ASIGNACION DE GASES Profesora: Alma Urriola de Muñoz Mu ñoz Estudiante:: Mario Miguel Ng Estudiante 1. Un globo inflado tiene un volumen de 0.55 0.55 L a nivel del mar (1 atm) y se deja elevar a la altu altura ra de 6.5 6.5 km, km, dond donde e la pres presi in n es de unos unos 0.!0 0.!0 atm. atm. "ons "onsid ider eran ando do #ue #ue la temperatura permane$e $onstante %"u&l es el volumen final del globo'
P1 V 1 P2 V 2
=
T 1
T 2
Comolatemperatura permaneceigual
P1 V 1= P 2 V 2 .
(
1 atm 0.55 L
V 2=
)= 0.40 atm ( V ) 2
(
1 atm 0.55 L 0.40 atm
)
=1.375 L 1.4 L
. l argn es un gas inerte usado en los tubos luminosos. n un e*perimento !5
mL
de gas se $alienta de " a 1+ " a presin $onstante. %"u&l es el volumen final' °
P1 V 1 P2 V 2
=
T 1
V 1 T 1
=
T 2
°
Con presion presionconstan constante te
V 2 T 2
=295 K
22 C
452 mL 295 K
=
V 2= 452
=460 K
187 C
s$ala kelvin para la temperatura de gases ideales.
V 2 460 K
mL∗460 K =704.814 mL 295 K
Mar i oMi gue lNg
I nge ni e r i aAe r onáut i c a
Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
-. La presin de un re$ipiente de elio es de 650 torr a 5 º". /i este re$ipiente sellado se enfra a 0 º". %"u&l sera su presin'
P1 V 1 P2 V 2 T 1
=
T 2
Volumen constante P1 T 1
P2
=
T 2
=298 K
25 C
650 torr 298 K
P2=650
=
P2 273 K
torr∗273 K =595.47 torr 298 K 3
cm
!. Una muestra de o*igeno tiene un volumen de 05
$uando su temperatura es de
kPa . %"u&l es su volumen a 23/'
" y su presin es de -0.+
P1 V 1 P2 V 2 T 1 3
30.8 x 10
Pa
(
=
T 2
−5 0.987 x 10 atm
1 Pa
(
0.309996 atm 205 c m
3
)
295 K
V 2=
(
0.30996 atm 205 c m
(
3
)=
=
0.303996 atm
1 atm
) )
2
273 K
) ( 273 K )
1 atm 295 K
( V )
=57.6716 c m
3
5. %4u presin ejer$er& 0.!0 mol de un gas en un re$ipiente de 5.0 litros a 1.0"'
PV =nRT
P=
Mar i oMi gue lNg
nRT V
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Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
0.40 mol
P=
(
0.082
( atm∙L )
mol∙K 5 L
)(
)
290.15 K
=1.903384 atm
6. "al$ular la masa molar de un gas si -.6g o$upa 1.5- litros a 0 º" y 1 atm de presin.
PV =nRT
mm RT M
PV =
M =
3.69 g
M =
(
0.082
mmRT PV
( atm∙L )
)(
mol∙K 1 atm∙ 1.53 L
)
293.15 K
=57.9747
g mol
. Un $ilindro de -. litros $ontiene o*igeno gaseoso a 0" y - torr. %"u&ntos moles de o*igeno ay en el $ilindro' 732 torr
(
1 atm 760 torr
)=
0.963
PV =nRT
PV n= RT
n=
0.963 atm∙ 23.9 L
0.082
( atm∙L )
mol∙K
=0.957 mol
( 293.15 K )
+. %4u volumen de o*igeno (en $ondi$iones est&ndares) se formara a partir de 0.500 mol de $lorato de potasio' 0.500 mol KCl O 3
(
3 mol deO 1 mol KCl O 3
)(
1 moldeO2 2 moldeO
)=
0.75 moldeO
PV =nRT
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Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
nRT P
V =
( 0.75 mol deO ) 2
V =
(
0.082
( atm∙L )
mol∙K 1 atm
)(
)
273.15 K
=16.798 L.
