Question

3. Una pieza de dióxido de carbono sólido con una masa de 5.50 g se coloca en un recipiente de 10 L que ya contiene aire a 705 torr y a 24°C . Después de que se evapora todo el dióxido de carbono, ¿cuál es la presión parcial del dióxido de carbono y la presión total en el recipiente a 24°C?

Answer 1

Para una mezcla de aire y dióxido de carbono en un recipiente, a determinadas condiciones, se aplica la ecuación de estado de gases ideales y ley de presiones parciales para calcular presión total en el recipiente y presión parcial de dióxido de carbono. Los resultados obtenidos son:

Presión parcial CO₂ = 0,30 atm

Presión total =  1,23 atm

Dióxido de Carbono sólido (hielo seco):   5,5 g / ( 44 g /mol ) = 0,125 mol

Inicialmente, en el recipiente se tiene aire a:

P = 705 torr × ( 1 atm / 760 torr ) = 0,93 atm

T = 24 ° C  = ( 24 + 273 ) K = 297 K

V = 10 L

Aplicamos la ecuación de estado de gases ideales para calcular el número de moles:

P.V = n. R. T          ⇒    n = P. V / R. T          (R = 0,082 atm.L / k. mol )

n = ( 0,93 atm × 10 L ) / (0,082 atm. L/ K. mol  × 297 K ) = 0,382 mol

n total (aire + CO₂ ) = 0,382 + 0,125 = 0,507 mol

Para calcular Presión total en el recipiente:

PV = nRT       ⇒   P = nRT / V

P =  ( 0,507 mol × 0,082 atm.L/K.mol × 297 K ) / 10 L

P = 1,23 atm

Fracción molar de CO₂ = 0,125 / 0,507 = 0,2465

Presión Parcial CO₂ = Fracción molar de CO₂ × Presión total

Presión Parcial CO₂ = 0,2465 × 1,23 atm = 0,30 atm