2. LEY COMBINADA DE LOS GASES.docx

LEY COMBINADA DE LOS La ley combinada dice que una masa de un gas ocupa un volumen que está determinado por la presión y la temperatura de dicho gas. Estudia el comportamiento de una determinada masa de gas si ninguna de esas magnitudes permanece constante. Esta ley se emplea para todos aquellos gases ideales en los que el volumen, la presión y la temperatura no son constantes. Además la masa no varía. La fórmula de dicha ley se expresa V1 . P1 = V2 . P2 T1

T2

Es decir, el volumen de la situación inicial por la presión original sobre la temperatura es igual al volumen !nal por la nueva presión aplicada sobre la temperatura modi!cada. La presión es una fuer"a que se e#erce por la super!cie del ob#eto y que mientras más peque$a sea %sta, mayor presión habrá

Esta ley establece como enunciado:

"El volumen ocupado por una masa gaseosa, es inversamente proporcional a las  presiones y directamente proporcional a las temperaturas absolutas que soportan"

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

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'na 'na masa masa gaseo gaseosa sa ocup ocupa a un volum volumen en de (,) (,) litro litros s a &( *+ y (.& (.&- psi de pres presió ión. n. /uá /uáll es el volumen del gas si la temperatura aumenta a )*/ y la presión se incrementa hasta &)-(,) mm0g1

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2u% volumen ocupará una masa de gas a &)3*/ y (33 torr, sabiendo que a )3*/ y &&( 4-) 56m ( ocupa un volumen de 7 litros 1

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El volumen observado de una cantidad de gas a &3 */ y a la presión de 8)3 torr es de (-3 litros. 0allar el volumen que ocupará si la temperatura aumenta a )) *+ y la presión cambia a &3,) lib6pulg(.

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&333 litros de aire medidos a la presión de 8)3 bares y a la temperatura de & *+ se llevan a un tanque de 8() 333 ml de capacidad. La temperatura !nal es de (8 */ /uál es la presión del aire en el tanque1

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'na masa de gas ocupa un volumen de 733 litros a () 9/ y 88) mm 0g, se comprime dentro de un tanque de &33 litros de capacidad a la presión de 7 atm. /alcular la temperatura !nal del gas...5ota transformar las atm a mm de 0g :esultado &; 9/

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/ierta masa de un gas ocupa (33 litros a ;) * + y 8(
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'n globo tiene una presión inicial de & 3&(,;( milibares con un volumen de &3 litros y (;4 *= de temperatura, de dicho globo su presión desciende a 3.);;87 barias y su temperatura a (74 *=. /alcular el volumen !nal.

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'n volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde & */ hasta ) */, qu% volumen !nal ocupará el gas1.

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'na masa gaseosa a 4( */ e#erce una presión de & atmósferas, si se mantiene constante el volumen, qu% aumento sufrió el gas al ser calentado a )( */1.

3. En un laboratorio se obtienen 43 cm> de nitrógeno a & */ y &33 4() x &3 ) 
&. 'na masa de hidrógeno en condiciones normales ocupa un volumen de )3 litros, cuál es el volumen a 4) */ y 8(3 mm de 0g1

(. 'n gas a & */ y 8)3 bares ocupa un volumen de &)3 cm>, cuál será su volumen a 7) */ si se mantiene constante la presión1

4. ?e dispone de () L de oxígeno a &(9/ y 83 mm0g de presión. A qu% temperatura en la escala +arenheit se encontrará la misma cantidad de gas en condiciones normales de & atmósfera de presión1

-. 'na masa de gas a )3 */ y (8,) psi de presión ocupa 4)3 cm 4. A qu% presión se someterá (73 ml de gas a 3 */ 1. La respuesta en barias.

). Los dirigibles se consideran medios de transporte para mercancías. 'n modelo a escala se llena hasta un volumen de )) cm 4. /uando &,&3 moles de helio se adicionan al dirigible el volumen es de

(7,( cm4. /uantos gramos de helio deben agregarse para que este se eleve. /onsidere que < y @ son constantes.

