Gases Ideales

GASES IDEALES

1.- 500 mls de Argón a una presión de 2 atm. se expanden isotérmicamente hasta alcanzar un volumen de 1,5 l.. Cuál es la presión final?

R: 0,67atm

2.- Se tiene un recipiente de volumen variable para almacenamiento de gas natural, colocado de tal manera que la presión siempre se mantenga constante a 2,2 atm.. En un día frío de diciembre, cuando la temperatura es -15 oC el volumen del gas en el tanque es 28500 pié3. Cuál es el volumen de la misma cantidad de gas en un día caluroso del mes de julio cuando la temperatura es 31 oC.

R: 33581 pié3.

3.- Cierta cantidad de hidrógeno ocupa un volumen de 16,5 l. a 78 oC y 5,6 atm Cuál es su volumen bajo condiciones normales? M. H2 = 2

R: 71,87 l..

4.- Si calentamos isobáricamente 1 mol de oxígeno inicialmente en condiciones normales hasta doblar su temperatura, Cuáles serán los valores finales de T,P y V?

R: 1 atm, 546 oK

44,8 l..

5.- Se construye un recipiente para soportar presiones hasta de 2,5 atm.. El volumen del recipiente es de 20 ml y se llena con aire a una temperatura de 20 oC y presión normal. Habría alguna seguridad si se lanzara el recipiente al fuego donde puede alcanzar una temperatura de 600 oC?

R: No, la presión desarrollada excede el margen de seguridad del recipiente.

6.- Un gas ideal a la presión de 1 atm se encuentra en un recipiente de volumen desconocido provisto de una llave de paso. Se abre la llave lo cual permite que el gas se expanda hacia un recipiente previamente vaciado de 0,5 l. de capacidad. Cuando se estableció el equilibrio entre los recipientes la presión del gas fue de 530 mm Hg. Calcule el volumen desconocido asumiendo temperatura constante durante todo el proceso.

R: 1,15 l..

7.- Muchos gases se envasan a presiones elevadas en recipientes metálicos. Si un tanque de acero cuyo volumen es de 50 l. contiene gas oxígeno a una presión de 11096 mm Hg y a 23 oC. Qué masa contiene?. Qué volumen ocuparía esa misma cantidad de gas bajo C.N.?

M. O2 = 32

R: 962,56 g

673,28 l.

8.- Qué presión, en atm., ejerce una mezcla de 2 g de hidrógeno y 8 g de nitrógeno a 273 K en un recipiente de 10 l.?

M. H2 = 2 N2 = 28

R: 2,89 atm.

9.- Cuál es la densidad del anhídrido carbónico gaseoso a 65 oC y 745 mm Hg?

M. CO2 = 44

R: 1,56 g/l

10.- Mezclas de los gases ciclopropano (C3H8) y oxígeno se utilizan mucho como anestésicos. a) Cuántos moles de cada gas están presentes en un recipiente de 1 litro a 23 oC, si la presión del ciclopropano es 250 mm Hg y la del oxígeno es 585 mm Hg? b) si otra mezcla de los referidos gases a la misma presión total y fracción molar del oxígeno de 0,25. Cuál sería la presión parcial del ciclopropano?

R: a) 0,01 C.P.- 0,03 O2

b) 626,25 mm Hg.

11.- Suponga que Ud. es el responsable de llenar diariamente, con Helio un balón de 12 l. a una presión de 1 atm. Suponiendo que no hay fuga de gas, Cuántos tanques de 25 l. de helio a la presión de 2250 lb/plg2 requerirá por año?. Suponga que la T es constante e igual a 300 oK. Asuma comportamiento ideal.

1 atm = 14,7 lb/plg2

R: 1,15 tanques

12.- Un tanque de 4 m3 de capacidad contiene gas butano a 15 atm de presión. Se conecta a otro tanque de 6 m3 que contiene metano a 5 atm de presión. Calcule la presión resultante al conectar los tanques, suponiendo que no hay cambio de T?

R: 9 atm

13.- Un recipiente de 300 ml contiene Argón gaseoso a una presión de 600 mm Hg y otro recipiente de 500 mls contiene Neón gaseoso a 1000 mm Hg. Se conectan los recipientes manteniendo la T constante. Calcule: a) Presión parcial de cada gas b) Presión total c) Fracción molar de cada gas d) % en moles de c/gas?

R: P total = 850 mm Hg

% en moles = 26 Ar - 74 Ne

14.- Tres frascos de 1 litro de cada uno, todos a 100 oC han sido intercomunicados mediante llaves inicialmente cerradas de volumen despreciable. El primer frasco contiene oxígeno a la presión de 1,3 atm, el segundo contiene 1 gr de nitrógeno y el tercero contiene 1 gr de agua. a) Se abren las llaves manteniendo la temperatura constante, Cuál es la presión en el interior de los frascos? b) Se enfría a 27 oC. A esta temperatura el agua condensa . Cuál es la nueva presión?

(desprecie la presión de vapor de agua)

M. N2 = 28 O2 = 32 H2O = 18

R: a) 1,43 atm b) 0,66 atm

15.- Se tiene una mezcla gaseosa constituida por 25 % en masa de oxígeno y 75 % en masa de nitrógeno, la cual fue recogida sobre agua a 19 oC. La presión medida de la mezcla fue de 750 mm Hg. Si la presión de vapor del agua a 19 oC es de 16,47 mm Hg. Qué volumen de la mezcla contiene 5 g de oxígeno?

M. O2 = 32 N2 = 28

R: 17,28 l..

16.- Se tiene un recipiente de 2,5 l. de capacidad que contiene hidrógeno a 100 oC y 722 mm Hg. Se enfría el recipiente a 27 oC y se extrae cierta cantidad de hidrógeno hacia otro recipiente de 1 litro; la presión del gas extraído es de 450 mm Hg. Cuál es la presión del gas restante en el recipiente de 2,5 l.?

R: 0.59 atm.

17.- Se desea preparar una mezcla gaseosa que consista de 5 % en moles de butano (C4H10) y 95 % en moles de Argón. Se llena con butano un recipiente de 40 l. de capacidad, hasta que la presión se hace igual a 1 atm. Posteriormente se agrega el argón necesario hasta completar la composición deseada. Si la temperatura se mantiene constante en 25 oC. Cuál es la masa del argón utilizado?

M. C4H10 = 58 Ar = 40

R: 1.25 Kg Ar.

18.- Se desea preparar una mezcla gaseosa que contenga 5 % en moles de hidrógeno. Se llena un recipiente de 10 l. de capacidad con ese gas hasta que la presión es 0.5 atm a la temperatura de 25 oC. Posteriormente se introducen 51,2 g de una mezcla de nitrógeno y helio gaseoso. Si la temperatura se mantiene constante determine el % en moles de nitrógeno y helio en la mezcla final?

M. H2 = 2 N2 = 28 He = 4

R: 57,5 % He - 37,5 % N2

19.- Un recipiente de 10 l. a 20 oC contiene CO2 y N2 a una presión total de 1500 mm Hg. La mezcla contiene 25 % en peso de N2 Determine: a) Masa total de la mezcla R: 31,57 g.

b) No de moles de cada gas R: N2: 0,28 CO2: 0,54

c) % en moles de c/gas R: 34,15 N2 - 65,85 CO2

d) Presión parcial de c/gas R: 0,67 atm N2 - 1,30 atm CO2.

20.- Para remover el CO2 exhalado por los astronautas en las cápsulas espaciales, se pueden utilizar absorbentes químicos,entre los cuales el óxido de litio (Li2O) ha resultado ser el más eficiente, con una capacidad de absorción de 762 l. de CO2 medidos en C.N., por cada Kg del absorbente.

Li2O + CO2 ----> Li2CO3

Cuántos Kg del absorbente se requerirán para la completa eliminación del CO2 producido por 2 astronautas, en un viaje espacial de 30 días, sabiendo que cada astronauta exhala 1 Kg/día?

M. CO2 = 44

R: 40,06 Kg.

21.- La glucosa (C6H12O6) es ingerida a veces por los atletas para obtener energía rápida. Esta se metaboliza en el cuerpo de la siguiente manera:

C6H12O6 + O2 ------ CO2 + H2O

produciéndose 673 Kcal por cada mol de glucosa metabolizada. Al consumir una barra de chocolate qué produjo 100 Kcal a) Qué volumen de CO2 medido a 25 oC y 760 mm Hg se generó ? b) Qué volumen del aire inspirado por el individuo, medido en C.N., se ha utilizado para efectuar el proceso? Suponga que el aire contiene el 20% en moles de oxígeno.

M.: C6H12O6 = 180 CO2 = 44 O2 = 32

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