1) un recipiente contiene un gas que está a una presión inicial de 3,5 ATM y ocupa un volumen inicial de 1,5 litro. Si la presión disminuye a 1,5 ATM¿ cuál será el volumen final del gas?
2) en un recipiente hay un gas con un volumen inicial de 15 litros y a una presión inicial de 4 ATM¿ cuál será su volumen final si la presión aumenta a 6 ATM y la temperatura se mantiene constante?
3) si 20 litros de aire se colocan dentro de un recipiente a una presión de 2 ATM ,y se presiona el gas hasta alcanzar el valor de 4,2 ATM¿ cuál será el volumen final de esa masa de aire?
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Respuestas
Respuesta:
1. Se lleva a cabo un experimento de Dumas en el cual se determinan las cantidades de presión, temperatura y volumen para una muestra de gas. Si se mantiene una muestra de 1.08 gramos en 0.250 dm³ a 303 K y 101.3 kPa. a) ¿Cuál es el volumen de la muestra a 273.15 K a presión constante? b) ¿Cuál es la masa molar de la muestra? I. TRADUCCIÓN M=? II. PLANTEAMIENTO Considerando la ecuación de los gases ideales: PV =nRT ……………(1) V = nRT P ……………....(2) n= m PM ……………..…(3) PV = m PM RT ………… (4) PM = m PV RT ……….. ..(5) III. CÁLCULOS Necesitamos conocer primeramente el valor de PM ; con respecto a la ec. 4 se tiene: v=?<¿ T =273.15K p=101.3kPa v=0.250lt T =303K p=101.3kPa m=1.08 gr
3. PM = (1.08gr) (1.0329atm )(0.250lt) (0.08205lt∗atm/Kmol )(303K)=103.9792gr/mol Con este valor estaríamos encontrando la respuesta al inciso (b) Por otro lado según la ec. 2 observamos que: n= 1.08gr 103.9792gr/mol =0.0103866mol Obtenido n se procede a calcular el inciso a), según la ec.2 V = (0.0103866mol)(0.08205lt∗atm/Kmol)(273.15k) (1.0329atm) =0.225369<¿ IV. RESULTADOS Muestra Presión en atm Temp. en K Vol. en litros Primera condición 1.0329 303 0.250 Segunda condición 1.0329 273.15 0.225369 Comentario: El volúmen buscado es igual a 0.22Lt y la masa molar es igual a 103.9792 g/mol
4. 2. ¿Cuál es la densidad del amoniaco a 100°C Y 1.15 atm? I. INTRODUCCIÓN T= 100°C P= 1.15 atm ρ=? II. PLANTEAMIENTO Tomando en cuenta en peso molecular del amoniaco, en este caso 117 g/mol, teniendo ya su temperatura y presión establecidas, procederemos a calcular la densidad en base a: PV =nRT ≫ n= m M PV = m M RT PMV =mRT PM = m V RT ≫ ρ= m V PM =ρRT ∴ ρ= PM RT III. CÁLCULOS ρ= (1.15atm)(17 g mol ) (0.08205 ¿∙atm k ∙ mol )(373k) ρ=0.6378 g dm3 IV. RESULTADOS Masa del amoniaco NH₃ Temperatura Presión Densidad 17 g/mol 100°C = 372k 1.15 atm 0.6378 g/dm³ Comentario: El NH₃ a 100°C y a 1.15 atm posee una densidad de 0.6378 g/dm³
5. 3. Un gas con comportamiento ideal tiene una densidad de 1.92 dm³ a 150 kPa y 298 K ¿Cuál es la masa molar de la muestra? I. INTRODUCCIÓN M=? P= 150 KPa T= 298 K II.PLANTEAMIENTO Teniendo una densidad de 1.92dm3 , una presión de 150 KPa, y una temperatura de 298 K, se puede calcular la masa molar de la muestra a partir de la ecuación de los gases ideales: PV =nRT ≫ n= m M PV = m M RT PMV =mRT PM = m V RT ≫ ρ= m V PM =ρRT ∴ M = ρRT P III. CÁLCULOS Convirtiendo KPa a atmósferas: 150KPa∣0.0098atm 1 KPa ∣=1.47atm Sustituyendo: ρ=1.92dm3
6. M = (1.92 dm3 )(0.08205 ¿ ∙atm k ∙ mol )(298K ) 1.47atm M =31.9358 g mol IV. RESULTADOS Densidad Presión Temperatura Masa Molar R 1.92dm3 150KPa =1.47 atm 298 K 31.9358 g/mol 0.08205 ¿∙ atm k ∙mol Comentario: La masa molar de la muestra bajo una presión de 150 KPa, una densidad de 1.92dm3 y una temperatura de 298 K es 31.9358 g/mol. 4. La densidad del aire a 101.325 kPa y 298.15 K es de 1.159 g/dm³. Suponiendo que el aire se comporta como un gas ideal. Calcule su masa molar. I. INTRODUCCIÓN M=? P= 101.325 KPa T= 298.15 K II. PLANTEAMIENTO Se ha establecido que el aire se comporta como un gas ideal, por lo tanto la masa molar se puede calcular a partir de la ecuación de los gases ideales: PV =nRT ≫ n= m M PV = m M RT ρ=1.159 g d m3
7. PMV =mRT PM = m V RT ≫ ρ= m V PM =ρRT ∴ M = ρRT P III. CÁLCULOS Convirtiendo KPa a atmósferas: 101.325 KPa∣0.0098atm 1 KPa ∣=0.99298atm Sustituyendo: M = (1.159 dm3 )(0.08205 ¿∙atm k ∙ mol )(298.15K ) 0.99298atm M =28.5531 g mol IV. RESULTADOS Densidad Presión Temperatura Masa Molar R 1.159dm3 101.325KPa =0.992985 atm 298.15 K 28.5531 g/mol 0.08205 ¿∙ atm k ∙mol Comentario: La masa molar de la muestra bajo una presión de 101.325 KPa, una densidad de 1.159dm3 y una temperatura de 298.15 K es 28.5531 g/mol. 5. Se mantiene nitrógeno gaseoso a 152 kPa en un recipiente de 2 dm³ a 298.15 K. Si su masa molar es 28.0134 g/mol. Calcule: a) La cantidad de moles presente de N₂ presente. b) El número de molécula presentes. c) La media de la raíz cuadrada de la velocidad de las moléculas. d) La energía cinética traslacional promedio de cada molécula. e) La energía cinética traslacional total del sistema I. INTRODUCCIÓN T=298.15 KP=152 M=28.0134g/mol
8. V= 2 dm³ II. PLANTEAMIENTO De la ecuación de los gases ideales, se tienes que: PV =nRT donde n= PV RT
Explicación: