Taller de Química No. 5
Objetivo : El desarrollo de este taller permitirá la comprensión de las leyes que describen el
comportamiento comportamiento de los gases ideales. 1) Un ingenier ingenieroo infló un globo globo cuya cuya capacidad capacidad es de 0.65 al ni!el ni!el del mar" mar" y se despla#ó despla#ó $.% &m. En la nue!a región" la presión es 0.55 'tm. siendo la temperatura constante" (uál es el !olumen final del globo Usamos la ley de *oyle en este caso y nos dan como datos el !olumen que es de 0.65l al ni!el del mar lo cual nos indica que la presión es de 1atm" consiguientemente nos dicen que se despla#aron $.%+l y no dicen que la presión es de 0.55atm es decir el despla#amiento ,ue !ertical o puede decir que un tanto ya que a mayor altitud -ay menor presión y con las deducciones y los datos podemos intuir que -abrá más !olumen por el decrecimiento de la presión. 1/0"65l 1/1atm 0"65l1atm/0"55atm /0"65l1atm20.55atm /1.1%l 3/ 3/0.55atm 42 3/1.1%l 3) Un gas que ocupa un !olumen de $35 ml" a una presión de 0.$0 'tm. se le permite epandirse a una temperatura constante -asta que su presión sea 0.571 'tm. (uál es el !olumen final 8ue!amente usamos la ley de *oyle en este problema" pero debemos primero -acer la con!ersión de ml a l por lo que tenemos que: 1l/1000ml" 9$35ml1)21000l/0.$35. despues de ec-a la con!ersión necesaria procedemos con el e;ercicio. En este caso nos dan como datos el !olumen que es 0.$35l y la presión 0.$0atm" por ultimo nos dan la presión final que es de 0.571atm y nos piden encontrar el !olumen. or lo que nos planteamos el problema de la siguiente manera. 1/0.$35l 1/0.0$atm 0.$35l0.0$atm/ 30.571atm 3/90.$35l0.0$atm)20.571atm 3/ 3/0.571atm 42 3/1.
(uál es su temperatura temperatura final En este caso la presión es constante constante por lo que usamos la ley de c-arles pero antes debemos reali#ar las con!ersiones necesarias de grados (elsius a +el!in . sabemos que de grados cent cent?g ?gra rado doss a +el! +el!in in suma sumamo moss 3$< 3$< por por lo que que @ 1+ /%%A3$ /%%A3$< <61+ 61+"" ya reali# reali#ada adass la con!ersiones procedemos. 1/.6l @ 1/<61+ .6l2<61+/<.7l2@ 3 @ 3/<61+<.7l2.6l @ 3/13%+ 3/<.7l @ 3/ 42/@ 3/13%+ 7) Una muestr muestra a de 753m 753m de gas gas flBor flBor es calen calentado tado de de 33 =( a 1%$ =( a presión presión const constante ante.. >(uál es el !olumen final En este e;ercicio la presión es constante por lo que usamos la ley de c-arles" primero -acemos la con!ersión de ml a litros. @enemos que 1l/1000ml entonces 9735ml1l)21000ml" 0.735l" con!ertimos de grados cent?grado a +el!in" @ 1/33A3$35+" @ 3/1%$A3$760+. ya reali#adas la con!ersiones planteamos el problema. 1/0.753l @ 1/35& 0.735l235+/ 3 2760+ 3/9760+0.753l)235+ 3/0.$07l 3/ @ 3/760+ 42 3/0.$07l
5) (alcular el !olumen en litros ocupado por 3.13 moles de 8C a 6.57 atm. y $6 =(. . En este e;ercicio in!olucran los moles" presión y temperatura" es ,ácil deducir que la unica ,ormula con todas estas !ariables es la ley de los gases ideales por lo que esta usaremos para el desarrollo de este e;ercicio. 8os plantearemos el problema. 8/3.13mol /6.57atm D 9reali#amos la con!ersión a grados +el!in) @/<7+ / reempla#amos en la ,órmula 6.57atm/3.13mol0.0%3atml2mol+ <7+ despe;ando el !olumen tenemos que /3.13mol0.0%3atm l2mol+ <7+26.57atm /.3%l 42/.3% 6) >uF !olumen ocupan a 0 =( y < atmós,eras de presión 170 g de nitrógeno 4espuesta: $"< dm G ara este e;ercicio nos proporcionan masa" temperatura" presión y !olumen de nue!o usamos la ley de los gases ideales" pero en este caso no nos dan 8 entonces debemos encontrarla la ,ormula dice 8/m2pm en donde m es masa y pm es el peso 9atómico o molecular) epresado en g2mol en el enunciado nos dicen que es gas nitrógeno as? que si buscamos en la tabla periódico encontraremos que el gas nitrógeno tiene un peso molecular de 17g y como es una part?cula diatómica cuando esta sola entonces tomamos 3%g. n/170g23% gmol n/5mol. (on!ertimos 0c= a grados +el!in y nos quedar?a @/0A3$<+ t/3$<+. ya reali#adas las trans,ormaciones necesarias podemos seguir con el planteamiento del problema. quF presión e;ercerá el gas en el recipiente. 