. %4u volumen de idrogeno, obtenidos a -0" y 00 torr de presin, se formara al rea$$ionar 50.0 g de aluminio $on a$ido $lordri$o' 2 Al
50.0 gdeAl
(
+ 6 HCl→ 2 AlC l + 3 H 3
1 mol
Al 26.98 g A l
700 torr
(
)(
3 mol H 2 2 mol
1 atm 760 torr
Al
)=
2
)=
2.7798 mol de H 2
0.921 atm
PV =nRT
nRT P
V =
( 2.7798 mol de H ) 2
V =
(
0.082
( atm∙L )
mol∙K 0.921 atm
)
303.15 K
=75.028 L
mL medidos a 5" y 60
10. Una muestra de gas tiene un volumen igual a -0 %4u volumen o$upara a 5" y 15
)(
torr .
torr '
=298.15 K
25 C
P1 V 1 P2 V 2 T 1
(
=
760 torr 390 mL 298.15 K
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T 2
) (195 torr ) ( V ) = 2
298.15 K
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Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
V 2=
(
760 torr 390 mL
)
195 torr
=1520 mL
11. %4u presin final (torr) debe apli$arse a una muestra de gas #ue tiene un volumen de 10
mL a 0" y 50 torr de presin para permitir la e*pansin del gas a un volumen
de 600
mL a 0".' P1 V 1 P2 V 2
=
T 1
T 2
P1 V 1= P 2 V 2
(
750 torr 190 mL
P2=
) = P ( 600 mL ) 2
(
750 torr 190 mL 600 mL
)
=237.5 torr
1. Una muestra de gas o$upa 10 litros a 110 torr y ". "al$ule su presin en torr si la temperatura $ambia a 1" mientras #ue el volumen es $onstante.
P1 T 1
110 torr
P2
=
=
300.15 K
P2=
T 2
P2 400.15 K
110 torr ∙ 400.15 K 300.15 K
=146.648 torr.
1-. /uponga #ue se $olo$a un gramo de $ada uno de los siguientes gases7
H 2 ! O2 ! " 2 !
en un re$ipiente de 10 litros a 15". /uponga un $omportamiento ideal y $al$ule la presin en atmosferas.
(
1 gdeH 2
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1 mol de H 2 2.014 gdeH 2
)
=0.4965 mol de H
2
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Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
( (
1 gdeO 2
1 moldeO 2
1 gde" 2
32 g d e O2
) )
1 mol de " 2 28 gde" 2
=0.03125 moldeO
2
=0.0357 mol de "
2
PT V T =nT R T
PT =
n T RT V T
( 0.4965 mol H +0.03125 molO +0.0357 mol " ) 2
2
PT =
2
(
0.082
( atm∙L )
mol∙K
)(
10 L
1!. 0.15 gramos de un gas son re$ogidos sobre agua y o$upa un volumen de 1-5 5" y !5 mole$ular (
745 torr
(
)
398.15 K
=1.8396 atm mL a
mm Hg . /i el gas tiene un $omportamiento ideal, determine su peso
P#aporde agua a 25 C =28.8 torr ¿ 1 atm 760 torr
.
)
=0.98 atm
28.8 torr
(
1 atm 760 torr
)=
0.037894736 atm
PT = P gas + P #apor deagua Pgas=0.98 atm −0.03789 atm= 0.94 atm PV =nRT
PV =
M =
0.157 g
M =
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(
0.082
mm RT M mmRT PV
( atm∙ L )
mol∙K
)(
)
298.15 K
( 0.94 atm ) ( 0.135 L )
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=30.247
g mol
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kPa es de 1.!-6
15. La densidad de un gas a 5" y 16.6 molar' 3
126.6 x 10
Pa
(
−5 0.987 x 10 atm
1 Pa
)=
3
g/ d m
%"u&l es su masa
1.2495 atm
PV =nRT
M =
mmRT PV
(= )
mm RT V P
M
(=
M
1.436 g
L
)(
0.082
mol∙K 1.2495 atm
16. /e re$oge en un re$ipiente de 10 0" y +
( atm∙ L )
)(
)
298.15 K
= 28.086 g / mol
mL a 1+", -5
mL de " 2 a 5" y 6
mL de o*igeno a 60
kPa y
kPa . "al$ule las presiones par$iales y la
presin total del sistema ( kPa ¿ .
PT V T T T
PT (120 mL ) 291.15 K
PTo
2
=
(
=
V O PO 2
T O
2
2
(
35 mL 60 kPa
)(
(
)
293.15 K 120 mL
291.15 K
=
)
293.15 K
35 mL 60 kPa 291.15 K
PT ( 120 mL )
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=
)
=17.3806 kPa
(
89 mL 76 kPa
)
298.15 K
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PT " =
(
)(
)
89 mL 76 kPa 291.15 K
(
298.15 K 120 mL
2
)
=55.043 kPa
PT = P 1+ P2
PT =( 17.3806 + 55.043 ) kPa=72.4236 kPa
, !!9 de
C O2
(o8ono) por peso se re$oge en un re$ipiente de -+ litros a -.-
kPa
1. n 50 gramos de una me8$la gaseosa $ompuesta de -9 de
O3
y !9 de
$ O2
de presin. "al$ule la temperatura de la me8$la y las presiones par$iales de $ada gas en
kPa.
(
50 g me%cla 0.32 $ O 4
)=16 g $ O
(
50 g deme%cla 0.44 C O 2
(
50 g deme%cla 0.24 O3
4
(
1 mol$O 2 64.06 g d e $ O 2
)=22 g C O
) =12 g O
3
(
2
(
)
=0.2497 mol $O
1 molCO 2 44 g C O 2
1 moldeO3 48 gdeO 3
)
)
=0.5 molCO
=0.25 molO
4
2
3
PV =nRT
T T =
T T =
P T V T nT R
( 93.3 kPa ) ( 38 L ) = 426.64 K 8.31 ( kPa∙L ) ( 0.25 +0.5 +0.25 ) mol∙K
K =273.15 + C T =426.64 K −273.15= 153.49 C
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P$ O = 2
0.25 mol
P$ O =
(
8.31
( kPa∙ L )
mol∙K
PC O = 2
PC O
8.31
( kPa∙L )
mol∙K
)(
)
426.64 K
=23.32 kPa
nRT V
)(
)
0.5 mol 426.64 K
= 46.65 kPa
38 L
2
0.25 mol
PO =
)(
38 L
2
(=
nRT V
(
8.31
3
( kPa∙L )
mol∙K 38 L
)
426.64 K
13000 pi e
1+. Una $asa de ran$o tiene un volumen de una presin de vapor de agua de !
)(
=23.32 kPa
3
. n el invierno la $asa tiene
mm Hg . /e instala un umidifi$ador para
aumentar la presin del vapor de agua a
mm Hg #ue representa $asi el !09 de
umedad. %4u masa de vapor de agua debe el umidifi$ador produ$ir para in$rementar la umedad al nivel #ue se desea. :suma #ue la temperatura promedio de la $asa es de ".
=295.15 K
22 C
3
13000 pi e
=368119.005696 L
PV =nRT
n1=
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PV RT
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n1=
( 4 torr ) ( 368119.005696 L ) = 80.00 mol 62.36 ( torr∙ L ) ( 295.15 K )
(
)
mol∙K
PV =nRT PV n2 = RT
n2=
( 9 torr ) ( 368119.005696 L ) = 180.00 mol 62.36 ( torr ∙ L ) ( 295.15 K )
(
)
mol∙K
nagregadas =n2 −n1 nagreg adas=180.00 mol −80 mol
nagregadas =100 mol 100 mol de H 2 O
(
18 g d e H 2 O 1 mol de H 2 O
1800 g
(
1 kg 1000 g
)=
)
=1800 gdeH O 2
1.8 kg
1. Un gas liberado durante la fermenta$in de glu$osa (elabora$in de vino) tiene un volumen de 0.+ litros $uando se mide a 66.1+ ; y 1.0 atm. %"u&l era el volumen de este gas a la temperatura de fermenta$in de -6.5 " y 1.0 atm de presin.
