Problema 20: Calcular el número de gramos de H2S gaseoso puro contenido en una botella cilíndrica de 30 litros, a 20°C y una presión de 1. atm ! partir de la ecuación de estado de los gases ideales, se puede "allar las moles de un gas conociendo las condiciones del gas y si adem#s se conoce su peso mol $ue para el sul%uro de "idrógeno es 3& gramos, entonces se puede "allar la masa correspondiente de la siguiente manera DATOS
FORMULAS
PV n( RT
30'itros
•
20°C 1. atm
• •
RESOLUCION
n(
PV RT
( 1.5 atm ) ( 30 litros )
(
(
0.082
1 atm
)(
mol k
= 1.87
mole moless de H 2 S
)
293 k
INTERPRETACION
la ecuación de estado de los gases ideales, se puede "allar las moles de un gas conociendo las condiciones de un gas $ue es 1.)* moles de H2S
problema21: +ara respirar un paciente, se meclan 11 moles nitrógeno, ) moles de o-ígeno y 1 mol de an"ídrido carbónico. Calcule la presión parcial de cada uno de los gases en la mecla si la presión total se "ace de *0 mm de Hg DATOS DATOS •
•
•
•
11 moles de / /+ ) moles de ( + 1 mol de an"ídrido +! ( !+ +resión parcial4
FORMULAS
presión parcial del / +/ ( presión parcial del + presión parcial del an"ídrido
RESOLUCION
moless denitr denitr ó geno geno 11 mole
5racción molar del nitrógeno ( mecla
moless demezc demezc la 20 mole
( 0. 20 moles de
8 moles deoxigeno
5racción molar de o-ígeno (
20 moles demezcla
( 0.&
1 mol de anhidro carbónico
5racción molar de an"ídrido carbónico (
20 moles demezcla
( 0.0
'as presiones parciales son +resión +arcial del nitrógeno +/ ( /+ ( 60.76*0 mm de Hg7 ( &1) mm de Hg +resión +arcial del o-ígeno + ( + ( 60.&76*0 mm de Hg7 ( 30& mm de Hg +resión +arcial del an"ídrido +! ( !+ ( 60.076*0 mm de Hg7 ( 3) mm de Hg INTERPRETACION
8ntendemos $ue las presiones parciales 9arían de acuerdo a la cantidad de o-igeno y moles, 9an aumentado de acuerdo a la cantidad de moles $ue "aya y 9an disminuyendo ala menos cantidad de moles $ue "aya
Problema22 :n litro de o-ígeno contenido en un recipiente e;erce una presión de 0 mm de Hg y un litro de "idrógeno contenido en otro recipiente e;erce una presión de 30 mm de Hg, a la misma temperatura anterior. (a)
•
0mm
•
1litro de /
•
+resión de 30 mm de Hg
FORMULAS
+ ( + = +H Po o ( Pt
RESOLUCION (a) +resión total + ( + = +H ( 0 mm de Hg = 30 mm de Hg ( >0 mm de Hg 60 mmHg 6b7 ? en 9olumen de o-ígeno o( 90 mmHg (0.*(.*?
INTERPRETACION
la presión total de la mecla es de >0mm de Hg y el porcenta;e es de .*? ,la temperatura cambia debido a la mecla $ue "ay en el recipiente
PROBLEMA2: Calcular la composición de un aire atmos%@rico conociendo su composición de la siguiente manera presión parcial de o-ígeno ( 1) mm de Hg, presión parcial de an"ídrido carbónico ( 0.3 mm de Hg, presión parcial de 9apor de agua ( .* mm de Hg y presión parcial de nitrógeno ( > mm de Hg DATOS • • • •
(1)mm de Hg !n"ídrido carbonico (0.3mm de Hg +.parcial de 9apor de agua (.*mm de Hg +.parcial de /(> de Hg
FORMULAS
5racción molar de o-ígeno 5racción molar del an"ídrido ! 5racción molar de 9apor A 5racción molar de nitrógeno / RESOLUCION 158
(
158 + 0.3 + 5.7 + 596
= 0.2079 =20.79
0.3
!(
158 + 0.3 + 5.7 + 596
(0.0003>(0.03>?
