2.15 Se analiza una mezcla de oxigeno e hidrógeno pasándola por óxido de cobre caliente y a través de un tubo de secado. El hidrógeno hidrógeno reduce el CuO según la ecuación ecuación : CuO + H2 → Cu + H2O Cu +⅟ 2 O2 → CuO 3
3
100cm de la mezcla medidos medidos a 25° C y 750 torr producen 84.5 cm de oxígeno seco, medidos a una temperatura de 25° C y 750 torr despúes de su paso por CuO y el agente secante.¿Cuál es la composición original de la mezcla? El número total de moles en la mezcla esta dado por la relación
nO 2
n H 2
nT
Donde nO 2 i es el numero de moles de oxigeno antes de la relación y esta dado dado por la relación
nO 2i
nO 2 reac
nO 2 f
Donde nO 2 reac son las moles de O2 que reaccionan y nO 2 f son las moles de O2 que quedan sin reaccionar. Si todo el H2 reacciono tendremos a partir de la r eacción química que
n H 2
2nO 2 reAC
Combinando estas tres ecuaciones encontramos que
n H 2
2
3
(nT
nO 2 f )
-
nH2= 0.0004166 mol
xiH2=(ni/nT)*100;
xiH2=(0.0004166 mol/
xiH2= 10.33% xiO2=(ni/nT)*100; xiO2= 84.51%
xiH2=(
/ /
2.16 Una muestra de etano C2H6 , se queman en un volumen de aire tal, que contiene el doble del oxígeno necesario para quemar completamente, ¿Cuál es la composición (en fracción mol) de la mezcla gaseosa? Supóngase que toda el agua presente está en fase de vapor y que el aire es 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de argón.
2.17 Una mezcla de gases está compuesta por etano y butano. Se llena una matraz de 3
200cm de capacidad con el gas a una presión de 100Kpa a 20 ° C. Si el peso del gas en el matraz es 0.3846g,¿cuál es el porcentaje en mol del butano en la mezcla?
M=XC2H6M C2H6 +XC4H10M C4H10 1= XC2H6 + XC4H10
XC4H10=1- XC2H6 46.86= 30XC2H6 +58(1- XC2H6 ) 46.86=30XC2H6 +58-58 XC2H6 11.14=28 XC2H6 0.3978= XC2H6 1= XC2H6 + XC4H10
XC4H10= 0.6021
2.18 Un matraz de 138.2 ml de volumen contiene 0.6946g 0.6946g de gas a 756.2 Torr y 100 ° C. ¿Cuál es la masa molar del gas?
2.19 Considerese una columna isotérmica de un gas ideal a 25 ° C.¿Cuál debe ser la masa
molar de este gas si la presión es 0.8 de su valor al nivel del suelo s uelo a a)10Km, b) 1Km, c) 1m, d) ¿Qué tipo de moléculas tiene la masa molar de la magnitud en c)?
( )
( ( ) ( ( ) ( ( ) ( ( ) b)
c)
d)el tipo de moléculas que tiene el lietarl c es un polimero ya que tiene alto valor de peso
molecular
2.20 Suponiendo que el aire tiene una masa molar media de 28.9 g/mol, y que la atmósfera es isotérmica a 25 ° C , calcúlese la presión barométrica en Denver, que está a 1600 m sobre s obre el nivel del mar. calcúlese la presión barométrica en la cima del monte Evans, que está a 4348 m sobre el nivel del mar. La L a presión a nivel del mar puede tomarse como 760 Torr.
( )
2.21Considere un que tiene las siguientes siguientes propiedades ; obedece la ley
de gas ideal y las particulas individuales individuales pesan 100g, pero no ocupan volumen ( es decir, son masas puntuales).
a) a 25 ° C, calculese la altura a la cual el numero de papas por centímetro cúbico disminuye hasta una millonésima parte de su valor a nivel del suelo.
( )
( ( ) b) Sabiendo que las papas reales ocupan volumen, ¿Hay alguna correlación entre el resultado del cálculo en a) y la distribución espacial observada de las papas en una bolsa de papel? Si hay alguna relación debido a las papas ocupan volumen y tienden a estar x debajo de la tierra.