C =
C =
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5 9
5 9
( & −32 )
( 66.18− 32 )=18.98 C
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K =18.98 + 273.15 =292.13 K K =36.5 + 273.15=309.65 K
P1 V 1 P2 V 2
=
T 1
T 2
( 1 atm ) ( 0.78 L ) ( 1 atm ) ( V ) = 2
292.13 K
V 2=
309.65 K
( 1 atm ) ( 0.78 L ) ( 309.65 K ) =0.826779 L ( 292.13 K ) ( 1 atm )
0. Un tro8o de sodio met&li$o se a$e rea$$ionar $on agua $ompletamente $omo sigue7
+
2 " a( s ) 2 H 2 O( l) → 2 "aO H ( ac )
+ H g 2
l idrogeno gaseoso generando se re$oge en agua a 5". l volumen de gas es de !6
mL .
a) "al$ule el numero de gramos de sodio usado en la rea$$in (presin de vapor $ontinua 5" = 0.0-1-atm) b) "al$ule el numero de mol$ulas de idrogeno obtenidas $) "al$ule el 9 en peso del vapor de agua obtenido.
PT = P H O + P H 2
2
P H =1 atm −0.0313 atm= 0.9687 atm 2
PV =nRT
PV n H = RT 2
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n H = 2
(
( 0.9687 atm ) ( 0.246 L ) =0.009747 moldeH 0.082 ( atm∙ L ) ( 298.15 K ) ( mol∙K )
2
)
0.009747 mol H 2
0.009747 mol H 2
(
(
2 mol de "a 1 mol de H 2
)(
23 gde "a 1 mol de "a
)=
0.44836
gde"a
)
23
6.022 x 10
moleculas =5.8696 x 1021 moleculas 1 mol de H 2
(
'peso=
)
g desoluto x 100 g de solucion PV =nRT
n #a=
n #a=
PV RT
( 0.0313 atm ) ( 0.246 L )
( ( 0.082
)) (
atm∙ L mol∙K
=3.14942 x 10− moldeH O 4
2
)
298.15 K
(
18 g d e H 2 O −4 3.14942 x 10 moldeH 2 O 1 molde H 2 O
)
=5.6668632 x 10− g d e H O 3
2
1. :$omode los siguientes gases en orden $re$iente de difusin7
P H 3 !ClO2 ! Kr ! " H 3
y H( . "al$ule la rela$in de velo$idades de difusin, de la m&s r&pida a la m&s lenta. >= .! . Una pe#ue?a burbuja se eleva desde el fondo de un lago, donde la temperatura y presin son +" y 1.! atm, asta la superfi$ie del agua, donde la temperatura es de 5" y la presin de 1.0 atm. "al$@lese el volumen final (en mL) de la burbuja si su volumen ini$ial fue de .1mL.1
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P1 V 1 P2 V 2 T 1
=
T 2
( 1.4 atm ) ( 2.1 x 10− L ) ( 1 atm ) ( V ) = 3
2
281.15 K
298.15 K
( 1.4 atm ) ( 2.1 x 10− L ) ( 298.15 K ) V = =0.003117 L =3.12 mL ( 281.15 K ) ( 1 atm ) 3
2
C O2
-. .5 moles de
en$errados en un volumen de 5.0 litros a !50 A ejer$e una
presin de 1-6+0 mm Bg. Cemuestre el $omportamiento del gas ya sea $omo gas ideal, o $omo gas no ideal o si se puede ser tratado indistintamente de ambas formas.
PV =nRT P=
nRT V
( (
2.5 mol 62.36
P=
V =
torr ∙ L mol∙K
)) (
)
450 K
=14031 mm Hg 2.56 dei)erencia
5.0 L
nR T P
(= ( 62.36
V
torr ∙ L mol∙K
)) (
)(
)
2.5 mol 450 K
=5.128 L 2.56 di)erencia
13680 mmHg
PV T = nR T =
( 13680 mm Hg ) ( 5.0 L )
( ( 62.36
)) (
torr ∙ L mol∙ K
=438.74 K 2.5 di)erencia
2.5 mol
)
!. Una $antidad de nitrgeno gaseoso originalmente a una presin de .0 atm en un re$ipiente de 1.0 litros a 0" se pasa a un re$ipiente de 10 litros a 5". Una $antidad de o*igeno gaseoso #ue estaba a 1.5 atm y -" en un re$ipiente de 5 L, se $ambia a ese mismo re$ipiente. %"u&l es la presin total del nuevo re$ipiente'
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Pt = P " + PO 2
2
P1 V 1 P " V 2 = T 1 T 2 2
( 2 atm ) ( 1 L ) P " ( 10 L ) = 2
293.15 K
P " = 2
298.15 K
( 2 atm ) ( 1 L ) ( 298.15 K ) =0.20 atm ( 293.15 K ) ( 10 L )
P1 V 1 PO V 2 = T 1 T 2 2
PO = 2
( 1.5 atm ) (5 L ) ( 298.15 K ) = 0.75 atm ( 296.15 K ) ( 10 L )
Pt =0.2 atm+ 0.75 atm=0.95 atm 5. "al$ule las velo$idades promedio en metros por segundo en $asa $aso a.
