El cloro se usa ampliamente para purificar el agua potable y para tratar el agua de las piscinas. Suponga que el volumen de una muestra de Cl2 es 6,18 L a 0,97 atm y 33,0ºC. ¿Que volumen ocupará el Cl2 a 107ºC y 0,89 atm?
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
a. Los gramos de Cl2 en la muestra son 39,66 g
b. El volumen que ocupará a TPE será 12,53 L
c. La temperatura para que el volumen sea 15 L es 376,64 K (103,5 ºC)
d. La presión para que el volumen y la temperatura sean 15 L y 58 ºC es 2,5322 atm.
Explicación paso a paso:
Para realizar los cálculos se utilizará la ecuación de gas ideal:
Donde:
P: presión del gas, atm
V : volumen del gas, L
n: moles del gas, mol
R: constante de gases ideales 0,082057 L*atm/ K*mol
T: temperatura del gas, K.
a) Suponga que el volumen de cierta muestra de Cl2 gaseoso es de 9.22 L a 1124 torr y 24ºC. ¿Cuántos gramos de Cl2 hay en la muestra?
El enunciado nos da presión, volumen y temperatura. Sin embargo se requieren conversiones para llevarlos a las unidades de la ecuación.
Presión. 1 atm equivale a 760 torr, entonces
760 torr → 1 atm
1124 torr → x
x = 1124 torr* 1 atm / 760 torr = 1,4789 atm
La presión será 1,4789 atm.
Temperatura. Para convertir de ºC a K.
K = ºC +273
K = 24 + 273
K = 297 K
Se despeja de la ecuación de gases ideales los moles, quedando:
Se sustituyen los valores pertinentes.
n = 0,5594 mol
Con el peso molecular del Cl2, se calculan los gramos
gramos Cl2 = moles*PM
El peso molecular del Cl2 es 70,892 g/mol
gramos Cl2 = 0,5594 mol*70,892 g/mol = 39,66 g
Los gramos de Cl2 en la muestra son 39,66 g
b. ¿Qué volumen ocupará el Cl2 a TPE?
TPE significa temperatura y presión estándar, es decir, 0ºC (273 K) y 1 atm.
Se despeja el volumen de la ecuación de los gases ideales
Se sustituyen los valores para el número de moles de la parte a:
V = 12,53 L
El volumen que ocupará a TPE será 12,53 L
c. ¿A qué temperatura el volumen será de 15.00 L si la presión es de 8.76 *10 2 torr?
Se calcula la presión en atm, 1 atm equivale a 760 torr, entonces
760 torr → 1 atm
8,76*10^2 torr → x
x = 8,76*10^2 torr* 1 atm / 760 torr = 1,1526 atm
La presión será 1,1526 atm.
Se despeja la temperatura de la ecuación de gases ideales.
Se sustituyen los valores para el número de moles de la parte a:
T = 376,64 K
La temperatura para que el volumen sea 15 L es 376,64 K (103,5 ºC)
d. ¿a qué presión el volumen será de 6.00 L si la temperatura es de 58°c?
La temperatura en ºK será:
ºK = ºC + 273 = 58ºC + 273 = 331 K
Se despeja de la ecuación de gas ideal la presión
Se sustituyen los valores para el número de moles de la parte a:
P = 2,5322 atm
La presión para que el volumen y la temperatura sean 15 L y 58 ºC es 2,5322 atm.
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