1 Gases Ideales y Reales Guia 1

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE INSTITUTO DE CIENCIAS QUÍMICAS ESCUELA DE GEOLOGÍA

QUIM-149 GUIA DE EJERCICIOS Nº1 GASES IDEALES Y REALES 1. Se obser observa va que una una mues muestr traa de hidró hidróge geno no alcan alcanzó zó una pres presió ión n de 125 kPa cuan cuando do la temperatura era de 23º. !"u# presión cabe esperar esperar a una temperatura temperatura de 11º$ 11º$  Resp: 120 kPa.

2. %n prop ropieta ietari rio o uti utiliza liza &.'' .'' ( 1'3 m3 de gas gas natu natural ral al a)o a)o para para cale calent ntar ar su casa casa.. onsiderando que el gas natural es * &  puro + que que el metano metano es un un gas ideal ideal en las las condiciones de este problema, 1.'' atm + 2'º , !u-l es la masa empleada de gas$  Resp: 2.67x 103 kg.

3.  1''º + 12' 12' /orr /orr la la densidad densidad del del vapor vapor de 0ós0oro 0ós0oro es es '.3 '.3 kg m 3 !u-l es la 0órmula molecular del 0ós0oro en esas condiciones$  Resp: P 4 &. 4l peso peso molecula molecularr del ozono se determi determinó nó por el m#tod m#todo o egnau egnault lt + se obtuvie obtuvieron ron los siguiente siguientess datos6 T72.2º8 Peso del bulbo lleno con ozono7.92& g8 Peso del bulbo evacuado7 .5:: g8 Presión del ;zono en el bulbo729&,& torr8 Volumen del bulbo7235.9 cm3.  Resp.: M = 47,3 g/mol. g/mol. 3. %n tanque tanque de acero contiene contiene dió(ido dió(ido de carbono carbono a 25 º + presión presión de 1' atm. alcule alcule la  presión del gas en el interior interior del tanque si el mismo mismo se calienta a ' º.  Resp.: P = 11,85 11,85 atm &. 4l gas desprend desprendido ido por el crecimi crecimiento ento de 0orma 0orma 0ermentativa 0ermentativa de un cultiv cultivo o bacteriano bacteriano tiene tiene 3 un volumen de 5' cm  medido en el laboratorio a 19 º. !u-l es el volumen de este gas a la temper temperatu atura ra de crecim crecimien iento to de 39 º$ <onsi <onsid#r d#rese ese que los vol=menes vol=menes del gas se 3 midieron a presión constante.>  Resp.: V= 620 cm 5. !"u# volum volumen en gaseoso, gaseoso, medido medido a 2' º + 9&' 9&' mm*g, mm*g, se desprender desprender-- por descompo descomposició sición n t#rmica de 1'',' g de nitrato de amonio seg=n la siguiente ecuación$.  ?*& ?;  ?;3

2*2; @ ?2;

 Resp.: V = 30, !

.

%na mez mezcl claa de de ga gases ses est est-- 0o 0ormad rmadaa por 32' 32' mg de de met metan ano o, 19 195 mg mg de de arg argó ón + 225 mg de de neón. Aa presión parcial del neón a 3'' B es de .5 /orr. Suponiendo comportamiento del gas ideal + que la temperatura se mantiene mantiene a 3'' B, calcular el volumen la presión total total de la 3 mezcla.  Resp: "a# V= 3.14 $m  "%# P total   = 28.2 kPa. total  = 9. Se in0ló in0ló un neum-t neum-tico ico de un automóvil automóvil a una presió presión n de 3.21 3.21 ( 1' 5 Pa un dCa de invierno cuando la temperatura era de 5D.!"u# presión tendr-, en un dCa del verano siguiente cuando la temperatura es de 2.'D. Suponga que el volumen del neum-tico ha aumentado un 3E. 4l 0abricante del neum-tico indica que no se supere la presión recomendada en m-s de un 1' E. !*a e(cedido este lCmite$.  Resp: 3.5 x105 Pa.

. !"u# masa de o(Cgeno se consume en la combustión total de 15,' kg de butano gaseoso contenido en un cilindro de gas licuado$ !"u# volumen de ; 2 se libera$ Suponga 25D + 1,'' atm de presión. onsidere comportamiento gaseoso ideal.  Resp: 53,7 kg &2 ' 25,2 m3 (&2 .

