En un laboratorio hay 5 globos. Cada uno de ellos contiene ungas diferente, según el siguiente esquema:Cada globo tiene la misma masa de gas a la misma presión ytemperatura. Luego, el globo de mayor volumen es el quecontieneA) H2B) HeC) O2D) N2E) CH4
#PSU
Respuestas
Para saber cuál es el globo que contiene mayor volumen, debemos aplicar la ecuación general de los gases: PV = nRT → V = nRT/P
Como podemos ver, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional al número de moles, a la constante de los gases y a la temperatura, e inversamente proporcional a la presión. Sin embargo, tanto la temperatura como la presión son las mismas en todos los globos, y R es justamente una constante, por lo que la única variable es el número de moles "n".
El enunciado habla de igual masa, pero esto es distinto a igual número de moles. Supongamos una masa de 10 gramos y consideremos las masas molares de los 5 gases: H₂ = 2 g/mol, He = 4 g/mol, O₂ = 32 g/mol, N₂ = 28 g/mol, CH₄ = 16 g/mol.
A igual masa, los moles de cada gas serán diferentes, ya que habrá 5 moles de hidrógeno, mientras que habrá 2.5 moles de helio, 0.312 moles de oxígeno, 0,357 moles de nitrógeno y 0.625 moles de metano. A modo demostrativo el cálculo realizado para llegar a estos valores es:
2 g ---- 1 mol hidrógeno
10 g ---- x = 5 moles hidrógeno.
De igual manera se llega a los otros valores que figuran arriba para los demás gases.
Como V = nRT/P, el gas cuyo número de moles sea mayor, ocupará mayor volumen. Por lo tanto, el globo de mayor volumen es el de hidrógeno (opción A).