5.7
A(
158 + 0.3 + 5.7 + 596
596
/(
158 + 0.3 + 5.7 + 596
(0.00*(0.*?
= 0.7842 =78.42
INTERPRETACION
Conociendo las presiones parciales se puede "allar la presión total del aire atmos%@rico y con ella la %racción molar de cada uno de los componentes Problema 24: Calcular la cantidad de aire necesaria para la combustión, a
&00BC, de 1 m 3 de un gas cuya composición en 9olumen es la siguiente 23.*? C, .? H 2, 1.>? CH & , .3? C 2 y 2.? / 2. eterminar tambi@n la composición en 9olumen de los gases despu@s de la combustión. Se supone $ue el aire contiene 21? de o-ígeno y el resto nitrógeno, y $ue la combustión se produce sólo para los tres primeros gases .
DATOS
1 m3 del gas contiene: 0.237 m 3 de CO, 0.065 m 3 de H 2 y 0.019 m 3de CH4 FORMULAS
2 CO + O2 <! 2 CO2 2 H2 + O2 <! 2 H2O CH4 + 2 O2 <! CO2 + 2 H2O "1 # 0.237$2 # 0.119 m3 "2 # 0.0.65$2 # 0.033 m 3 "3 # 2%0.019 # 0.03& m3 RESOLUCION
" # 0.119 + 0.033 + 0.03& # 0.190 m 3 de O2 , '(e de ai)e s(*onen: 100
"ai)e # 0.190%
21
= 0.905
m3
"CO2 # 0.053 + 0.237 + 0.019 # 0.309 m 3 79
"-2 # 0.626 + 0.905%
100
# 1.341 m 3
" H2O # 0.065 + 0.03& # 0.103 m 3 "total # 0.309 + 1.341 + 0.103 # 1.753 m 3 (ego la com*osici/n de la mecla de los gases '(e nos '(eda se):
0.309 % 100 # 17.6 CO 2 1.753 0.103 % 100 # 5.9 H 2O 1.753
1.341 % 100 # 76.5 - 2 1.753
INTERPRETACION 'os gases $ue nos $uedan despu@s de la combustión son los producidos por las reacciones m#s los $ue no "an participado en las mismas
Problema2!: .- 8n un tan$ue de 9olumen A1 se tiene aire "úmedo a 20BC y 101,3 D+a de presión, con una "umedad relati9a del )0,00?. ic"a masa de aire "úmedo se traslada a un segundo tan$ue de 9olumen 1,000 m3 a una presión de 0*,> D+a y una temperatura de 2BC. 8n esta nue9a
situación, el aire est# saturado de 9apor de agua al 100?. espreciando el 9olumen de agua $ue condensa dentro del tan$ue a) Calcular el 9olumen del primer tan$ue. b) Calcular la masa de agua $ue "a condensado en el segundo tan$ue
DATOS •
Pv(H2O) a 20ºC = 2,333 kPa; Pv(H2O)a25ºC=3,173kPa R = 8,31•10-3 kPa•m3 /mol•K
RESOLUCION
a) Lo" mole" #e a$re "o% lo" m$"mo" e% la" &o%#$&$o%e" 1 ' 2 ' lo" &al&lamo" e% la" &o%#$&$o%e" 2:
n ( 60*,> E 3,1*37F1.000 ( 2&&,2 Dmol ),31F10 E3 F 2>) lo $ue nos permite determinar A1 A1 ( 2&&,2F),31F10 E3F 2>3 ( .>)* m 3 6101,3 E 2,333F0,)07
b) Cal&lamo" lo" mole" #e a*a e% la &o%#$&$o%e" 1 ' 2 ' le*o lo" re"+amo":
n1 ( 0,)F2,333F.>*) ( &,)3 Dmol 3,1*3F1.000 ( 1,2)2 Dmol ),31F10 E3F2>3 Gasa de agua condensada (
n2 ( ),31F10 E3F2>)
6&,)3 1,2)17I1) ( >,&& Dg
J/8K+K8!CJ/ 'os moles de aire son iguales en los mismos casos y los moles de agua 9arían en ambos casos