C l2 ( 273 K )
b.
H 2 ( 273 K )
6. l volumen de un gas a -0" es 00mL. %: #u temperatura en ; o$upara un volumen de 60 mL asumiendo #ue la presin es $onstante'
V 1 T 1
=
V 2 T 2
200 mL
=
( 260 mL)
303.15 K
T 2 =
T 2
( 260 mL ) ( 303.15 K ) 200 mL
=394.09 K
K =C + 273.15 C =394.09 K −273.15 K =120.945 C 9
& = C + 32 5
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& =
9 5
( 120.945 )+ 32
& =249.701 . Drdenar los siguientes gases, todos a la misma temperatura, de a$uerdo $on las velo$idades mole$ulares relativas $re$iente7
H 2 ! C H 4 !Rn!" 2 ! & 2 !He.
%"u&l es la
base para determinar la ordena$in'
+. Ba$er una lista de orden des$endiente de las energas $inti$as promedios de las mol$ulas en el ejer$i$io anterior.
. "al$ule el volumen en mL de idrogeno gaseoso a 5" y 6!0 torr #ue se produ$e al rea$$ionar 0.50 g de magnesio $on un e*$eso de a$ido $lordri$o.
Mg + 2 HCl → MgC l 2+ H 2
0.52 gdeMg
(
1 molde Mg 24.31 gdeMg
)(
1 mol deH 2 1 mol de
Mg
)=
0. 02139 mol de H 2
PV =nRT
V =
nRT P
( 0.02139 mol ) V =
( ( 62.36
torr ∙ L mol∙K
))(
)
298.15 K
=0.62 L =620 mL
640 torr
-0. "al$ule el volumen de nitrgeno gaseoso a " y 6+0 torr de presin #ue se ne$esita para rea$$ionar $on 1.5 g de magnesio seg@n la siguiente e$ua$in7 3 M g ( s)
12.5 gdeMg
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(
1 mol de
+ " ( g) → M g " ( s)
Mg 24.31 gdeMg
2
)(
3
2
1 molde" 2 3 mol de Mg
I nge ni e r i aAe r onáut i c a
)=
0.1714 mol de " 2
Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
V =
( 0.1714 mol ) V =
( ( 62.63
nRT P
) )(
torr∙ L mol∙K
)
303.15 K
=4.765 L
680 torr
-1. La nitrogli$erina, un $ompuesto e*plosivo, se des$ompone de a$uerdo a la siguiente e$ua$in7
(
)
+
4 C 3 H 5 " O 3 3( ) → 12 C O 2 10 H 2 O( g ) s
+ 6 " ( g )+ O ( g ) 2
2
a. "al$ule el volumen total de los gases re$ole$tados a 1. atm y 6" a partir de 2
2.6 x 10
g de nitrogli$erina.
