Informe orbitales

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(NA = num. de Avogadro= 6.023*10^23 átomos o moléculas)

2.3. Una botella de 8 L contiene 7 g de N2 a 130ºC. Se abre la llave de la botella y comienza a salir gas hasta que la presión interior de la botella se iguala a la presión exterior ambiente de 760 mmHg. Se cierra en ese momento la llave. ¿a qué temperatura habrá que calentar el N2 de la botella para recuperar lapresión inicial?

Propuestas:

a) 180ºC
b) 219ºC
c) 143ºC
d) 192ºC

Sol. La c)

PV = NRT ==>P = m*R*T/M*V = 7g*0.082 (atm*L/mol*ºK)*403 K/28 (g/mol)*8 L = 1.03269 atm

Saldrá N2 hasta que la presión interior sea de 1 atm quedando entonces m = P*V*M/R*T = 1 atm*8 L*28 g/mol/0.082 atm*L/mol*K*8 L = 6.7784 g N2

Temperatura para igualar la presión inicial: T = P*V*M/m*R =1.03269 atm*8 L*28 g/mol/6.7784 g*0.082 atm*L/mol*ºK = 416.176ºK aprox = 143ºC

2.4. 27.6 g de un óxido de nitrógeno ocupan un volúmen de 6.72L. en c.n.. Si las masas atómicas son N = 14 y O = 16, el óxido tendrá una fórmula empírica de:

Propuestas:

a) N2O4
b) NO2
c) N2O3
d) NO

Sol. La a)

PV = n* R*T ==> 1 atm*6.72 L = 27.6 g/M*0.082 atm*L/mol*ºK*273ºK ==> M = 92 g/molademás 27.6 g/M = 6.72 L/22.414 L ==> M = 27.6*22.114/6.72 = 92 g/mol
Corresponde al N2O4 14*2+16*4 = 92

2.5. De conformidad con la Ley de Avogadro y teniendo en cuenta que NA = 6.02*10^23 dar la proposición correcta:

Propuestas:

a) En volúmenes iguales de todos los gases existe siempre el mismo número de moléculas.
b) En 5.6 L de un gas (c.n.), hay 1.506*10^23 moléculas.
c) Elnúmero de moléculas de un gas ideal, contenidas en un determinado volúmen, depende sólo de su densidad.
d) La suma de los volúmenes de dos gases reaccionantes es siempre igual a la suma de los volúmenres de los gases obtenidos como productos.

Sol. La b).

a) Falsa. el gas depende de P y T.
b) Cierta. 5.6 L*6.023*10^23 moleculas/22.4 L = 1.506*10^23 moléculas.
c) Falsa. d = m/v =P*M/R*T ==> n = m/M = d*V/M.
d) Falso. No se cumple en síntesis Haber del NH3.
N2 + 3H2 ==> 2NH3

2.6. El hexafluoruro de Uranio UF6 tiene un pm de 352 g/mol, y es posiblemente el más denso de todos los gases, ya que su densidad en g/L a 100ºC y 1.00 atm es... (Usar R = 0.0821 L*atm/mol*ºK)

Propuestas:

a) 0.0326
b) 0.122
c) 11.19
d) 42.8

Sol. La c)

P*V = m*R*T/M==>P = m*R*T/V*M = d*R*T/M ==>d = P*M/R*T = 
1 atm*352 g/mol/(0.082 atm*L/mol*ºK)*373ºK = 11.5 g/L

2.7. A 25,000ºC (medidos y mantenidos con precisión) un gramo de un gas ocupa un volúmen de 6.138 L a 1.00 atm de presión. Si ésta se duplica el gas se comprime hasta 3.080 L. ?Cual es el pm exacto del gas en g/mol? R = 0.08206 atm*L/mol*ºK y 0ºC = 273.16ºK

Propuestas:

a) 3.972
b)3.986
c) 4.000
d) 4.014

Sol. La c)

M = m*R*T/P*V ==>
M1 = 1 g*0.082 (atm*L/mol*ºK)*298.16ºK/1 atm*6,138 L = 3.986 g/mol
M1 = 1 g*0.082 (atm*L/mol*ºK)*298.16ºK/2 atm*3,080 L = 3.972 g/mol

Como el pm disminuye en 3.986-3.972 = 0.014 g/mol al variar la presión de 1 a 2 atm, deducimos que a 0 atm el pm será 3.986+0.014 = 4.000 g/mol y se comportará como un gas ideal.

2.8. En undepósito de 10 L de capacidad se colocan 20.7 g de acetona y accidentalmente 15.5 g de otro compuesto desconocido. Se cierra el depósito y se calienta hasta 300ºC, con lo que los dos compuestos se evaporan totalmente por una salida de vapores. Se mide la presión del depósito dando 3.259 atm. Suponiendo un comportamiento ideal identificar el compuesto introducido por error. R = 0.082 atm*L/mol*ºKPropuestas:

a) CH3-CH2-OH
b) CH3-CH2-CH2-OH
c) CH3-CHO 
d) CH3-CH2-HO
Sol. La a) Acetona: CH3-CO-CH3 M(CH3-CO-CH3) = 58
P*V = n*R*T ==>3.259 atm *10 L=(20.7 g acetona/58+15.5 g X/Mx)*0.082 (atm*L/mol*ºK)*573ºK
Mx = 46

Sol. La a)

a) Cierta. M(etanol) = 46 
b) Falsa.  M(1-propanol) = 60 
c) Falsa.  M(etanal)  = 44
d) Falsa.  M(propanal) = 58

2.11. Si se introducen...