Se recoge una cierta cantidad de nitrógeno baFo agua ocupando 2'' mA a 2'D. + 9&5 torr. !u-l es el volumen en condiciones normales del mismo gas anhidro$ Suponga comportamiento ideal. Aa presión de vapor del agua a 2'D es de 19,5& torr.  R: 178 m!.

1'. 4l denominado Ggas de aguaH tiene la siguiente composición porcentual en masa6

Gases % !

*2 ; ?2 ,&3 9,2 1',91

;2 *& 1&,'2 1,'2

!u-l es cantidad de moles de cada componente$ !u-l es la composición porcentual en moles de cada componente$ Ietermine la 0racción molar de cada componente 11. %n gas a 35' B + 12 atm tiene un volumen molar que es 12E ma+or que el calculado mediante la le+ de los gases ideales. alcular6 el 0actor de compresión en estas condiciones + el volumen molar del gas. !"u# 0uerzas dominan en la muestra, las de atracción o las de repulsión$  Resp: "a# 1.12, "%# 2.7 ! mol )1

12. alcular la masa de vapor de agua presente en el aire en una sala de clases de dimensiones  m ( 1 m ( 3,5 m a 25D, cuando la humedad relativa es ' E. Aa presión de vapor del agua a 25D es 23,9 torr.  Resp: 6,2 kg  13. !Pueden 25 g de gas argón eFercer una presión de 2.' bar en un recipiente de 1.5 A a 3'º, comport-ndose como un gas ideal$ 4n caso contrario, !qu# presión eFercer-n$ "ue presión eFercerCan si el gas se comportara como un gas de van der Jaals$ %se la tabla 1. de la sección de datos del tkins <K ed.> para e(traer los respectivos coe0icientes de van der Jaals.  Resp: "a# 10.5 %a* "%# 10.4 %a* 

1&. alcule la presión de un mol de argón a 'D + 1', ' A usando la le+ de los gases ideales + la ecuación de van der Jaals .  Resp.: a# P = 2,24 atm' %# P = 2,24 atm

15. Por lo general, las botellas de gases comprimidos se llenan a una presión de 2'' bar. u-l serel volumen molar del o(Cgeno a esta presión + 25 º. a>  b>

Suponga comportamiento gas ideal. Suponga comportamiento gas de van der Jaals.

Iatos para ; 26 a 7 1.39 dm atm mol 28 b 7 3,13 ( 1' 2 dm3 mol1 .  Resp.: a# V = 0.124 $m3 mol )1 ,

%#

V = 0.112 $m3 mol )1

1. alcule la presión eFercida por 1.' mol de * 2S baFo las siguientes condiciones6 a 293.15 B  en 22,&1& A, a 5'' B en 15' cm 3. Para cada caso considere comportamiento ideal + de gas de van der Jaals . ;bserve en qu# casos se  produce ma+or discrepancia.  Resp: "a# 1,00 atm' 270 atm. "%# 0. atm' 185.6 atm.

LL. %nidades M-sicas del Sistema Lnternacional Nagnitud 0Csica Aongitud Nasa /iempo /emperatura antidad de materia

?ombre de la unidad Netro Bilogramo Segundo Belvin Nol

SCmbolo m kg s B   mol

LLL. %nidades derivadas en el sistema internacional Nagnitud 0Csica rea Oolumen Iensidad Oelocidad oncentración Querza Presión 4nergCa

SCmbolo  O ρ

v, c  Q P 4

%nidad m2 m3 kgm3 ms molm 3 kg ms2 7 ? kg ms 2 7 ?m2 7 kg m2s2 7 ?m 7 R

LO. Pre0iFos usados con unidades del sistema internacional Qracción 1'1 1'2 1'3 1' 1': 1'12

Pre0iFo deci centi mili micro nano  pico

SCmbolo d c m µ

n p

N=ltiplo 1' 1'2 1'3 1' 1': 1'12

Pre0iFo deca hecto Bilo mega giga tera

SCmbolo da h k   N  /

O. Qactores de conversión 1 A 7 1'3 m3 7 1 dm3 7 1'3cm3 1 atm 7 9' torr 71,'1325 ( 1' 5 Pa 7 1,'1325 bar  1 torr 7 1,''' mm*g 1 bar 7 ',::23 atm 1 cal 7 &,1& R 1 dina 7 1' 5 ? 1 º 7 1'1' m OL. onstantes QCsicas a> celeración de gravedad :,' ms 2 7 :' cms 2  b> onstante de los gases <> ','2 atm Amol B 7 ,31&3 Rmol B 7 1,:92 calmol B  c>  ?=mero de avogadro ,'2 ( 1' 23 partCculasmol