b. %"u&les son las presiones par$iales de los gases en estas $ondi$iones' 2
2.6 x 10
2
2.6 x 10
( )(
gdeC 3 H 5 ( " O3 )3
g d e C3 H 5 ( " O3 3
1.14487 molol 4 mol
(
1 mol de C 3 H 5 " O 3 227.1 gdeC 3 H 5
(
12 mol deC O 2
3
( " O )
1 molde C 3 H 5 " O 3 227.1
)( ) )) )
3 3
3
gdeC 3 H 5 ( " O3 3
(
4 mol deC 3 H 5 " O 3
)
3
)
=3.43 moldeCO
=1.14487 moldeC H ( " O ) 3
5
3 3
=0.2862175
[
(
)
+
0.2862175 4 C 3 H 5 " O 3 3( s) → 12 C O2 10 H 2 O ( g )
(
1.1448 C 3 H 5 " O 3
)
3
+ 6 " (g ) + O (g ) ] 2
2
→ 3.43461 C O 2+ 2.862 H 2 O+ 1.717 " 2+ 0.2862 O2
PV =nRT V =
nRT P
( 8.299 mol ) V =
atm∙ L mol∙K
1.2 atm
PC O = 2
Mar i oMi gue lNg
( ( 0.082
)) (
)
299.15 K
= 169.65 L
nRT V
I nge ni e r i aAe r onáut i c a
Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
2
( 3.43461 mol ) PC O =
( ( 0.082
2
P H O =
( ( 0.082
P " =
( ( 0.082
299.15 K
) =0.4138 atm
)) (
atm ∙L mol∙K
)
299.15 K
=0.248 atm
169.65 L
2
2
)) (
nRT V
(1.717 mol )
PO =
atm∙ L mol∙K
169.65 L
2
2
=0.4966 atm
nRT V
( 2.862 mol )
P " =
)
299.15 K
169.65 L
2
P H O =
) )(
atm∙ L mol∙ K
nRT V
( 0.2862 mol ) PO =
( ( 0.082
)) (
atm ∙ L mol∙K
169.65 L
2
)
299.15 K
= 0.04138 atm
-. %4u volumen de idrogeno, obtenido a -0" y 00 torr de presin se formara al rea$$ionar 50 g de aluminio $on +0 g de solu$in de a$ido $lordri$o' 2 Al
+6 HCl→ 2 AlC l +3 H 3
2 mol Al 6 mol HCl 50 g 80 g
=
2 27 g
(
)
(
g)
6 36.45
2
=
54 218.7
=0.24691
= 0.625
l :l es un rea$tivo en e*$eso.
80 gHCl
(
1 mol de HCl 36.45 g Al
)(
3 mol de H 2 6 mol HCl
)=
1.09739 mol H 2
PV =nRT
Mar i oMi gue lNg
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Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
V =
nRT P
( 1.09739 mol ) V =
( ( 62.32
)) (
torr ∙ L mol∙K
700 torr
)
303.15 K
=29.6365 L
--. /e $alienta una me8$la de 1.+ g de $lorato de potasio y $loruro de potasio asta #ue se des$ompone todo el $lorato. l o*igeno liberado (anidro) o$upa !05 mL a 5" y !5 torr de presin. "al$ule el por$entaje de $lorato y $loruro de potasio en la muestra original. >=k$lo- = -.9 k$l = 6.-9 -!. %n #u $ondi$iones de temperatura, alta o baja, un gas presenta menor probabilidad para el $omportamiento ideal' 2emperaturas altas por#ue mas se aleja de los -.15 A. -5. %n #u $ondi$iones de presin, alta o baja, un gas presenta menor probabilidad para el $omportamiento ideal' Cespus de 5 atm ya tiende a $ambiar su $omportamiento de gas ideal. -6. "omparar, a la misma temperatura y presin, vol@menes iguales de
H 2 * O 2
respe$to a7 a. Eumero de mol$ulas b.
espuestas7 a. :mbos tienen el mismo n@mero de mol$ulas. b. l
O2
tiene 1.6 ve$es m&s masa #ue el
H 2
$. :mbos tiene el mismo n@mero de moles. d. e.
Mar i oMi gue lNg
I nge ni e r i aAe r onáut i c a
Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
f. l
O2
tiene 16 ve$es m&s densidad #ue le
H 2
-. "uando se mantiene $onstante la presin, #ue efe$to tiene el $alentamiento de
" 2
gaseoso sobre lo siguiente7 a. /u densidad b. /u masa $. La energa $inti$a promedio de sus mol$ulas d. Felo$idad promedio de sus mol$ulas e. l numero de mol$ulas de
" 2
en muestra
>espuestas7 a. /u densidad -+. /uponiendo un $omportamiento de gas ideal, $u&les de los siguientes enun$iados son $orre$tos. Fuelva a formular los errneos $orrigindolos. a. La presin #ue ejer$e un gas a volumen $onstante es independiente de su temperatura. b. : temperatura $onstante, al aumentar la presin ejer$ida sobre una muestra de gas se provo$ara una disminu$in del volumen de la muestra. $. : presin $onstante, el volumen de un gas es inversamente propor$ional a la temperatura absoluta. d. : temperatura $onstante, al aumentar al doble la presin en una muestra de gas, se ar& #ue el volumen de esa muestra disminuya a la mitad de su valor. e. :l $omprimir un gas a temperatura $onstante su densidad y su masa aumentara. f.
Fol@menes iguales de
C O2
y
C H 4
gaseoso a la mitad de su temperatura
y presin $onstante7 a. l mismo n@mero de mol$ulas b. La misma masa $.La misma densidad d. l mismo n@mero de moles e. l mismo n@mero de &tomos g. : temperatura $onstante, la energa $inti$a promedio de las mol$ulas de
O2
a 00 atm es mayor #ue la $orrespondiente a las mol$ulas a 100 atm de
presin. . /eg@n la ley de "arles, el volumen de un gas es $ero a G- ". i.
Un litro de #ue 1 L de
j.
O2 O2
gaseoso a temperatura y presin est&ndares tienen la misma gaseoso a -" y atm de presin.
l volumen o$upado por un gas depende solo de su temperatura y presin.
k. n una me8$la de mol$ulas de
O2
y
" 2
, las mol$ulas de
promedio, se mueven a mayor velo$idad #ue las de
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" 2
O2
, en
.
Pr of . Al maUr r i ol adeMuñoz
l. m.
PV =k es un enun$iado de la Ley de "arles. /i la temperatura de una muestra aumenta de 5" a 50" el volumen del gas aumentara 1009, si se mantiene la presin $onstante.
C l2
n. Un mol de
23
6.022 x 10
o. Un mol de
a 0" y 60 torr de presin $ontiene
moleculas .
H 2
mas un mol de
O2
en un re$ipiente de 11. L ejer$en una
presin de ! atm a 0". p. "uando la presin en una muestra de gas disminuye a la mitad, permane$iendo $onstante la temperatura, la densidad del gas tambin disminuye a la mitad. #. "uando la temperatura de una muestra aumenta a presin $onstante, la densidad del gas disminuir&. r.
/eg@n la e$ua$in
O2 s. t.
+
2 KCl O 3( s) → 2 KC l ( s ) 3 O2( g)
, 1 mol produ$ir& 6. L de
a 23/.
PV =nRT es un enun$iado de la Ley de :vogadro. Las $ondi$iones normales son 1 atmosfera y 0". >espuestas7 a. Hn$orre$to. La presin #ue ejer$e un gas a volumen $onstante es dependiente de su temperatura. b. "orre$to. $.
-. Una barmetro indi$a 15 mm Bg. "al$ule la presin $orrespondiente en7 a. :tm b. 3ulg Bg $. 2orr d. Ailopas$al e.
l+ / pul g
2
>espuestas7
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715 mmHg
a.
715 mmHg
b.
( (
1 atm 760 mm Hg 1m 1000 mm
)(
)=
0.94 atm
39.4 pulg 1m
)=
28.17 pulg H
g
715 torr
$.
( 715 mmHg )
d.
e.
( 715 mmHg )
( (
1 atm 760 mm Hg
1 atm 760 mm Hg
)( )(
101.325 kPa 1 atm
14.7
l+ 2
pul g 1 atm
)=
95.32 kPa
)
=13.818 l+ / pul g
2
!0. :l disolver -.0 g de una muestra impura de $arbonato de $al$io en a$ido $lordri$o se forma 656 mL de di*ido de $arbono (medidos a 0" y mm Bg). "al$ule el por$entaje en masa del $arbonato de $al$io en la muestra.
CaC O 3+ HCl → C O2 3.0 gCaCO 3
>= !.9 !1. l etanol se #uema en el aire seg@n la siguiente rea$$in7
C 2 H 5 O H (l )+ O2 →C O2( g )+ H 2 O(l )
,alanceada : C 2 H 5 OH + 3 O 2 → 2 C O2 + 3 H 2 O Cetermine el volumen de aire a -5" y 0 mm Bg #ue se re#uieren para #uemar g de etanol. /uponga #ue el aire $ontiene 1.09 de
(
227 gC 2 H 5 OH
1 molC 2 H 5 OH 46.07 gC 2 H 5 OH
)(
3 molO 2 1 molC 2 H 5 OH
O2
)
en volumen.