7. 2u% volumen ocupará una masa de gas a &)3*/ y (33 mm 0g, sabiendo que a )3*/ y & atmósfera ocupa un volumen de 7 litros1

8. 'na masa de gas de amoniaco de (84 *= y 873 mm0g ocupa un volumen de (3 lts. eterminar el volumen del mismo gas a 434 *= y &,3) atm de presión1

. 'n matra" de (33 mL contenía oxígeno a (33 torr y uno de 433 mL contenía nitrógeno a &33 torr. A continuación se conectaron los dos matraces para que los gases se #untaran en el volumen combinado. ?uponiendo que no haya cambio en la temperatura, aB cuál era la presión parcial de cada gas en la me"cla !nal, y bB cuál era la presión total1

;. En una medición del metabolismo basal, con un tiempo exacto de 7 minutos, un paciente exhaló )(.) L de aire, medidos sobre agua a (3*/. La presión de vapor de agua a (3*/ es &8.) torr. La presión barom%trica era 8)3 torr. El análisis del aire exhalado fue &7.8)C de oxígeno en volumen y el aire inhalado contenía (3.4(C de oxígeno en volumen Dambos en base secaB. ?in tomar en cuenta la solubilidad de los gases en agua ni diferencias en los volmenes totales de aire inhalado y exhalado, calcule la rapide" de consumo de oxígeno en el paciente, en cm4 Dcondiciones normales,  @<5B por minuto.

3. La densidad del helio es 3.&87 Fg6m 4 en condiciones normales D@<5B. ?i determinada masa de helio en condiciones normales se de#a expandir a &.)33 veces el volumen inicial, cambiando la temperatura y la presión, cuál será la densidad resultante1

LEY DE LAS PRESIONES n &3& Gohn alton postuló H Los componentes de una me"cla gaseosa parecieran e#ercer presión obre las paredes del recipiente en el cual estaban con!nados de manera independiente unos de trosI.

a ley de las presiones parciales de AL@J5 establece que la presión total que un gas e#erce una e"cla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales.

a ley de las presiones parciales de alton se cumple en la mayoría de las me"clas gaseosas siempre y uando los gases no reaccionen Esta ley dice “la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las  presiones parciales de los gases que la componen”


a presión que e#erce un gas es proporcional al nmero de mol%culas presentes en el gas, e ndependientemente de su naturale"a. En una me"cla gaseosa cada uno de los gases obedece la cuación del gas ideal, por lo tanto

i todos los gases se encuentran en las mismas condiciones de volumen y temperatura, tenemos

EJERCICIOS

DE APLICACIÓN

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'n compuesto gaseoso contiene el -3C de cloro, el 4)C de oxígeno y el () C de carbono. /alcular la presión parcial de cada gas a la presión de 873 mm de 0g.

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'na muestra de oxígeno se recoge por el despla"amiento de agua a &4&*+ y a una presión de &&3 -)7 pascales.  /uál será la presión real del oxígeno gaseoso1 D la presión de vapor de agua a esa temperatura es de &&,3- torr.

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'n recipiente a (8 9/ contiene una me"cla de tres gases, A, N y /, con presiones parciales de 433, ()3 y 7)3 torr, respectivamente. aB /alcula la presión total y la fracción molar de cada uno de los gases. bB /alcula la fracción molar de los gases N y / si el gas A se separa en forma selectiva. cB 'na muestra de (,)) g de nitrito de amonio D50 -5J(B se calienta en un tubo de ensayo. ?e espera que el nitrito de amonio se descomponga de acuerdo con la siguiente ecuación 50 -5J( O 5 ( DgB  (0(JDgB dB ?i se descompone de esta forma, qu% volumen de 5 ( debe recogerse si la temperatura es de (7 9/ y la presión barom%trica es de 8-) mm 0g1 La presión parcial de agua Dpresión de vaporB a (7 9/ es () mm 0g.

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/alcule la presión parcial e#ercida por una me"cla de &,) g de hidrógeno, 4,() moles de nitrógeno y &,(3 x &3 (- mol%culas de oxígeno a (- *= en un recipiente de &) litros.

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En un balón de ) litros, se tiene una muestra que contiene (,-4 moles de nitrógeno y 4,38 moles de oxígeno, a (; =. etermine aB la presión total de los gases en el balón bB la presión parcial de cada gas en el recipiente, por las leyes de alton.

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En un recipiente de capacidad &3 litros contiene una me"cla de gases formada por )3 gr de oxígeno y ),() x &3 (( mol%culas de nitrógeno. ?i la presión total del recipiente son 43 psi . /alcular las presiones parciales de cada gas.

