Practica Dirigida 10 - Grupo 3 PDF

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PRÁCTICA DIRIGIDA 10: SISTEMA GASEOSO II01. Marque verdadero (V) o (F) según corresponda:(V) Las mezclas gaseosas son soluciones (F) Las componentes de una mezcla gaseosa se pueden separar mediante destilación, absorción o atmólisis (velocidades de difusión). (V) La presión parcial de un gas compone...

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PRÁCTICA DIRIGIDA 10: SISTEMA GASEOSO II

01. Marque verdadero (V) o (F) según corresponda: (V) Las mezclas gaseosas son soluciones (F) Las componentes de una mezcla gaseosa se pueden separar mediante destilación, absorción o atmólisis (velocidades de difusión). (V) La presión parcial de un gas componente, es la presión que ejerce como si se encontrase ocupando el volumen de la mezcla. (F) En el aire, el oxígeno tiene mayor presión parcial. A) VFVF B) VVVV C) VVVF D) VFFV E) VVFF I) Las mezclas gaseosas llevan el nombre de soluciones o disoluciones. V II) Los componentes para la separación de mezclas de gases son la absorción y la atmólisis. En cambio, la destilación, separa mezclas de líquidos. F III) La presión parcial de un gas componente, la presión teórica de ese gas constituyente si ocupase por sí solo el volumen completo de la mezcla original. V IV) La presión parcial del O2, en la atmósfera, el aire está re diluido en una mezcla de dióxido de carbono y vapor de agua. F 02.- En dos recipientes de igual tamaño se tienen 640 g de metano (CH4) a las mismas condiciones de presión y temperatura que el nitrógeno que hay en el otro recipiente. ¿Cuál es la masa de N2? P.A. H = 1; C = 12; N = 14 A) 50 g B) 320 g C) 20 g D) 11 g E) 1 120 g Solución: CH4 = 16 y 𝑵𝟐 = 32 N moles = m/molar En condiciones normales... Número de moles de 𝐶𝐻4 = 640/16 = 40 A partir de la fórmula: PV=RTn PV/RT = n de moles 𝐶𝐻4 = n de moles 𝑁2 Respuesta: La masa de 𝑵𝟐 = 40(28) = 1120g

03. Un balón de 250 cc contiene kriptón a 350 mmHg; otro balón de 450 cc contiene helio a 700 mmHg; se conectan dichos balones de tal manera que cada gas ocupa el volumen mezclado. Hallar la presión total de la mezcla si la temperatura es constante. A) 503 mm Hg B) 600 mm Hg C) 575 mm Hg D) 625 mm Hg E) 750 mm Hg Solución: Fracción molar del Kr: (250/700) Presión del kr: 250 (700)350 = 125 𝑚𝑚𝐻𝑔 Fracción molar de He: (450/700) Presión del he: 450 (700)700 = 450 𝑚𝑚𝐻𝑔 Respuesta: Presión Total = 125 mmHg + 450 mmHg = 575 mmHg 04. En un balón de acero inoxidable de 2 litros de capacidad se encierran oxígeno e hidrógeno a 624 Torr cada uno de ellos y a 227 °C; una chispa permite la reacción de O2 y de H2 Determinar la presión final en atm de la mezcla gaseosa. A) 1,32 B) 0,56 C) 1,64 D) 1,23 E) 1,46 Solución: 624 𝑎𝑡𝑚

. 2𝐿 = 𝑛𝑂 𝑅𝑇 624 𝑎𝑡𝑚 . 2𝐿 𝑛𝑂 = 760. 𝑅𝑇 624 𝑎𝑡𝑚 . 2𝐿 = 𝑛𝐻 𝑅𝑇 2) 760 624 𝑎𝑡𝑚 . 2𝐿 𝑛𝐻 = 760 . 𝑅𝑇

1)

760

𝑃. 2𝐿 = (𝑛𝑂 + 𝑛𝐻 ) 𝑅𝑇 624 . 2 + 624 . 2 ) 𝑅𝑇 𝑃. 2𝐿 = ( 760 . 𝑅𝑇 1248 𝑎𝑡𝑚 = 1.64 𝑎𝑡𝑚 𝑃= 760 Respuesta: La presión final de la mezcla gaseosa es de 1.64 atm

05. En un cilindro de 20 litros de capacidad se mezclan 15 litros de O2 a 5 atm, 8 litros de N2 a 2 atm y 3 litros de CO2 a 3 atm. ¿Cuál es la presión total de la mezcla en atm? A) 5 B) 6 C) 7 Dj 8 E )9 Solución: 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =20L Para el O2 𝑉𝑂2 =15L P=5 atm

Para el N2 𝑉𝑁2 =8L P= 2 atm

Para el CO2 𝑉𝐶𝑂2 =3L P=3 atm

Utilizamos PV=RTn para hallar los n de cada gas 5 𝑎𝑡𝑚 .15𝐿 𝑅𝑇 2 𝑎𝑡𝑚 .8𝐿 𝑛𝑁2 = 𝑅𝑇 3 𝑎𝑡𝑚 .3𝐿 𝑛𝐶𝑂2 = 𝑅𝑇 𝑛𝑂2 =

