Quimica-Gases

Quimica Gases
Fisicoquímica en el campo farmacéutico y del bionálisis

S. Menolasina

Ejercicios sobre la aplicación de las diferentes leyes que caracterizan a los gases
1. 2 g de oxígeno se encuentran encerrados en un recipiente de 2 L, a una presión de 1,25 atm. ¿Cuál es la temperatura del gas si se supone que dicho gas se comporta como gas ideal? Resolución: Como el gas se comportaidealmente cumple con la ecuación de gas ideal:

PV  nRT
De esta ecuación se tiene que:
T  PV nR

donde P = 1,25 atm., V=2 L, R= 0.082 atm. L/K.mol, n= 0,0625. Por lo tanto:
T 1,25atm x2 L 0,0625m olesx0,082 atm xL Kxm ol  2,5 K  487,80 K 0,005125

2. Calcular la masa molecular de una sustancia gaseosa, 30 g de la cual ocupan 2,5 L a temperatura y presión normal. Resolución: Si seconsidera que la sustancia gaseosa se comporta como un gas ideal se tiene que:
PV  nRT   PV  gr grxRT RT   M  M PV

Conociendo que g= 30: R= 0,082 atmxL/Kxmol T = 273,15K: P =1 atm y V = 2,5 L entonces:
M  30 gx0,082 atm xL x 273,15K g Kxm ol  268,78 1atm x2,5 L m ol

y

3. Un gramo de nitrógeno y un gramo de oxígeno se colocan en un frasco de 2 L a 27oC. Calcular la presión parcialde cada gas, la presión total y la composición de la mezcla en fracciones molares. Resolución:
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Como se tiene una mezcla de gases, se aplica la ley de Dalton. Ésta establece que la presión total de una mezcla de gases es igual a la sumatoria de las presiones parciales, entendiéndose como presión parcial la presiónque ejercería cada uno de los gases de la mezcla si estuviese solo ocupando el volumen de la mezcla a la misma temperatura de la mezcla:
PT  PN 2  PO2

PO2  presión parcial del oxígeno  

PO2 

nO2 xRxT V

PN 2  presión parcial del nitrógeno   PN 2 

n N 2 xRxT V

de acuerdo a estas ecuaciones se tiene entonces que:
PN2  0,4395 atm P O2  0,3846 atm   PT  0,8241 atmy

Por otro lado:
x N2  nN2 n N 2  nO2 y x O2  nO2 nO2  n N 2

Entonces x N 2  0,53 y x O2  0,47 4. Un gas ideal a la presión de 1 atm está contenido en una ampolla de volumen desconocido. Se abre una llave la cual permite que el gas se expanda hacia otra ampolla previamente evacuada cuyo volumen es de 0,5 L. Cuando se establece el equilibrio entre las ampollas se nota que latemperatura no ha cambiado y que la presión es de 530 mmHg. ¿Cuál es el volumen de la primera ampolla? R = 1,15 L 5. Cuál será la densidad del etano a 10oC y 720 mmHg de presión.

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6. Cuando se inhala aire seco, vapor de agua se combina con el aire cuando éste pasa a través de la nariz y la garganta. Si el aire estádemasiado seco, el agua es removida de los tejidos más rápidamente con respecto a la que pueda ser remplazada. La siguiente tabla muestra las presiones parciales del oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua y nitrógeno en la atmósfera, así como del aire que entra y se aloja en los pulmones: Atmósfera Aire inhalado (Torr) (Torr) oxígeno 159 149 CO2 0,3 0,3 H2O 6 47 nitrógeno 595 564 total 760 760 GasAire exhalado (Torr) 116 28 47 569 760

a) ¿Por qué la presión parcial del oxígeno en los pulmones es menor que en la atmósfera? b) ¿Por qué la presión parcial del nitrógeno es más grande que la de todos los demás componentes? c) ¿Qué porcentaje de moléculas que deja el pulmón corresponde al CO2? 7. La densidad de un gas a 25oC y 1,25 atm es de 1,436 g/L. Determine su densidad en condicionesnormales. R = 1,25 g/L 8. Se abre la válvula que existe entre dos matraces, uno, de 500 cc donde la presión de oxígeno es de 2 atm y, otro, de 1,5 L que contiene dióxido de carbono a una presión de 1.140 mmHg. Si se establece un equilibrio de la presión entre los dos matraces a una temperatura constante, determine la presión total de la mezcla. R: PO2= 0,500 atm PCO2= 1,125 atm 9. Diez gramos de un...