CORPORACION UNIVERSITARIA REPUBLICANA GUIA DE APRENDIZAJE No. 5 GASES 1.
Generalidades de Gases
1.1 ¿Cómo se explica que los gases ejerzan presión sobre las paredes del recipiente que los contiene? Los gases son partículas muy pequeñas y cuando se encuentra mucha cantidad de ese gas(mucha cantidad de esas partículas) empiezan a empujarse unas con otras generando lo que se llama presión. Lo que trata el gas es de expandirse SIEMPRE y si uno los pone en un recipiente quiere de alguna manera escaparse ejerciendo mas presion. Por lo tanto, por un lado el gas tiende a expandirse y por eso ejerce presion sobre las paredes del recipiente y por otro lado... si se pone mucha cantidad de particulas intenta expandirse con mas fuerza y escapar 1.2
¿Qué factores determinan la mayor o menor presión de un gas?
El volumen y la temperatura. Cuando el volumen de un gas contenido en un recipiente (a temperatura constante) se reduce, la presión aumenta, si por el contrario el volumen aumenta, la presión de éste disminuye, siendo así, inversamente proporcionales (Ley de Boyle). Por otro lado, si a un gas (de volumen inalterable) se le aplica calor, aumentando así su temperatura, éste aumenta también su presión debido al efecto que el calor ejerce en las moléculas del gas, haciendo que éstas colisionen más frecuentemente entre sí, ocasionando un aumento en la presión. Si la temperatura disminuye, también la presión lo hace, siendo estas directamente proporcionales (Ley de Gay-Lussac). 1.3 Cierta cantidad de gas, por por ejemplo oxigeno, puede ocupar diferentes volúmenes dentro de un recipiente. ¿de qué factores depende que esto suceda? Cierto. Esto es posible y ello depende de : 1- De la presión del sistema 2- De la temperatura del sistema
1.4 Exprese los siguientes valores de presión de presión en atmosferas A. 400 mm Hg = 400 mm Hg / ( 760 mm Hg/1atm)=0,526 atm B. 380 torr =380 torr / (760 torr/1atm) =0,5 atm C. 1.3 pascales = 1,3 pascales /(1,013 ·10^5 pascales/ 1atm)=1,28 ·10^-5 atm 1.5
Halle la densidad de un gas, si 6.8 gramos ocupan 5.6 litros.
Se debe usar la fórmula de densidad porque ya tienes la masa y el volumen. puedes pasar los litros a ml. 1L------1000ml 5,6L------X=5600ml D=m/V D=6,8g/5600ml D=0,0012g/ml Si lo quieres dejar en L: D=m/V D=6,8g/5,6L D= 1,21g/L
1.6 La presión de un neumático es de 1.6 Atmosferas, Expresar la presión en pascales y en mm de Hg.
1.7 Determine el número de moles que corresponda a 45 gramos de cada una de las siguientes sustancias: CO 2, N2, CO, H2, C3H8. Se calcula los pesos moleculares:
CO2=(12PAx1)+(16PAx2)=12+32=44g/mol 44gCO2-------1molCO2 45gCO2------X=1,02moldeCO2
N2=(14x2)=28g/mol 28gN2------1molN2 45gN2------X=1,61molN2 CO=(12x1)+(16x1)=12+16=28g 28gCO------1molCO 45gCO------X=1,61molCO H2=(1x2)=2g/mol 2gH2-----1molH2 45gH2----X=22,5molesdeH2 C3H8=(12x3)+(1x8)=36+8=44g/mol 44gC3H8------1molC3H8 45g C3H8 ------ X= 1,02mol C3H8
2. Ley de Boyle: relación presión – volumen 2.1 Cierta cantidad de C2H2 ocupa 4.8 litros a una presión de 85 torr, determine el volumen de dicho gas a la presión de 1 atm. P1V1=P2V2 (85Torr)(4.8L)=(1atm)(x) Convertimos los torr a atm..... Así. 1atm---------------------------760torr x-----------------------------------85torr x=0.111atm ahora
pasamos
a
la
ecuación
y
despejamos
a
V2
así:
V2=P1V1/P2.......sus...(0.111atm)(4.8L)/(1atm)=0.532L 2.2 Cinco litros de Freón CCl2F2, un gas utilizado en refrigeración, ejerce una presión de 190 mm Hg en un recipiente dado. Si la presión aumenta hasta 230 mm Hg, diga: a. ¿El volumen del gas aumentara o disminuirá? b. ¿Cuál es el nuevo volumen del gas?
2.2 Calcule la cantidad que falta en cada uno de los siguientes conjuntos de datos de presión y volumen. Considérese que la temperatura y la cantidad de gas se mantienen contantes. V1 25.0 L 780 mL 25.3 L 125 L
P1 800 mm Hg 1.8 atm. 1.1 Pa
V2 22.8 L 12.3 L
P2 0.9 atm. 1.6 Pa 112.5 Torr 2.9 atm
21.7 L 3.8 atm.
3. Ley de Charles: relación volumen – temperatura 3.1 Si cierta cantidad de dióxido de azufre a 25ºC ocupa un volumen de 18.5 litros, ¿Cual es el volumen a 30ºC? 3.2 Si 31.8 L de amoniaco se mantienen a 20ºC y una presión de 1 Atm, ¿Cuál será el nuevo volumen si la temperatura aumenta a 40ºC y la presión se mantiene en una atmosfera? 3.3 A continuación, se dan cinco situaciones para la aplicación de la Ley de Boyle, con la temperatura y la cantidad de gas constantes. Establezca para cada uno de los casos el valor de la variable faltante. V1
T1
V2
T2
24ºC
45.6 L
27.7 º C
500 mL
40.5 ºC
0.12L
10 ºC
24.7L
-10 ºC
75.4 L
30.5 ºC
22.4 L
0.0 ºC
2.84L
400 ºK
44.8 L
60ºC
22.4 L
30 ºC
39.5 L
4. Leyes de Boyle y de Charles combinadas 4.1 Calcule los valores de cada uno de los siguientes conjunto de datos CONDICIONES INICIALES Presión Temperatura Volume n
CONDICIONES FINALES Presión Temperat Volumen ura
580 torr
25 ºC
45.6 L
0.42atm
15 ºC
49.2
L
2.5 Pa
250 ºK
125 mL
3.4 Pa.
62.100ºC
2.6 atm.
20 ºC
854 mL
1,800 torr
0ºC
0.04L
760 mmHg
28 ºC
33.6L
0.4 atm.
5 ºC
15.0 L
4.5 atm
28.4ºC
1,245 mL
1,500 torr
30 ºC
3.0 L
225L
4.2 Una muestra de gas a 25ºC y 800 torr ocupa un volumen de 3,450 mL. ¿Cuál es la temperatura para que la presión cambie a 1.5 atmosferas y el volumen a 4 litros? Rta: 25°C= 298°K ; 3450ml= 3,45L y 800mmHg= 800 / 760= 1,053 298°K(1,5 / 1,053)(4 / 3,45)= 492,17°K. Rpta, es decir:492,17 - 275= 219,17°C Rpta
atm.
4.3 ¿Cual es la presión final de 5 L de O2 a 560 mm hg y 25 ºC si su volumen se expande a 7.5 L y la temperatura se eleva hasta 40 ºC? 4.4 El volumen de cierta cantidad de O 2 a 15 ºC y 560 torr es de 5.6 L. ¿Cuál es su volumen en CN? 4.5 ¿A cuántas atmosferas deben someterse 10 L de H2 que están a 15ºC y 0.5 at. Para que el volumen disminuya a la mitad, si la temperatura es ahora de 30 ºC? 5. Ley de Gay – Lussac. Relación presión – temperatura 5.1 Una muestra de gas Neón se encuentra a 800 torr y 25 ºC. ¿Cuál es la nueva presión si la temperatura aumento hasta 45ºC? Considere el volumen constante.
5.2 Cierta cantidad de O2 se encuentra confinada en un recipiente herméticamente cerrado a una presión de 1.5 at. Y 25 ºC ¿Cuál es la nueva presión de dicho gas cuando el termómetro marca 0ºC? 5.3 ¿Cual es la presión final de un determinado gas, si se enfrían 1,500 mL desde 25 ºC hasta -50ºC y si la presión inicial era de 1.5 at.? 6. Principio de Avogadro y volumen molar 6.1 Determine el volumen que ocupan 25 gramos de cada uno de los siguientes gases en CN: O2 , H2 , N2 , CH4
6.2 ¿A cuántos gramos en CN equivalen 28.6 litros de cada uno de los siguientes gases: CH4 , CO2 , SO3 , H2S ?
6.3 Cierta cantidad de CO ocupa 25 litros a 20ºC y 560 torr . Determine: a. Su volumen en condiciones normales b. La cantidad en gramos de CO c. El numero de moles del gas d. El numero de moléculas del compuesto
6.4 Si 62 a. b. c.
gramos de un gas ocupan un volumen de 90 L a 15 ºC y 700 torr, ¿Qué volumen ocupara dicho gas en CN? ¿ A cuántas moles equivale dicho volumen? ¿Cuál es el peso molecular del gas?
7. Ecuación de Estado. Ley de los Gases ideales 7.1 Se van a llenar tres cilindros de 50 litros con hidrogeno, H2 , acetileno C2H2 y Helio, respectivamente. Calcule cuantos gramos de cada gas se requieren para llenar dichos cilindros, si la presión ha de ser 10 atm. Y la temperatura de 23ºC.
7.2 Determine, por separado, la presión que ejercen 50 gramos de cada una de las siguientes sustancias gaseosas a 20ºC en cilindros de acero de 50 litros: C2H2 Acetileno, bióxido de carbono CO 2 , Acido Sulfhídrico H2S. 7.3 ¿Que volumen a 25ºC y 600 mm Hg ocupan 45 gramos de monóxido de carbono, CO?