2.22 Considérese la presión a una altura de 10 Km en una columna c olumna de aire, M= 0.0289kg/mol .si la presión al nivel del suelo permanece a 1 atm, pero la temperatura cambia de 300K a 320K , ¿cuál sería el cambio de presión a la altura de 10Km? A 300K
A 320K
ΔP=0.3449atm -0.3212atm
= 0.0237atm
2.23 A 300K, una mezcla mezcla de gases en un campo gravitacional gravitacional ejerce una presión total de 1 atm y consta de 0.6 de fracción mol de nitrógeno, M= 0.028Kg/mol; el resto es dióxido de carbono, M= 0.0440Kg/mol
( ) Po= xi/P; p= 1atm
a) Calcúlense las presiones parciales del N 2 y CO2, la presión total, y la fracción mol de N 2 en la mezcla a una altitud de 50Km . Gas
xi
Mi(g/mol) Po= xi/P (atm)
Pi(atm)
xi=Pi/Po
-3
0.972
-5
0.0278
N2
0.6
28
0.6
2.45*10
CO2
0.4
44
0.4
7.01*10 PT=2.5201*10
-3
b) Calcúlese el número de moles de nitrógeno a una altura entre 0 y 50 Km en una columna cuya área de sección transversal es 5m
2
2.24 la composición aproximada de la atmosfera a nivel del mar está dada en la siguiente tabla Gas
Porcentaje en moles
Nitrógeno
78.09
Oxigeno
20.93
Argón
0.93
Dióxido de Carbono
0.03
Neón
0.0018
Helio
0.0005
Criptón
0.0001
Hidrógeno
5* 10
Xenón
8* 10
Ozono
5* 10
5
6
5
Despreciando los cuatro últimos componentes, calcúlense las presiones parciales del resto, la presión total y la composición de la atmósfera, en tanto por ci ento en mol, a alturas de 50 y 100Km (t=25 °C)
50 Km
M i
xio
P io
P i
100 Km
x i
P i
x i
N 2
28
0.7809
0.7809
3.1* 10
O2
32
0.2093
0.2093
3.74* 10
Ar
40
0.0093
0.0093
3.42* 10
CO2
44
0.0003
0.0003
5.0* 10
Ne
20
0.000018
0.000018
3.45* 10
He
4
0.000005
0.000005
2.27* 10
89.08
1.22* 10
4
10.75
6.71* 10
6
0.10
1.26* 10
0.0014
8.38* 10
7
0.0099
6.63* 10
6
0.652
1.03* 10
3
8
P T =3.48* 10
3
5
87.71
7
4.82
9
0.0091
12
0.0001
9
0.0477
6
7.4047
P T =1.391*10
5
2.25 Una solución de un polímero, M= 200kg/mol, a 27 °C, llena un recipiente hasta una profundidad de 10 cm. Si la concentración de la solución de polímero en el fondo de la solución es co ¿Cuál es la concentración en la parte supeior de la solución?
( )
2.26 A 300K considerar una solución coloidal,M=150Kg/mol, coloidal,M=150Kg/mol, en un campo gravitacional. Si la concentración del coloide es 0.00080 mo/l en la parte supeior de la solución, y 0.0010 mol/l
en el fondo. a) ¿cuál es la profundidad de la solución?
( ) C=0.0008
Co= 0.0010
b) Calculese la concentracin promedio del coloide en los 0.1 m más bajos de la solución.
( )
c) Calcular el número de moles en los 10 cm mas bajos de la solución, si el área de la sección 2
transversal del recipiente es 20 cm .
2.27 Una solución polimérica tiene una concentración promedio c=0.1 mol/m 3 , y una masa molar promedio de 20Kg/mol. A 25 °C, la solución s olución llena un cilindro de 50 cm de altura. ¿Cuáles son las concentraciones del polímero en la parte superior y en el fondo del cilindro?
( )
2.28 A 300K, una solución polimérica polimérica llena un cilindro hasta una profundidad de 0.2 m, el área de la sección transversal es 20 cm2 . a) Si la concentración en la parte superior de la solución es del 95% de la del fondo, ¿cuál es la masa molar del polímero?
( )
( ( ) ( ( )
