Necesito ayuda en la resolución de este ejercicio por favor
Un gas contenido en un cilindro de 9 litros a una temperatura de 77°C y una presión de 2280 mm Hg, se calienta hasta que su temperatura sea 187ºC y presión de 5 atm. ¿Cuál es el volumen final del gas?
Un gas contenido en un cilindro de 9 litros a una temperatura de 77°C y una presión de 2280 mm Hg, se calienta hasta que su temperatura sea 187ºC y presión de 5 atm. ¿Cuál es el volumen final del gas?
Respuesta:
Solución:
Según Avogadro, 1 mol de cualquier gas, medido en condiciones normales ocupa 22,4 L. Así pues,
manteniendo la relación:
1 mol CH4
22,4 L =x
30 L ⇒x =30 L⋅1 mol CH4
22,4 L =1,34 mol CH4
2. Calcula el peso molecular de un gas sabiendo que 8,5 g del mismo, medidos en condiciones
normales de presión y temperatura, ocupan un volumen de 12 litros.
Solución:
Según Avogadro, 1 mol de cualquier gas, medido en condiciones normales, ocupa un volumen de
22,4 litros. Así pues, manteniendo la relación:
1 mol
22,4L =x
12L ⇒x=12 L⋅1 mol
22,4L =0,53 mol
ng =mg
PM g
⇒PM g=mg
ng
=8,5 g
0,53 mos =16, 03 g/mol
3. Calcula la presión que alcanzará un gas cuya temperatura aumenta 1/4 de su valor inicial
(en grados Kelvin), en un recipiente cerrado, si su presión inicial es de 1,6 atm.
Solución:
Según la ley de Gay - Lussac, para un gas a volumen constante se tiene que el cociente entre presión
y temperatura es constante. Por tanto: p0
T 0
=p f
T f
Dado que: T f =1
4⋅T 0+T 0=5
4⋅T 0
Se tiene que: p0
T 0
=p f
5
4⋅T 0
⇒p f =5
4⋅p0=5
4⋅1,6=2 atm
4. Calcula la densidad del metano CH4, en las siguientes condiciones:
a) p = 3 atm y T = 40 ºC.
b) p = 770 mm Hg y T = 200 K.
c) Condiciones normales de presión y temperatura.
Solución:
Utilizando la ley de los gases perfectos se puede obtener una expresión para la densidad:
p⋅V =n⋅R⋅T ⇒p⋅V =m
PM
⋅R⋅T ⇒p⋅P M =m
V ⋅R⋅T ⇒p⋅P M =d⋅R⋅T ⇒d =p⋅P M
R⋅T
Conocidos el peso atómico del C, 12 u, y el del H, 1 u, calculamos el peso molecular del CH4:
PM(CH4) = 12 + 4 · 1 = 16 u.
a)
p=3 atm
T =40 ºC=40+273=313 K
d =p⋅P M
R⋅T =3 atm⋅16 g/mol
0,082 atm⋅L
K⋅mol⋅313 K
=1,87 g/L
b)
p=770 mm Hg=770 mm Hg
760 mm Hg
atm
=1,01 atm
T =200 K
{¿}¿{}⇒d =p⋅P M
R⋅T =1,01 atm⋅16 g/mol
0,082 atm⋅L
K⋅mol⋅200 K
=0,98 g/L
c) en c.n.
p=1atm
T =273 K¿}¿
⇒{¿⇒d =p⋅P M
R⋅T =1 atm⋅16 g/mol
0,082 atm⋅L
K⋅mol⋅273 K
=0,71 g/L
5. 0,3 moles de un gas ocupan un volumen de 5 litros cuando la presión es de 2 atm. Calcula
cuántos moles del mismo gas ocuparán 13 litros a 2,3 atm de presión y a la misma
temperatura.
Solución:
Utilizando la ley de los gases perfectos, para las condiciones iniciales, y siendo R = 0,082 atm ·
L/mol · K la constante de los gases perfectos, calculamos la temperatura:
p0 · V0 = n0 · R · T ⇒2⋅5=0,3⋅0,082⋅T 0 ⇒T 0=2⋅5
0,3⋅0,082 =406,5 K
Utilizando la ley de los gases perfectos para las condiciones finales, y considerando que la
temperatura no varía (T0 = Tf), se puede calcular el número de moles final (nf):
p f⋅V f =n f⋅R⋅T f ⇒2,3⋅13=n f⋅0,082⋅406,5⇒n f =2,3⋅13
0,082⋅406,5 =0,89 moles
6. A 25 ºC la máxima cantidad de NaCl que puede disolverse en 500 g de agua es de 215 g.
Calcula:
a) La solubilidad del NaCl en 100 g de agua, a esa temperatura.
b) Cantidad de agua necesaria para disolver completamente 27 g de NaCl.
c) ¿Qué sucederá si añadimos 20 g de NaCl en 50 cm3 de agua, suponiendo que la densidad de
ésta es de 1,09 g/cm3?
Solución:
a) La solubilidad es al concentración máxima de soluto que admite un disolvente a una temperatura
dada; por tanto:
215 g NaCl
500 g H2 O =x
100 g H2 O ⇒x=100 g H2O⋅215 g NaCl
500 g H2 O =43 g Na
Explicación: