Un recipiente de 2 litros contiene, a 27ºC, una mezcla de gases formada por 0,8 gramos de
monóxido de carbono, 1,6 gramos de dióxido de carbono y 1,4 gramos de metano (CH4) Calcular:
a) El número de moles de cada gas.
b) La fracción molar de cada gas.
c) La presión total y la parcial de cada gas
monóxido de carbono, 1,6 gramos de dióxido de carbono y 1,4 gramos de metano (CH4) Calcular:
a) El número de moles de cada gas.
b) La fracción molar de cada gas.
c) La presión total y la parcial de cada gas
Respuesta:
Moles de cada elemento
n CO = 0.8 g / 28 g/mol = 0.0286 moles
n CH4 = 1.4 g / 16 g/mol = 0.0875 moles
n CO2 = 1.6 g / 44 g/mol = 0.0364 moles
Explicación:
Un recipiente de 2 litros contiene, a 27ºC, una mezcla de gases formada por 0,8 gramos de monóxido de carbono, 1,6 gramos de dióxido de carbono y 1,4 gramos de metano (CH4) Calcular:
a) El número de moles de cada gas.
Mm CH4 = 16 g/mol
CO2 = 44 g/mol
CO = 28 g/mol
1. calcular moles de cada elemento
n CO = 0.8 g / 28 g/mol = 0.0286 moles
n CH4 = 1.4 g / 16 g/mol = 0.0875 moles
n CO2 = 1.6 g / 44 g/mol = 0.0364 moles
b) La fracción molar de cada gas.
2. calcular moles totales (nt)
nt = 0.0286 moles + 0.0875 moles + 0.0364 moles
nt = 0.1525 moles
2.calcular fracción molar de cada gas
X gas = n gas / nt
X CO = 0.0286 moles / 0.1525 moles = 0.1875
XCH4 = 0.0875 moles / 0.1525 moles = 0.5737
XCO2= 0.0364 moles / 0.1525 moles = 0.2386
c) La presión total y la parcial de cada gas
1. Aplicar la ley de los gases ideales: V x P = n x R x T
R = 0.0821 ( L atm/ mol K)
T 0 23 ºC + 273 = 300 K
V = 2 L
n = 1.525 moles
Pt = 0.1525 mol x 0.0821 (L atm / mol K) x 300 K
2 L
P total = 1.878 atm
2. calcular presiones parciales (Pp = X · Pt)
Pp CO = 0.1875 · 1.878 atm = 0.352 atm
Pp CH4 = 0.5737 · 1.878 atm = 1.077 atm
Pp CO2 = 0.2386 · 1.872 atm = 0.448 atm
Para una mezcla de gases en un recipiente, se calcula la presión total, fracción molar y la presión parcial de cada gas.
Cálculo de Presión total de la mezcla
Volumen = 2 L
Mezcla de gases:
0,8 gramos de CO × 1 mol / 28 g = 0,0285 mol CO
1,6 gramos de CO₂ × 1 mol / 44 g = 0,0363 mol CO₂
1,4 gramos de CH₄ × 1 mol / 16 g = 0,0875 mol CH₄
Número total de moles = 0,1523 moles
Temperatura = 27 °C = 273 + 27 = 300 K
Para calcular la presión total en el recipiente, se usa la ecuación de estado de gases ideales:
P . V = n . R . T
P = ( n . R . T ) / V
P = ( 0,1523 mol × 0,082 atm L / K. mol × 300 K ) / 2 L = 1,87 atm
Cálculo de Fracción Molar de cada gas
Fracción Molar de CO = 0,0285 / 0,1523 = 0,1871
Fracción Molar de CO₂ = 0,0363 / 0,1523 = 0,2383
Fracción Molar de CH₄ = 0,0875 / 0,1523 = 0,5746
Cálculo de presión parcial de cada gas
Según la Ley de Dalton, la presión total de una mezcla de gases ideales está dada por la suma de las presiones parciales de los gases, entonces:
Pt = P CO + PCO₂ + PCH₄
Para cada gas, la presión parcial está dada por:
Pi = Xi × Pt
donde:
Pi = presión parcial del gas
Xi = fracción molar del gas
Pt = Presión total de la mezcla.
Presión parcial de CO = 0,1871 × 1,87 atm = 0,35 atm
Presión parcial de CO₂ = 0,2383 × 1,87 atm = 0,45 atm
Presión parcial de CH₄ = 0,5746 × 1,87 atm = 1,07 atm
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