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'n recipiente de ( litros contiene, a (89/, una me"cla de gases formada por 3, gramos de monóxido de carbono, &,7 gramos de dióxido de carbono y &,- gramos de metano D/0 -B /alcular aB El nmero de moles de cada gas. bB La fracción molar de cada gas. cB La presión total y la parcial de cada gas.

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'na me"cla de gases a la presión de 833 mm de 0g contiene en porcenta#e en volumen un 73 C de cloro, un &3 C de neón y un 43 C de argón. /alcule las presiones parciales de cada uno.

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'na muestra de gases contiene /0 -, /(07 y /40. ?i la presión total es de &,)3 atm y la fracción molar de cada gas son 3.47P 3.(;-P 3.4-&P respectivamente. /alcular las presiones parciales de los gases.

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'na me"cla de gases se encuentra sometida a la presión 87 3)8 56m (. La composición en volumen de dicha me"cla es la siguiente (3 C de /J (, 7)C de 5 (  y &)C de J (. /alcular las presiones parciales de cada uno de los gases.

&.

?upongamos que tenemos un gas encerrado en vasi#as de () litros de capacidad, todas ellas a la temperatura de cero grados centígrados. ?i la presión en la primera vasi#a es de 3,& atmósfera, en la segunda 873 torr atmósfera y en la tercera &-8 lbf6pulg ( . /uál será la masa de gas en cada una de ellas si el gas es oxígeno cuyo peso molecular es 4(1

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En un recipiente de 7 litros de capacidad tenemos una me"cla de &8) mQ de nitrógeno, -7 mQ de oxígeno y &) mQ de agua. La temperatura de la vasi#a es de 48 */. /uál será la presión de cada uno de los gases1

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'na muestra gaseosa contiene ),(4 g de cloroformo D/0/l 4B, y &,77 g de metano D/0 -B. /alcule aB 2ue presión es e#ercida por la me"cla dentro de una bombona metálica de )3mL a 4-)9 /. /on que presión contribuye el /0/l4. bB /ual es la fracción molar de cada gas en la me"cla a estas condiciones.

&-. El gas acetileno D/(0(B, un gas combustible muy importante en soldaduras se produce en el laboratorio cuando el carburo de calcio D/a/ (B reacciona con agua /a/ ( DsB  ( 0 (J DlB /(0( DgB  /aDJ0B( DacB
&). isponemos de un recipiente de volumen variable. Rnicialmente presenta un volumen de )33 cm 4 y contiene 4- g de amoníaco. ?i manteniendo constante la < y la @, se introducen 7 g de amoníaco, qu% volumen presentará !nalmente el recipiente.

&7. En un recipiente de ) l se introducen  g de 0e, - g de 5 ( y ;3 g de vapor de agua. ?i la temperatura del recipiente es de (89/. /alcular aB La presión que soportan las paredes del recipiente. bB La fracción molar y presión parcial de cada gas.

&8. 'n matra" de &3,3 L contiene &,34& g de J ( y 3,)8( g /J ( a &3 */, cuál es la presión total de la me"cla1

&. En un recipiente de () L se encierran Da () 9/B &) g de dióxido de carbono y (3 g de monóxido de carbono. aB /uál será la presión total e#ercida1 bB /uál será la presión parcial que e#er"a cada uno de los gases1

&;. etermina la fracción molar de cada componente, la presión parcial de cada componente y la presión total para una me"cla de 4,) g 0 ( y 7,)& g 5 ( en un envase de &3,3 L a ;3 */. -7 L de 0e a () */ y &,3 atm y &( L de J ( a () */ y &,3 atm son bombeados hacia un tanque con un volumen de ),3 L. calcule la presión parcial de cada gas y la presión total en el nuevo tanque.

3. 'na muestra de clorato de potasio sólido fue calentada en un tubo de ensayo mediante la siguiente ecuación ( =/lJ4 DsB O ( =/l DsB  4 J ( DgB. El gas formado se midió por despla"amiento de agua a (( */ a una presión total de 8)- mm 0g. El volumen del gas colectado fue de 3,7)3 L, la presión de vapor del agua a (( */ es (& torr. /alcule la presión parcial del J ( y la masa de clorato de potasio que se descompuso.