'l -acer la mención de condiciones normales de inmediato nos remitimos a la ley de los gases ideales. 8os proporcionan !olumen pero para poder encontrar que presión e;erce nos ,alta una !ariable que es 8 entonces ya que tenemos las condiciones normales podemos encontrar en numero de moles entonces" primero pasamos 100cm< a dm<9recordemos que 1l equi!ale a 1dm < ) 1dm1000cm< entonces" 9100cm<1dm< )21000cm0.1dm< procedemos a encontrar el numero de moles. 1atm0.1l/80.0%3atml2ml& 3$<+ 8/1atm0.1l20.0%3atml 2mol+ 3$<+ 8/0.00776$0$$6<%mol ya encontrado los moles podemos proceder a encontrar la presión con un !olumen di,erente. lanteamos el problema. /1dm< lo mismo que 1l. 8/0.00776$0$$6<%mol @/3$<+ 4/0.0%3atml2mol+ / 1l/0.00776$0$$6<%mol0.0%3atml2mol+ 3$<+ /0.00776$0$$6<%mol0.0%3atml2mol+ 3$<+21l /0.1atm ara comprobar solo miramos la constante 0.11/0.1 y 0.00776$0$$6<%0.0%33$0.1 42/0.1atm 4espuesta: 0"1 atmós,era
%) 5 dm G de un gas están a 1170 mm de Ig y 3$ =( se lle!an a % dm G y 3"5 atmós,eras" >quF temperatura tendrá el gas. 4espuesta: %00 & en este e;ercicio encontramos que debes con!ertir de mm Ig a atm de dm< a y (= a + entonces primero -acemos la con!ersión 1atm/$60 mm Ig entonces 1170mm
Ig1atm2$60mm Ig/1.5atm %dm%l 5dm5l 3$A3$<00+ ya ec-as las con!ersiones nos encontramos con que nos proporcionan presión inicial y final" y !olumen inicial y final" la temperatura inicial tambiFn y nos piden la temperatura final y la ley que relaciona estas !ariables es la ley combinada de los gases. 's? que procedemos a plantear el problema. 1/5l 1 /1.5atm @ 1/<00+ 3/3"5atm 3/%l @ 3 / 5l1.5atm2<00+/3.5l%l2@ 3 @ 3/<00+%l3.5atm25l1.5atm @ 3/%00+ ) Habiendo que el peso atómico del cloro es de <5"5J calcular su densidad en (8 y luego a 300 =( y 5 atmós,eras. 4espuesta: "153% g2dm G En este caso nos proporcionan peso atómico y nos mencionan condiciones normales entonces sabemos que usaremos la ,ormula de los gases de los gases ideales. 4ecordemos que las condiciones normales corresponden a /1atm /33"7l @/3$<+ y n/equi!ale a un mol pero en este caso 8 la descomponemos como 2m que seria masa entre preso molecular en este caso es atómico. K despe;amos la ,ormula para encontrad densidad que seria masa sobre !olumen. L/m24@ reempla#ando tenemos que L/1atm$1 g2mol 20.0%3atml2mol+ 3$<+ L/<.1$ g2dm' quF temperatura 0"1 g de -idrógeno ocupan un !olumen de 1 litro a presión normal. 4espuesta: 377 & En el problema planteado nos proporcionan !olumen y masa pero como están pidiendo temperatura e in!olucran presión" masa y !olumen no remitimos a la ecuación de los gases ideales pero primero debemos encontrar 8" ya que nos dan la masa aplicamos la ,ormula para 8 que es 2m como el -idrogeno es una part?cula diatómica y su peso es 1g di!idimos entre 3 y tendr?amos que 8/0.1g23 g2mol y tenemos que 8/0.05mol a-ora si podemos usar la ,ormula" planteamos el problema. 8/0.05mol /1l /1atm 4/0.0%3atml2mol+ @/ 1atm1l/0.05mol0.0%3atml2mol+ @ @/1atm1l20.05mol0.0%3atml2mol+ @/37<.& o 377& 11) >uF masa de nitrógeno contiene un recipiente de 30 litros a una temperatura de 100 =( y 1"5 atmós,eras de presión. mm de Ig. R/ (on!ertimos 100 =( a +: 3$
13) (alcular la densidad en g2dm G del o?geno gaseoso a 100 =( ba;o una presión de 7735"6 mm Ig. (on!ertimos 7735"6 mm Ig a atm: $60 mm Ig 1atm 7735"6 mm Ig M (on!ertimos 100 =( a +: 3$uF !olumen debe tener este gas a una atmós,era de presión si la @emperatura permanece constante 42con!ertimos de ( a &: 3$< + 3$/<00& Usamos la ,ormula: 1 1 / @ 1/ 3 3 / @ 3 Lespe;amos 3: 3/ 1 1@ 3 / @ 1 3 K rempla#amos los datos: 1/156 atm" 3/1atm "@ 1/<00+" @ 3/<00+" 1/13" 3/ 3/156atm x 13 x <00+2<00+ x 1atm 3/1%$3 17) a presión de un gas dentro de una lata de aerosol es de 1"5 atm a 35N ( >(uál será la presión si la lata se encuentra a 750N ( 42 con!ertimos de ( a &: 3$< + 35/3%+ 3$< + 750/$3<+ usamos la ,ormula: 1 2@ 1/ 3 / @ 3 Lespe;amos 3: 3/ 1@ 3 / @ 1 K rempla#amos los datos: 1/1"5 atm" 3/ "@ 1/3%+" @ 3/$3<+ 3/1"5atm x $3<+ / 3%+ 3/<"6atm 15) Un gran tanque de almacenamiento de gas natural está dispuesto de modo que la presión se mantenga constante a 3"30 atm. En un d?a ,r?o" cuando la temperatura es de O 15N (" el !olumen del gas en el tanque es de $%7 >(uál será el !olumen de la misma cantidad de gas en un d?a cálido cuando la temperatura es de <1N (. 42con!ertimos de ( a &: 3$< - 15/35%+
3$< + <1/<07+ Usamos la ,ormula: 1 1 / @ 1/ 3 3 / @ 3 Lespe;amos 3: 3/ 1 1@ 3 / @ 1 3 K rempla#amos los datos: 1/3"3atm" 3/3"3atm "@ 1/35%+" @ 3/<07+" 1/$%7" 3/ 3/3"3atm x $5% x <07+ / 35%+ x 3"3atm 3/%7"0 16) Hi a un gas comprimido en un cilindro se le retrae el pistón isotFrmicamente 9temperatura constante)" de ,orma tal que ocupa un !olumen cinco !eces mayor que el inicial. >la presión en su interior aumentará o disminuirá >En cuánto >uF ley de los gases se aplica y cual es su epresión matemática 42disminuirá ya que segBn la ley de boyle: P 1 x V 1=P 2 x V 2 la presión y el !olumen son in!ersamente proporcionales por lo que si el !olumen aumenta 5 !eces mas la presión disminuirá 5 !eces mas. 1$) Hi se comprime un globo a temperatura constante -asta reducir su !olumen a un tercio de su !alor original. >la presión en su interior aumentará o disminuirá >En cuánto >uF ley de los gases se aplica y cual es su epresión matemática R/ aumentara ya que segBn la ley de boyle: P 1 x V 1=P 2 x V 2 la presión y el !olumen son in!ersamente proporcionales por lo que si el !olumen disminuye 12< la presión aumentara 32< 1%) 'l -acer una per,oración pro,unda" se descubre un depósitoPde gas. El gas tiene una temperatura de 7%0N ( y está a una presión de 13.% atm. >uF !olumen de gas se requiere en la superficie para producir 1%"0 a 1 atm de presión y 33N (. Le temperatura. R/ con!ertimos de ( a &: 3$< + 7%0/$5<+ 3$< + 33/35+ Usamos la ,ormula: 1 1 / @ 1/ 3 3 2@ 3 Lespe;amos 1: 1/ 3 3@ 1 / @ 3 1 K rempla#amos los datos: 1/13"%atm" 3/1atm "@ 1/$5<+" @ 3/35+" 1/" 3/1% 3/1atm x 1% x 35+2$5<+ x 13"%atm 3/0"55 1) Una balsa inflable se llena con gas a una presión de %00 mm Ig a 16N (. (uando la balsa se epone al sol" el gas se calienta -asta los 77N ( >(uál será la presión del gas dentro de la balsa en estas condiciones 42 con!ertimos de ( a &: 3$< + 16/3%+ 3$< + 77/<1$+ (on!ertimos de mm Ig a atm: $60 mm Ig 1atm %00 mm Ig M M/%00 x 12$60 M/1"05atm usamos la ,ormula: 1 / @ 1/ 3 / @ 3
Lespe;amos 3: 3/ 1@ 3 / @ 1 K rempla#amos los datos: 1/ 1"05atm" 3/ "@ 1/3%+" @ 3/<1$+ 3/1"05 x <1$+ / 3%+ 3/1"15atm 30) El -alatano" ( 3I*r(lQ < " es un gas no irritante" no inflamable y no eplosi!o" que se emplea comBnmente como anestFsico in-alable. Huponga que se me#clan 15.0 g de !apor de -alotano con 3<.5 g de o?geno gaseoso. Hi la presión total de la me#cla es %55 mmIg" >cuál es la presión parcial de cada gas R/ con!ertimos los %55 mmIg a atm: $60 mm Ig 1atm %55 mm Ig M M/%55mm Ig x 1 / $60 mm Ig M/1"1atm (alculamos la cantidad de gr que -ay en una particula de -alatano y una de C 3: ( 3/13 x 3/37 I/1 x 1/1 *r/$ x 1/$ (l/<5 x 1/<5 Q 1% x 57 ( 3I*r(lQ 1
1atm$0torr2$60torr/1.0