Question

Un matraz de 2.5 litros a 15ºC contiene una mezcla de nitrógeno, helio y neón a presiones parciales de 0,32 atm para el nitrógeno, 0.15 atm para el helio y 0.42 atm para el neón.
a) calcule la presión total de la mezcla
b) calcule el volumen en litros, en T.P.E. que ocupará el helio y el neón si el nitrógeno se elimina selectivamente.

Answer 1

DATOS :

 V= 2.5 Lts

  T = 15ºC +273 = 288ºK

  Pp He = 0.15 atm

  PpN2 = 0.32 atm

  Pp Ne = 0.42 atm

  Determinar :

 a ) P total mezcla =?

 b) V = ? Lts que ocupan el helio y el neon si el nitrógeno se elimina .

  SOLUCIÓN :

   Para resolver el ejercicio se procede a aplicar la ley de dalton , que expresa que la presión total de una mezcla es la suma de las presiones parciales de los gases que la componen, de la siguiente manera:

         P total = Pp Ne + PpN2 + Pp He

          P total = 0.42 atm +0.32 atm +0.15 atm

          P total = 0.89 atm.    a)

    Si el nitrógeno se elimina :

          Pt = 0.42 atm + 0.15 atm = 0.57 atm

           V = n * R * T /P

          V  = 0.094 mol* 0.082 Lts*atm/º k*mol * 288ºK / 0.57 atm

           V = 3.9 Lts .   b)

     

 

Answer 2

- a)Para resolver el problema utilizaremos la Ley de Dalton, que establece que la presión total de un sistema (Pt) es igual a la suma de las presiones parciales de cada componente (pi) en la mezcla.

Pt = pN2 + pHe + pNe

Pt = 0.32 atm + 0.15 atm + 0.42 atm

→ Pt = 0.89 atm

- Para calcular número de moles totales (n) se aplican la Ley de los Gases., asumiendo comportamiento ideal de la mezcla:

PV= n RT

Donde, n : número totales de la mezcla

            V = volumen = 2.5 L

              P = Presión total = 0,89 atm

              R = 0,082 atm . L/mol°K

              T = Temperatura del sistema = 15°C (288°K)

-  El número total de la mezcla es:

n = PV/RT

n = 0,89 atm  x 2.5 L/0.08206 atm x 288°K

n = 0.0941 moles.

- Ela fracción molar cada componente en la mezcla (yi) es igual de acuerdo a la Ley de Dalton, a:

pHe = yHe x Pt → yHe = pHe/Pt

yHe = 0.15 atm/0.89 atm → yHe = 0.1685

pNe = y Ne x Pt → yNe = Ne = pNe /Pt

→ YNe = 0.42 atm/0.89 atm → yNe = 0.4719

- El fracción de cada componente, es igual a la relación del número de moles de cada componente en la mezcla sobre el número de moles totales, así:

yi = ni/n → ni = yi x n

n He =0.1685 x 0.0941 → nHe = 0.01586 moles

n Ne = 0.4719 x 0.0941 → nNe =0.04441 moles

- Para calcular el volumen en litros a temperatura y presión estándar (TPE), esto es 0 °C (273°K) y 1 atm, se aplica nuevamente la ley de los Gases.

PVi= ni RT → Vi = niRT

Donde, ni : número totales de la mezcla

            Vi = volumen que ocupa cada componente

            ni= número de moles de cada componente

              P = Presión a TPE = 1 atm

              R = 0,082 atm . L/mol°K

              T = Temperatura del sistema aTPE =0°C (273°K)

VHe = 0.01586 moles x 0.08206 atm.L/mol°K x 273°K/1 atm

→ VHe = 0.355 L

VNe = 0.04441 moles x 0.08206 atm.l/mol °K x 273°K/1 atm

→ VNe = 0.988 L