Question

La densidad de una mezcla de gases flúor y cloro es de 1.77 g/L a 14C y 0.893 atm. Calcule el porcentaje másico de los gases.

Answer 1

El porcentaje másico de los gases en la mezcla es 60% de flúor y 40% de cloro.

Explicación:

La densidad de una mezcla de gases es igual a:

Considerando un comportamiento ideal:

ρ= PtMm / RT

Dónde:

Pt= Presión total= 0.893 atm

Mm= Masa molecular del gas

R= Constante universal de los gases= 0.082 atm L/ mol K

T= Temperatura= 14+273= 287 K

Despejando:

Mm= ρRT / Pt

Mm= (1.77 g/L) (0.082 atm L/ mol K)(287 K) / 0.893 atm

Mm= 46.65 g/mol

La masa molecular de la mezcla se determina como:

$Mm=y_{Cl_{2} }M_{Cl_{2}} + y_{F_{2} }M_{F_{2}}$

MCl₂= 70.9 g/mol

MF₂= 38 g/mol

Adicionalmente se tiene:

$y_{Cl_{2}}+ y_{F_{2}}=1\\y_{Cl_{2}}= 1 -y_{F_{2}}$

Reemplanzando:

$Mm= (1-y_{F_{2} } )*70.9+y_{F_{2} }*38\\70.9-70.9y_{F_{2} }+38y_{F_{2} }=46.65\\y_{F_{2} }=0.74\\y_{Cl_{2} }=0.26$

Fracciones másicas:

La fracción másica se define como:

xi= masa de i / masa total

Se asume como base de cálculo: 1 mol de mezcla

moles de F₂= 0.74* 1 mol= 0.74 mol

moles de Cl₂=0.26 * 1 mol= 0.26 mol

masa de F₂= 0.74 mol * 38 g/mol = 28.12 g

masa de Cl₂= 0.26 mol * 70.9 g/mol= 18.43 g

masa total= 28.12+18.43= 46.55 g

XF₂= 28.12/ 46.55= 0.6 ----> 60%

XCl₂= 18.43/46.55= 0.4 ----> 40%