Question

Necesito ayuda en la resolución de este ejercicio por favor

Un gas contenido en un cilindro de 9 litros a una temperatura de 77°C y una presión de 2280 mm Hg, se calienta hasta que su temperatura sea 187ºC y presión de 5 atm. ¿Cuál es el volumen final del gas?

Answer 1

Respuesta:

Solución:

Según Avogadro, 1 mol de cualquier gas, medido en condiciones normales ocupa 22,4 L. Así pues,

manteniendo la relación:

1 mol CH4

22,4  L =x

30  L ⇒x =30  L⋅1 mol CH4

22,4  L   =1,34 mol CH4

2. Calcula el peso molecular de un gas  sabiendo que 8,5 g del mismo, medidos en condiciones

normales de presión y temperatura, ocupan un volumen de 12 litros.

Solución:

Según Avogadro, 1 mol de cualquier gas, medido en condiciones normales, ocupa un volumen de

22,4 litros. Así pues, manteniendo la relación:

1 mol

22,4L =x

12L ⇒x=12 L⋅1 mol

22,4L   =0,53  mol

ng =mg

PM g

⇒PM g=mg

ng

=8,5 g

0,53 mos =16, 03 g/mol

3. Calcula la presión que alcanzará un gas cuya temperatura aumenta 1/4 de su valor inicial

(en grados Kelvin), en un recipiente cerrado, si su presión inicial es de 1,6 atm.

Solución:

Según la ley de Gay - Lussac, para un gas a volumen constante se tiene que el cociente entre presión

y temperatura es constante. Por tanto:  p0

T 0

=p f

T f

Dado que:  T f =1

4⋅T 0+T 0=5

4⋅T 0

Se tiene que:  p0

T 0

=p f

5

4⋅T 0

⇒p f =5

4⋅p0=5

4⋅1,6=2 atm

4. Calcula la densidad del metano CH4, en las siguientes condiciones:

a) p = 3 atm y T = 40 ºC.

b) p = 770 mm Hg y T = 200 K.

c) Condiciones normales de presión y temperatura.

Solución:

Utilizando la ley de los gases perfectos se puede obtener una expresión para la densidad:

p⋅V =n⋅R⋅T ⇒p⋅V =m

PM

⋅R⋅T ⇒p⋅P M =m

V ⋅R⋅T ⇒p⋅P M =d⋅R⋅T ⇒d =p⋅P M

R⋅T

Conocidos el peso atómico del C, 12 u, y el del H, 1 u, calculamos el peso molecular del CH4:

PM(CH4) = 12 + 4 · 1 = 16 u.

a)

p=3 atm

T =40 ºC=40+273=313 K

d =p⋅P M

R⋅T =3 atm⋅16 g/mol

0,082 atm⋅L

K⋅mol⋅313 K

=1,87 g/L

b)

p=770 mm Hg=770 mm Hg

760  mm Hg

atm

=1,01 atm

T =200 K

{¿}¿{}⇒d =p⋅P M

R⋅T =1,01 atm⋅16 g/mol

0,082 atm⋅L

K⋅mol⋅200 K

=0,98 g/L

c) en c.n.

p=1atm

T =273 K¿}¿

⇒{¿⇒d =p⋅P M

R⋅T =1 atm⋅16 g/mol

0,082 atm⋅L

K⋅mol⋅273 K

=0,71 g/L

5. 0,3 moles de un gas ocupan un volumen de 5 litros cuando la presión es de 2 atm. Calcula

cuántos moles del mismo gas ocuparán 13 litros a 2,3 atm de presión y a la misma

temperatura.

Solución:

Utilizando la ley de los gases perfectos, para las condiciones iniciales, y siendo R = 0,082 atm ·

L/mol · K la constante de los gases perfectos, calculamos la temperatura:

p0 · V0 = n0 · R  · T  ⇒2⋅5=0,3⋅0,082⋅T 0 ⇒T 0=2⋅5

0,3⋅0,082 =406,5 K

Utilizando  la  ley  de  los  gases  perfectos  para  las  condiciones  finales,  y  considerando  que  la

temperatura no varía (T0 = Tf), se puede calcular el número de moles final (nf):

p f⋅V f =n f⋅R⋅T f ⇒2,3⋅13=n f⋅0,082⋅406,5⇒n f =2,3⋅13

0,082⋅406,5 =0,89 moles

6. A 25 ºC la máxima cantidad de NaCl que puede disolverse en 500 g de agua es de 215 g.

Calcula:

a) La solubilidad del NaCl en 100 g de agua, a esa temperatura.

b) Cantidad de agua necesaria para disolver completamente 27 g de NaCl.

c) ¿Qué sucederá si añadimos 20 g de NaCl en 50 cm3 de agua, suponiendo que la densidad de

ésta es de 1,09 g/cm3?

Solución:

a) La solubilidad es al concentración máxima de soluto que admite un disolvente a una temperatura

dada; por tanto:

215 g NaCl

500 g H2 O =x

100 g H2 O ⇒x=100 g H2O⋅215 g NaCl

500 g H2 O =43 g Na

Explicación: