Calcule la concentración molar del aire atmosférico (asuma condiciones ideales). Exprese su respuesta en concentración molar y en moléculas por centímetros cúbicos.
Respuestas
Existe un principio expuesto en la ley de los gases ( Ley de Avogadro) 1 mol de un gas en condiciones ideales tiene un volumen equivalente a 22.4 litros (temperatura y presión normal). Por otra parte, hay que tomar en cuenta que el Nitrógeno posee una concentración del 78% en el aire, mientras que el Oxígeno presente en el aire equivale al 21%, entonces, en un litro de aire atmósfera hay:
Oxígeno 1 litro ………. 100%
X .……… 21 %
x= 0,21 litros de Oxigeno.
lo llevamos a moles
1 mol ………. 22,4
l
x ………. 0,21 l
x = 0.009375 moles
Por lo que hay 0.009375 moles de oxigeno en 1 litro de aire,
y para llevarlo de litros a cc dividimos entre 1000 (porque 1 Lt = 1000 cc)
0,009375 / 1000 = 0,000009375 = 9,375 x 10⁶ moles de oxígeno / cc de aire
Aplicamos el mismo razonamiento para el Nitrógeno:
1 litro .......... 100%
X ........... 78 %
X= 0,78 litros de Nitrógeno.
Que si lo pasamos a moles es igual a
1 mol .............. 22.4 l
X .............. 0.78 l
X = 0.0348
Por lo que hay 0.0348 moles de Nitrógeno en 1 litro de aire =
0,0000348 = 3,48 x 10⁵ moles de Nitrógeno / cc
Para calcular las moléculas, simplemente partimos del principio de que 1 mol = N° de Avogadro de moléculas, siendo este valor 6,022 x 10²³, decimos:
Para el Oxígeno: 1 mol ………….. 6,022 x 10²³ moléculas
0.009375 mol ….. … X
X = ( 0,009375 x 6,022 x 10²³) / 1 = 0,0565 x 10²³ moléculas
0,0565 x 10²³ moléculas de Oxígeno /Lt de aire.
Para el Nitrógeno: 1 mol ………….. 6,022 x 10²³ moléculas
0.0348 mol ….. …….. X
X = ( 0,0348 x 6,022 x 10²³) / 1 = 0,210 x 10²³ moléculas
0,210 x 10²³ moléculas de Nitrógeno / Lt de Aire.