Ley de los gases

LEY DE LOS GASES
La ley de los gases ideales se puede referir a 3 diversas leyes cuando nos referimos a Presión – Volumen, Volumen – Temperatura, Presión – Temperatura en estado gaseoso.
Ley de Boyle
La ley de Boyle relaciona Presión – Volumen. El volumen de un gas en razón inversa a la presión que soporta cuando la temperatura es constante.
La formula de la Ley de Boyle:
cuando temperaturaes constante.
Ley de Charles
La ley de Charles relaciona Volumen – Temperatura. El volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a la temperatura si la presión es constante.
La formula de la Ley de Charles:
cuando Presión es constante.
Ley de Lussac
La ley de Lussac relaciona Presión – Temperatura. Las presiones ejercidas por un gas sobre las paredes del recipiente que lo contienenson proporcionales a sus temperaturas absolutas cuando el volumen es constante.
La formula de la Ley de Lussac:
cuando Volumen es constante.
Dato: De las 3 formulas dadas, el subíndice 1 representa datos iníciales, y el 2 datos finales.
Ejercicio No 1. El volumen de un gas es de 108 litros a la temperatura de 45°C. ¿Qué volumen ocupara a la temperatura de 105°C?
Datos:
V1: 108 litros
T1:45°C
V2:
T2: 105°C
Vemos que tenemos Volumen y Temperatura, usamos la Ley de Charles y sustituimos.

Como V2 esta multiplicando, pasa dividiendo y la formula se convierte

Resultado, V2 = 252 litros
Ejercicio No 2. Un gas ocupa 2000cm3 con una presión de 760milimetros de mercurio. Encuentre el volumen cuando su presión cambia a 1600milimetros de mercurio.
Datos:
V1: 2000cm3
P1: 760mm de Hg(milímetros de mercurio)
V2:
P2: 1600mm de Hg (milímetros de mercurio)
Vemos que tenemos volumen y Presión, usamos la ley de Boyle y sustituimos.

Como V2 esta multiplicando, pasa dividiendo y la formula se convierte.

Se eliminan los términos similares (mm Hg) y queda el resultado expresado en cm3
Resultado, V2= 950cm3
Ejercicio No 3. Un gas produce una presión de 6 atmosferas a unatemperatura de 70.5°C. Calcular la temperatura si la presión es de 7.5 atmosferas.
Datos:
P1: 6 atm (atmosferas)
T1: 70.5°C
P2: 7.5 atm (atmosferas)
T2:
Tenemos Presión y Temperatura, usamos la ley de Lussac y sustituimos.

Como T2 esta multiplicando, pasa dividiendo y la formula se convierte

Se eliminan términos iguales, y el resultado se expresa en Grados Centígrados
Respuesta, T2 =88.125 = 88°C

Ejercicio No 4 Calcular la densidad en g/l a 25ºC y 60 g de una mezcla gaseosa de nitrógeno que contiene 40 % por peso de hidrógeno.
Sol. 100 g de mezcla
D = ?
T = 273 + 25 = 298ºK
P = 800 mmHg
Calculando la composición de la mezcla, es decir el número de moles.

W 40 g
nº moles de H2 = ------------ = --------------- =19,84 moles H2PM 2,016 g/mol

W 60 g
nº moles de N2 = ------------ = --------------- = 2,14 moles N2
PM 28 g/mol

Calculando moles totales: nº moles de H2 + nºmoles de N2

Moles totales = 19,84 + 2,14 = 21,98 moles

Cálculo del volumen de la mezcla.
.
nºRT. 21, 98 x0,082 lt atm/molºK x 298ºK.
V = --------------------- =--------------------------------------------
P 800mmHg / 760 mmHg

V = 510,5 lt.
100 g
Calculando la densidad D =-------------- D = 0,195g/l
510,5 lt.

Ejercicio No 4. Un gas ocupa en volumen de 50 ml. medidos a una temperatura de 20ºC. Que volumen ocupará a 5ºC, si se mantiene la presión constante.
Sol.
Estado inicial Estado final
V1 = 50 ml.V2 = ?
T1 = 20ºC + 273 = 293ºK T2 = (5 +273)ºK = 278ºK

V1 V2 V1 X T2
------------- = ---------------- V2 = -------------------------
T1 T2 T1

50ml. x 278ºK
V2 = ---------------------------------- V2 = 47,44 ml
293ºK

Ejercicio No 5. 50 g de metano se hace una combustión a una...