Question

Suponiendo que el aire está compuesto de 20% de oxígeno y 80% de nitrógeno y las moléculas de estos gases están constituidos por dos átomos, obtener la masa molecular efectiva del aire. Estimar el número de moléculas en centímetros cúbico de aire a TPN. Cuantas moléculas son de oxígeno y cuantas son de nitrógeno? ​

Answer 1

La masa molecular del aire es 28,8 g/mol.

Se tienen 2,653.10¹⁹ moléculas/cm³ de aire.

Se tienen 5,31.10¹⁸ moléculas O₂/cm³ y 2,122.10¹⁹ moléculas N₂/cm³.

Por ser el aire un gas resultante de la mezcla de otros gases, su peso molecular se calcula a partir de la media ponderada de las masas moleculares de cada componente, se tiene:

$\par Masa at\'omica Ox\'igeno: 16 uma = 16\frac{g}{mol} ; Masa molecular O_2: 2.16{\frac{g}{mol}}=32\frac{g}{mol}$

$\par Masa at\'omica Nitr\'ogeno: 14 uma = 14\frac{g}{mol} ; Masa molecular N_2: 2.14{\frac{g}{mol}}=28\frac{g}{mol}$

$\displaystyle {\bf M_{aire}}=\frac{32\frac{g}{mol}.20\%+28\frac{g}{mol}.80\%}{100\%}={\bf 28,8\frac{g}{mol}}$

Por considerarse al aire un gas ideal, en condiciones normales, un mol de aire contiene 6,022.10²³ moléculas que ocupan un volumen de 22,7 litros, de la cuales el 20% son O₂ y el 80% N₂. Empleando una regla de tres simple, se tiene:

${\bf \#~mol\'eculas}=\frac{6,022.10^{23}~mol\'eculas}{22,7~litros}.\frac{1~litro}{1000~cm^3}={\bf 2,653.10^{19}\frac{mol\'eculas}{cm^3}}$

De la solución anterior:

$2,653.10^{19}\frac{mol\'eculas}{cm^3}.\frac{20}{100}={\bf 5,31.10^{18}\frac{mol\'eculas~O_2}{cm^3}}$

$2,653.10^{19}\frac{mol\'eculas}{cm^3}.\frac{80}{100}={\bf 2,122.10^{19}\frac{mol\'eculas~N_2}{cm^3}}$