Gases húmedos 02

 

Se ha recogido gas oxígeno en el laboratorio por desplazamiento con agua. El gas recogido tenía un volumen de 760 mL a 27 ºC y 627 torr. Calcula el volumen del gas en c. n. Tensión máxima del vapor de agua a 27 ºC = 26,7 mm de Hg.

 

 

Solución:                                                           

Datos:

Gas húmedo: V1 = 760 mL; T1 = 300 K; P1 = 627 torr; Pv = 26,7 mm de Hg o torr

Gas seco (en c.n.): T2 = 273 K; P2 = 760 torr

(P1 – PV) V1/T1 = P2 V2/T2 V2 = (P1 – PV) V1 T2/P2 T1

V2 = (627 – 26,7) torr·760 mL·273 K/760 torr·300 K = 546 mL

 

 

 

Gases húmedos 02

 

Se ha recogido sobre agua un volumen de oxígeno de 100 mL a 23 ºC y 800 torr de presión. Halla el volumen de oxígeno seco en c. n.

Presión del vapor de agua a 23 ºC = 20,9 mm de Hg.

 

 

Solución:

Datos:

Gas húmedo: V1 = 100 mL; T1 = 296 K; P1 = 800 torr; Pv = 20,9 mm de Hg o torr

Gas seco (en c.n.): T2 = 273 K; P2 = 760 torr

(P1 – PV) V1/T1 = P2 V2/T2 V2 = (P1 – PV) V1 T2/P2 T1

V2 = (800 – 20,9) torr·100 mL·273 K/760 torr·296 K = 94,5 mL

 

 

 

Gases húmedos 01

 

Se recogen 250 mL de gas monóxido de carbono en un vaso invertido, sobre agua, a 10 ºC. La presión barométrica era 765 mm de Hg y el gas quedó saturado de vapor de agua. Calcula el número de moles de CO recogido. Presión vapor del agua a 10 ºC = 9,2 mm Hg.

 

 

Solución:

Datos: V = 250 mL; T = 283 K; P = 765 mm de Hg; Pv = 9,2 mm de Hg

Según la ley de los gases ideales si llamamos Pg a la presión de CO seco:

Pg V = n R T

El vaso contendrá gas y vapor de agua, luego si el gas está saturado de vapor de agua, a 10º C la presión debida al vapor de agua es 9,2 mm de Hg.

De acuerdo con la ley de las presiones parciales, la presión atmosférica será igual a la presión del gas más la presión del vapor de agua, luego:

Pg = P – Pv

sustituyendo en la expresión de los gases ideales tenemos que:

(P – PV) V = n R T n = (P – PV) V/R T

n = (765 – 9,2) mm Hg·(atm/760 mm Hg)·0,250 L/(0,082 atm·L/mol·K)·283 K

n = 0,01 moles

Se recoge 0,01 moles de CO.

 

 

 

Gases ideales 40

 

Un cilindro de 60 litros tiene en su interior un tabique móvil que los divide en dos partes en las que se introducen, respectivamente, 2 y 3 moles de gas a la misma temperatura. Calcula el volumen de cada parte cuando el tabique quede inmóvil.

 

 

Solución:

Datos: V1 + V2 = 60 L; n1 = 2 moles: n2 = 3 moles; T1= T2 = T

Según la ley de los gases ideales:

P1 V1 = n1 R T1

P2 V2 = n2 R T2

Dividiendo miembro a miembro ambas ecuaciones:

P1 V1/P2 V2 = n1 R T1/n2 R T2

P1 V1/P2 V2 = n1 R T/n2 R T

P1 V1/P2 V2 = n1/n2

Cuando se establezca el equilibrio las presiones en ambos recitos son iguales, es decir:

P1 = P2 = P

luego:

P V1/P V2 = n1/n2 V1/V2 = n1/n2

V1 = (n1/n2)·V2 = (2 moles/3 moles)·V2

V1 = (2/3) V2

(2/3) V2 + V2 = 60 L (5/3) V2 = 60 L V2 = (180/5) L

V2 = 36 L

V1 = 60 L – 36 L = 24 L

 

 

 

Gases ideales 39

 

Un recipiente de 2,5 litros está abierto a 15 ºC. Se calienta a 100 ºC manteniéndolo abierto. ¿Cuánto aire escapará de él?

 

 

Solución:

Datos: V = 2,5 L; t1 = 15 ºC; t2 = 100 ºC; P1 = P2 = 1 atm

Según la ley de los gases ideales:

P1 V = n1 R T1

P2 V = n2 R T2

Dividiendo miembro a miembro ambas ecuaciones:

P1 V/P V = n1 R T1/n2 R T2 1 = n1 T1/n2 T2

n2 = n1·(T1/T2)

Aire que escapará del recipiente (n’):

n' = n1 – n2 = n1 – n1·(T1/T2) = n1·[1 – (T1/T2)]

n' = (P1·V/R T1)·[1 – (T1/T2)]

n' = [1 atm·2,5 L/(0,082 atm·L/mol·K)·288 K]·[1 – (288 K/373 K)] = 0,024 moles