Utilizando la ley de Dalton

Tenemos que (𝑛𝑂2 + 𝑛𝑁2 + 𝑛𝐶𝑂2 )𝑅𝑇 𝑉 5 𝑎𝑡𝑚 .15𝐿 2 𝑎𝑡𝑚 .8𝐿 3 𝑎𝑡𝑚 .3𝐿 + + ( 𝑅𝑇 )𝑅𝑇 𝑅𝑇 𝑅𝑇 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑉 𝑅𝑇 (5𝑎𝑡𝑚. 15𝐿 + 2𝑎𝑡𝑚. 8𝐿 + 3𝑎𝑡𝑚. 3𝐿) 𝑅𝑇 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑉 (5𝑎𝑡𝑚. 15𝐿 + 2𝑎𝑡𝑚. 8𝐿 + 3𝑎𝑡𝑚. 3𝐿) 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 20 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 5𝑎𝑡𝑚 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 =

Respuesta: La presión total de la mezcla es de 5 atm

06. Cierto recipiente contiene 17,6 g de anhídrido carbónico y 11,2 g de monóxido de carbono. Si esta mezcla ejerce una presión de 0,25 atm a una temperatura de 127°C. Calcular el volumen del recipiente. A) 208,35 L B) 104,96 L C) 73,42 L D) 186,96 L Solución: 𝑃 = 0.25 𝑎𝑡𝑚 𝑇 = 127 + 273 = 400 𝑛𝐶𝑂2 = 17.6/44 = 0.4 𝑛𝐶𝑂 = 11.2/28 = 0.4 𝑃𝑉 = 𝑅𝑇𝑛 => 0.25 𝑥 𝑉 = 0.082 𝑥 400 𝑥 0.8 => 𝑉 = 104.96 Respuesta: El volumen del recipiente es de 104,96 L 07. Se tiene una mezcla formada por 4,4 g de CO2 y 2,8 g de CO, la mezcla se encuentra a 17 °C y 2,9 atm. ¿Cuál es el volumen? Datos: P.M. CO2 = 44; P.M.CO = 28 A) 8 ,2 L B) 1,64 L C) 3 ,2 8 L D) 28,4 L E) 4 2 2 L Solución: 1𝑚𝑜𝑙 4.4g 𝐶𝑂2 . = 0,1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2 44𝑔 2.8g 𝐶𝑂2 .

1𝑚𝑜𝑙 28𝑔

= 0,1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2

El volumen de ambos será: PV = RTn 2V = (0.082 atm.L/mol.K) x 290K x 0.1 0.82 𝑥 290 𝑥 0.1 = 8.2 𝐿 𝑉= 2.9 Respuesta: El volumen total es de 8.2 L

08. En un tanque de acero se coloca una masa de acetileno igual a 4 veces la masa del propano. Si la mezcla de estos gases se asocia una presión de 0,4 atm pera el acetileno ¿Cuál es la presión parcial del gas propano? A) 0,04 atm B) 0,32 atm C) 0,25 atm D) 0,8 atm E) 0,06 atm Solución: 𝑚𝐶3𝐻8 = 𝑎 ; 𝑚𝐶2𝐻2 = 4𝑎 𝑀𝐶3𝐻8 = 26 𝑢. 𝑚. 𝑎. ; 𝑀𝐶2𝐻2 = 44 𝑢. 𝑚. 𝑎. 𝑃𝑉 = 𝑅𝑇𝑛 => 0.4 = 4𝑎/26 => 𝑎 = 2.6 => 𝑝𝑝𝐶3𝐻8 = 2.6/44 = 0.06 Respuesta: La presión parcial del gas propano es de 0.06 atm 09. En un cilindro cerrado se tienen mezclados “x” gases de manera que se cumple:

fm = Fracción molar Determine el número de moles del gas “x" si la capacidad del cilindro es de 410 L y la temperatura 127 °C. A) 12,5 moles B) 10,25 moles C) 8,40 moles D) 7,32 moles E) 2,5 moles Solución: Hallando la fracción molar del gas “x” 𝑓𝑚𝑥 = 1 − 0,75 𝑓𝑚𝑥 = 0.25 Hallando la presión del gas “x” 𝑃𝑥 = 𝑓𝑚𝑋 × 𝑃𝑇 𝑃𝑥 = 0.25 × 4 𝑎𝑡𝑚 𝑃𝑥 = 1𝑎𝑡𝑚 Calculamos el número de moles usando PV=RTn 𝑃𝑉 = 𝑅𝑇𝑛 1 × 410𝐿 = 0.082 × 400 × 𝑛 𝑛 = 12.5 Respuesta: El número de moles del gas “x” es de 12.5 moles

10. La composición en presión de una mezcla de gases es: O2 = 50%; CO2 = 25%; N2 = 25%. Hallar el peso molecular de la mezcla. P.A. C = 12; N = 14; O = 16 A) 34 B) 30 C) 28 D) 27 E) 19 Solución: Hallando la fracción molar de cada gas 𝑂2 = 50% = 0.50 𝐶𝑂2 = 25% = 0.25 𝑁2 = 25% = 0.25 𝑃𝐴 𝑂2 = 32 𝑃𝐴 𝐶𝑂2 = 44 𝑃𝐴 𝑁2 = 28 Entonces: 𝑃𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∑ 𝑌𝑖 × 𝑃𝑀 𝑃𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.50 × 32 + 0.25 × 44 + 0.25 × 28 𝑃𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 16 + 11 + 7 𝑃𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 34 Respuesta: El peso molecular de la mezcla es de 34g...