Question

Teniendo en cuenta que la composición volumétrica del aire es casi la misma en toda la atmósfera, calcula la masa de oxígeno (O2) que habrá en 7 litros de aire al nivel del mar y a 25ºC y la que habrá en 7 litros de aire a 4000 metros de altura y -24ºC

Answer 1

A nivel del mar la presión es 760 mmHg (1 atm) a 4000 m (4 km) es igual a 0.55 bar (0.54 atm). Ver gráfica anexa.

El aire esta compuesto por 21% O2 y 79 % N2. El número de moles de aire, es:

- A nivel del mar:

P = 1 atm, T = 25°C (298 °K) , V = 7 L , R = 0.08206 atm L/mol°K

PV = nRT → n = PV/RT

n = 1 atm x 7L/( 0.08206 atm L/mol °K x 298 °K)

n = 0.286 moles

- Moles de Oxigeno (n O2)

n O2 = 0.286 x 0 .21 → n O2 = 0.060

y la masa de O2 (mO2), es:

m O2 = nO2 x PM O2

mO2 = 0.060 moles x 32 g/mol

→mO2 = 1.92 g

- A 4000 m de altura:

P = 0.54 atm, T = -24°C (24998 °K) , V = 7 L , R = 0.08206 atm L/mol°K

n = 0.54 atm x 7 L /(0.08206 atm L/mol °K x 249°K)

n = 0.185 moles

nO2 = 0.185 x 0.21 → nO2 =0.039 moles

mO2 = 0.039 moles x 32 g/mol

mO2 = 1.248 g