Problemas Gases

PROBLEMAS PROPUESTOS

1.- UN CILINDRO Y DEBAJO DE UN PISTÓN ESTÁ ENCERRADO 1M3 DE AIRE A LA PRESIÓN DE 5 ATM Y A 20°C. CALCULAR:

A) LA PRESIÓN DEL AIRE INTERIOR, SI MANTENIENDO CONSTANTE LA POSICIÓN DEL PISTÓN, SE CALIENTA EL AIRE HASTA 120°C

B) LA PRESIÓN DEL AIRE INTERIOR, SI LUEGO DE HABER CALENTADO EL AIRE HASTA 120°C, SE LE DEJA EXPANDIR ISOTÉRMICAMENTE HASTA OCUPAR UN VOLUMEN DE 5M3

DATOS:

V1: 1m3

P1: 5 atm

T1: 20º C → 293º K

T2: 120º C → 393º K

V2: cte.

P2: ?

P_1/T_1 =P_2/T_2

P_2=P_(1T_2 )/T_1

P_2=(5 atm×393°K)/(293°K)

P_2=6,7065 atm

.

DATOS:

V1: 1m3

P1: 5 atm

T1: 20º C → 293º K

T2: 120º C → 393º K

V2: 5m3

P2: ?

P_(1V_1 )/T_1 =(P_2 V_2)/T_2

P_2=P_(1V_1 T_2 )/(T_1 V_2 )

P_2=(5 atm×3m^3×393°K)/(293°K×5m^3 )

P_2=1,3413 atm

2.- CALCULAR EL NÚMERO DE MOLÉCULAS POR CM3 DE UN GAS IDEAL A 27°C Y A LA PRESIÓN DE 10-6 MM DE HG.

DATOS:

P1: 10-6 mmHg

T1: 27º C → 300º K

n: ? moles/cm3

〖10〗^(-6) mmHg= (1 atm)/(760 mmHg)=1,3158x〖10〗^(-8)

PV=nRT

n=PV/RT

n=(1,3158x〖10〗^(-8) atm×1L)/(0,082 (atm×L)/(mol×°K)×300°K)

n=5,3487x〖10〗^(-10) moles

Existen 5,3487x10-10moles→1L → 1000 cm3

X moles ← 1 cm3

X=5,3487x〖10〗^(-13) moles/cm^3

3.- UNA MASA GASEOSA PASA DE 20°C A 150°C, OCUPANDO A ESTA SEGUNDA TEMPERATURA Y A LA PRESIÓN DE 600MM DE HG, UN VOLUMEN PRIMITIVO. CALCULAR LA PRESIÓN INICIAL.

DATOS:

P2: 600 mmHg

T1: 20º C → 293º K

T2: 150º C → 423º K

V2: cte.

P1: ?

P_1/T_1 =P_2/T_2

P_1=P_(2T_1 )/T_2

P_1=(600mmHg×293°K)/(423°K)

P_2=415,603 mmHg

4.- CON RESPECTO AL GAS ANHÍDRIDO SULFUROSO CALCULAR:

a) su densidad en g/l a 27°C y 2 atm y

DATOS:

P: 2 atm

T: 27º C → 300º K

ρ: ? g/L

〖10〗^(-6) mmHg= (1 atm)/(760 mmHg)=1,3158x〖10〗^(-8)

PV=nRT

PV=m/PM*RT

PV/RT = m/PM

(P*PM)/RT= m/V→ m/v= ρ ( P*PM)/RT= ρ (2 atm*64g/mol)/(0,082(atm*L)/((mol*°K))*300°K) = ρ

Ρ= 5,2832g/L

b) su peso específico.

ɣ= g* ρ

ɣ= 9,8 m/s2 * 5,2032 g/L

ɣ= 51(g*m)/Ls2 kg/1000g M/((kg*m)/s2) 1000L/1m2 = 51 N/m3

5. EL PESO MOLECULAR DE UN GAS “A” ES LA TERCERA PARTE DE AQUEL DE OTRO GAS “B”. A IDENTIDAD DE V Y T, LA DENSIDAD DEL GAS A ES EL DOBLE DE AQUELLA DEL GAS B. SI DOS BULBOS IDÉNTICOS CONTIENEN SEPARADAMENTE A LOS GASES A Y B, CALCULAR LA RELACIÓN DE LA PRESIÓN DEL GAS A CON RESPECTO AL GAS B.

Datos

PMA= PMB

ρA= 2ρB

V1T1=V2T2

P1/P2=?

ρA= 2ρB

m_A/V_A =2 m_B/V_B

〖nPM〗_A/V_A =2 (n〖PM〗_B)/V_B

〖nPM〗_A/(nRT/p_A )=2 (n〖PM〗_B)/(nRT/p_B )

〖PMP〗_A/RT=2 〖P_B PM〗_B/RT

P_A/P_B =2 〖RTPM〗_B/〖RTP〗_A

P_A/P_B =6 〖PM〗_A/〖PM〗_A

P_A/P_B =6

6.- CUANDO 4 GRAMOS DE UN GAS “A” SE INTRODUCE EN UN FRASCO SIN AIRE Y A UNA DETERMINADA TEMPERATURA, LA PRESIÓN QUE EJERCE ES DE 1 ATM. SI ENTONCES SE AGREGA 6 GRAMOS DE OTRO GAS DIFERENTE, DIGAMOS “B” LA PRESIÓN DE LA MEZCLA SE ELEVA EN 1.50ATM, MANTENIÉNDOSE CONSTANTE LA TEMPERATURA. CALCULAR LA RELACIÓN DEL PESO MOLECULAR DEL GAS A CON RESPECTO A AQUEL DEL GAS B.

