Una mezcla de 1g de dióxido de carbono y 4g de monóxido de carbono está contenida en un recipiente a 17°C y una presión total de 0,1 atm. Calcular: a) el volumen de dicha mezcla b) la presión parcial de cada gas. Para a) aplicamos:

Primero calculamos los moles

mCO2 = 1 g mCO = 4 g

PV = nRT

MCO2 = 44 g/mol MCO = 28 g/mol

Como datos tenemos:

P = 0,1 atm V = ¿? n = 0,1656 moles

𝑚

n=𝑀 Donde: n = # de moles m = masa del gas M = masa molecular de gas

R=

T = 17°C + 273 = 290 K

1𝑔

nCO2 = 44 𝑔/𝑚𝑜𝑙 = 0,0227 mol nCO =

4𝑔 28 𝑔/𝑚𝑜𝑙

0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 𝑚𝑜𝑙−𝐾

Entonces tenemos: 0,1 atm x V = 0,1656 moles x

= 0,1429 mol

nT = nCO2 + nCO nT = 0,0227mol + 0,1429 mol = 0,1656 moles

V=

0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 𝑚𝑜𝑙−𝐾

x 290 K

3,937968 𝑎𝑡𝑚 𝐿 0,1 𝑎𝑡𝑚

V = 39,3796 𝐿

Volumen de la mezcla (a)

Continuación del ejercicio 7 7.- Una mezcla de 1g de dióxido de carbono y 4g de monóxido de carbono está contenida en un recipiente a 17°C y una presión total de 0,1 atm. Calcular: a) el volumen de dicha mezcla b) la presión parcial de cada gas. Calculamos b) La presión parcial de cada gas Hallamos las fracciones molares de cada gas

Xi =

ni

PCO2 = 0,863 x 0,1 atm = 0,0863 atm

n 0,0227 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 XCO2 = nCO2 = 0,1656 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 0,137 T XCO =

nT

Pi = Xi PT PCO2 = 0,137 x 0,1 atm = 0,013 atm

nT

nCO

Calculo de las presiones parciales de los gases

0,1429 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

= 0,1656 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 = 0,863

8.- Una ampolla de 2 ml de capacidad contiene un gas a una presión de 5 atm y 0°C . Es abierta la ampolla en el interior de un frasco que contiene un litro de aires a C.N. calcular la presión en mmHg de la mezcla de los dos gases. Datos Datos iniciales del gas

La presión de la mezcla gaseosa la calculamos aplicando:

PV = nRT

V = 2 mL = 0,002 L P = 5 atm T = 0°C = 273 K Datos finales del aire

V=1L P = 1 atm T = 0°C = 273 K Datos finales de la mezcla

V=1L P = ¿? T = 0°C = 273 K

𝑃𝑉

n = 𝑅𝑇

n(Total) = n(gas) + n(aire) Deducimos y tenemos:

(PV) total = (PV)gas + (PV)aire

P( 1L) = 5 atm(0,002 L) + 1 atm(1 L) P( 1L) = 5 atm(0,003 L) + 1 atm(1 L) P=

1,01 𝑎𝑡𝑚 𝐿 1𝐿

P = 1,01 𝑎𝑡𝑚 x

= 1,01 atm 760 𝑚𝑚𝐻𝑔 1 𝑎𝑡𝑚

= 767,6 mmHg

9.- Las presiones parciales del oxígeno y nitrógeno en una mezcla de estos gases son 420 mmHg y 580 mmHg respectivamente cual es la masa de la mezcla en gramos , si existe 10 moles? M(mezcla) = 29,68 g/mol

La presión total de la mezcal de gases se calcula aplicando la ley de Dalton

Calculo de la mezcla de la masa gaseosa 𝑚

PT = p(O2) + P(N2)

n=𝑀

PT = 420 mmHg + 580 mmHg

PT = 1000 mmHg

Reemplazamos 𝑚

Cálculo de la masa molecular de la mezcla de los gases

10 moles= 29,68 𝑔/𝑚𝑜𝑙

M(O2) = 32 g/mol M(N2) = 28 g/mol M(mezcla) = M(O2)

p(O2) PT

m = 10 moles x 29,68 g/mol + M(N2)

420 𝑚𝑚𝐻𝑔

P(N2)

m = 296,8 g

PT 580𝑚𝑚𝐻𝑔

Mm =32g/mol 1000 𝑚𝑚𝐻𝑔 + 28 𝑔/𝑚𝑜𝑙 1000 𝑚𝑚𝐻𝑔

10.- ¿Cuál es la masa de 624 l de gas butano (C4H10) que se encuentra a una temperatura de 27°C y una presión de 900mmHg? Datos

Calculo de la masa del butano

P = 900 mmHg = 1,1842 atm V = 624 L T = 27°C + 273 = 300 K M(C4H10) = 58g/mol m = ¿?

PV = nRT De donde tenemos: 𝑚

PV = 𝑀 RT m=

Conversión de mmHg a atm 1 𝑎𝑡𝑚

900mmHg 𝑥 760 𝑚𝑚𝐻𝑔 = 1,1842 atm

m=

𝑃𝑉𝑀 𝑅𝑇

1,1842 𝑎𝑡𝑚 𝑥 624 𝐿 𝑥 58 𝑔/𝑚𝑜𝑙 0,082 𝑎𝑡𝑚−𝐿 𝑥 300 𝐾 𝑚𝑜𝑙−𝐾

m = 1742,22 g es la masa del butano