=14.78 molO
2
=21
14.78
x =100 x =
(14.78 ) ( 100 ) 21
=70.39 mol
Aire= 70.39 mol
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V =
nRT P
( 70.39 mol ) V =
( ( 62.63
torr ∙ L mol∙K
)) (
308.15 K
) 3
=1712.19 L=1.7122 x 10 L
790 torr
!. "al$ule la masa en gramos de $loruro de idrogeno #ue se forma $uando 5.6 L de idrogeno gaseoso, medidos a 23/, rea$$iona $on un e*$eso de $loro gaseoso.
H 2+ C l 2 → 2 HCl 5.6 L
(
)=
1 mol H 2 22.4 L
0.25 mol H 2
(
0.50 mol HCl
0.25 mol H 2
2 mol HCl 1 mol H 2
(
)= )=
0.50 mol HCl
36.45 g HCl 1 mol HCl
18.23 g
!-. La formula empri$a de un $ompuesto es "B. : 00", 0.1!6 g de este $ompuesto o$upa un volumen de . mL a una presin de 56.! torr de presin. Cetermine la formula mole$ular del $ompuesto.
M =
mmRT PV
( 0.146 g ) M =
( ( 62.32
)) (
torr∙L mol∙K
( 562.4 torr ) ( 0.0972 L )
) #erdadera =
)
473.15 K
=79.14 g / mol
79.14 real = =6 teorica 13
( CH ) =C H 6
6
6
!!. l $arburo de $al$io rea$$iona $on agua para produ$ir gas a$etileno
(C H ) 2
2
CaC 2(s )+ 2 H 2 O(l) →Ca ( OH )2( ac )+ C 2 H 2( g)
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"al$ule el volumen de a$etileno produ$ido a 6" y 6+! mm Bg a partir de 0g de
CaC 2
y !5 g de agua.
Reacti#olimitante =CaC 2
70 gCaC 2
(
1 molCaC 2 64 gCaC 2
)(
1 molC 2 H 2 1 molCaC 2
)
=1.09375 molC H 2
2
PV =nRT
V =
nRT P
( 1.09375 ) V =
( ( 62.32
) )(
torr∙ L mol∙ K
684 torr
)
299.15 K
=29.81 L
!5. Un gas tiene la $omposi$in de 1.9 de $loro, 1.19 de $arbono. l o*igeno se difunde a travs de una abertura pe#ue?a $on una rapide8 1.6 ve$es mayor #ue el gas anali8ado. %"u&l es la formula mole$ular de di$o gas'
>= "D"lI !6. /e en$ontr #ue un $ompuesto gaseoso $ontiene 09 de idrogeno y +09 de $arbono. /e determino #ue 50 mL del $ompuesto tiene una masa de 0.56 g a " y 6!0 mm Bg. %"u&l es la formula mole$ular del $ompuesto'
( (
20 g H
80 gC
20 6.666
6.66 6.66
)=
1 mol H 1 g H
)=
1 molC 12 g C
20 mol H
6.666 molC
=3 H
=1 C
&ormula -mpirica : ( C H 3 ) x
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M =
mmRT PV
( 0.256 g ) M =
( ( 62.63
) )(
torr∙ L mol∙K
( 640 torr ) ( 0.25 L )
) #erdadera =
)
300.15 K
=30.07
g mol
30.07 real = =2 teorica 15
( C H ) =C H 3 2
2
6
!. Un gas tiene la siguiente $omposi$in por$entual en masa 5.9 de $arbono y 1!.-9 de idrogeno. n $ondi$iones est&ndares la densidad del gas es .5! gJL. %"u&l es la formula mole$ular del gas'
( (
75.7 g C
14.3 g H
14.3 6.308 6.308 6.308
)= )=
1 molC 12 g C
1 mol H 1 g H
6.308 molC
14.3 mol H
=2.27 2 =1
( C H ) x 2
PV =nRT
PV =
M =
mm RT M
mmRT VP
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2.54 g
L
M =
1 atm
56.89 14
( 0.082 ) ( 273.15 K ) =56.89 g / Mol
=4
x =4
( C H ) =C H 2 4
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4
8
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