Datos

m= gramos “A”

Sin aire

T1

P1= 1 átomo

M2=6 gramos

P2= 1,5 átomos

T= cte

PMA/PMB

7.- A 100°C Y 0.691 ATM, UNA MASA DE 1,83 GRAMOS DE UN CUERPO ORGÁNICO PURO CON UNA RELACIÓN DE CARBONO A HIDROGENO COMO DE C:H2, OCUPA UN VOLUMEN DE 1.90LITROS AL ESTADO DE VAPOR.

A) CALCULAR EL PESO MOLECULAR DE LA SUSTANCIA

B) DETERMINAR SU FÓRMULA MOLECULAR.

Datos

T1= 100°C

P1= 0,671 ATM

M1= 1,83 gramos

Relación= C: H2

V1= 1,9 L

PM=?

FM=?

8.- SE HA RECOGIDO 200ML DE NITRÓGENO SOBRE AGUA A 27°C Y 710 MM DE HG DE PRESIÓN TOTAL. LA TENSIÓN DE VAPOR DEL AGUA A ESTA TEMPERATURA ES DE 25 MM DE HG. CALCULAR EL VOLUMEN DEL GAS SECO A CONDICIONES NORMALES.

Datos

V= 200ml

T= 27°C

P= 710mm Hg

TvA= 25mm Hg

VGseco= CN?

V1P1T2=V2P2T1

200ml*(710-25)mmHg*300ºK=V2*760mmHg*273ºK

V2=198.09 ml

9.- SE QUIERE UNA MEZCLA GASEOSA QUE CONTENGA 10% MOLAR DE BUTANO Y 90% MOLAR DE NEÓN. EN UN CILINDRO SIN AIRE SE INTRODUCE BUTANO GASEOSO HASTA QUE SU PRESIÓN ES DE 1ATM. LUEGO SE OBLIGA A PASAR EL NEÓN COMPRIMIDO, PARA QUE FORME UNA MEZCLA DE LA COMPOSICIÓN DESEADA. EL VOLUMEN DEL CILINDRO ES DE 20 LITROS Y LA OPERACIÓN SE REALIZA A 25°C. CALCULAR:

A) LAS MOLES DE BUTANO PRESENTE

B) LOS MOLES DE NEÓN NECESARIOS

C) LA PRESIÓN TOTAL DE LA MEZCLA GASEOSA

Datos:

10% molar C4H10

90% molar de Ne

P = 1atm

V = 20 litros

T = 25°C

PV = nRT b) 10% 0,818moles

n= PV/RT=(1atm x 20litros)/(0,082 atml/(mol°K) x298°K) 90% X

n= 0,818moles C4H10 X=n= 7,36moles Ne

PV=nRT

P= nRT/V=((7,36+0,818)molesx 0,0832 x 298°K)/20litros=10atm

10.- CUANDO UNA MEZCLA DE 1 MOL DE SO2 Y ½ MOL DE O2 SE CALIENTA A 1000°K, EN PRESENCIA DE UN CATALIZADOR CONVENIENTE PARA ESTA REACCIÓN, EL 46% EN MOLES DEL SO2 SE CONVIERTE EN SO3, SIENDO LA PRESIÓN TOTAL DE EQUILIBRIO, QUIERE DECIR EN EL TÉRMINO DE LA REACCIÓN PARCIAL, DE 1ATM. CALCULAR LAS PRESIONES PARCIALES FINALES DE LOS GASES COMPONENTES DEL SISTEMA.

2SO2 + O2 SO3

ni 1 0.5

Moles disociadas 46/100 ½*46/100 -

Moles asociadas - - 46/100

Moles equilibrio - 0.46 0.5 - 0.23

nt= n SO2 + n O2 + n SO3

nt= 0.54 + 0.27 + 0.46

nt= 1.27 entonces Xi = 0.27/1.27

P O2= 0.27/1.27 = 0.213

P SO2 = 0.57/1.27 = 0.425

P SO3 = 0.46/1.27 = 0.362

SO3= 0,362; SO2 = 0,425; O2 = 0,213 atm

11.- UN GAS SALIENTE POR UNA CHIMENEA TIENE LA COMPOSICIÓN VOLUMÉTRICA: CO2 10.5%; O2 10,5%; N2 79%. CALCULAR SU COMPOSICIÓN POR PESO.

Datos:

10, 5% CO2 Xi=ni/n=Vi/V 10,5molesCO2 x 44g/mol=462gCO2

10,5%O2 10,5molesO2 x 32g/mol=336gO2

79%N2 79molesN2 x 28g/mol=2212gN2

Peso total de 100moles = (2212+462+336) gramos = 3010g

3010g 100%

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