Un volumen de oxígeno escapa a través de un orificio en 135 seg por el mismo orificio una mezcla CO2 y metano escapa en 110 seg calcule la composición volumétrica de la mezcla gaseosa
Respuestas
Conociendo el tiempo que toma a un volumen de oxigeno y de una mezcla de CO₂ y CH₄ escapar a través de un orificio, se pide calcular la composición volumétrica de la mezcla gaseosa. El resultado obtenido es: 82% CH₄ y 18% CO₂.
Oxigeno :
t₁ = 135 s
Mezcla de CO₂ y CH₄ :
t₂ = 110 s
Usando la ecuación de la Ley de Graham (efusión de gases) :
t₁ / t₂ = √M₁ /√M₂ M₁ = masa molar del oxigeno (32 g/mol)
M₂ = masa molar de la mezcla de gases
135 s / 110 s = √32 /√M₂
(135/110)² = 32 / M₂
1,506 M₂ = 32
M₂ = 21 g/mol
Tenemos que:
M₂ = (XCO₂ . MCO₂) + (XCH₄ . MCH₄) X = fracción molar
XCO₂ + XCH₄ = 1 M = masa molar
Masa molar CO₂ = 44 g/mol
Masa molar CH₄ = 16 g/mol
21 = (XCO₂ . 44) + (XCH₄ . 16)
XCO₂ = 1 - XCH₄
21 = 44 (1 - XCH₄) + 16 XCH₄
21 = 44 - 44 XCH₄ + 16 XCH₄
28 XCH₄ = 23
XCH₄ = 0,82 ⇒ XCO₂ = 1 - 0,82 = 0,18
En una mezcla de gases ideales, la fracción molar equivale a la fracción volumétrica. Entonces la composición volumétrica de la mezcla gaseosa es: 82 % CH₄ y 18 % CO₂.