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ESTADO GASEOSO LEY DE LOS GASES IDEALES, ESTADOS FINAL E INICIAL

1.- Una muestra de nitrgeno gaseoso ocupa un volumen de 8,50 L a 0.980 atm. Si la temperatura y el nmero de moles se mantienen constantes, calcular el volumen cuando la presin: a) Aumenta a 1.30 atm R. 6.4 lt. b) Disminuye a 0,490 atm R. 17 lt. 2.- Una muestra de Helio a 25 C ocupa un volumen de 1,82 L. Si no varan la presin ni la cantidad de Helio, calcular el volumen si la temperatura es de: a) 50C R. 1.97 lt. b) 12C R. 1.74 lt. 3.- En un lago profundo se forma una burbuja de aire de 3,20 mL, a una profundidad en la que la temperatura es de 8C y la presin es de 2,45 atm. La burbuja se eleva hasta una profundidad en que la temperatura es de 19C y la presin es de 1.12 atm. Suponiendo que la cantidad de aire no vara dentro de la burbuja, calcular en nuevo volumen. R. 7.27 mL. 4.- Un da en que la presin es de 742 mm Hg y la temperatura es de 62 F, un frasco abierto contiene 0,100 moles de aire, cul ser el nmero de moles si la presin es de 1,02 atm y la temperatura es de 31C. R. 0,099 5.- La presin de 4,14 L de argn es de 772 mm Hg. Suponiendo que no varan ni la temperatura ni el nmero de moles, calcular la nueva presin si el volumen es igual a: a) 7 L b) 3,6 L R: 457 y 888 mm Hg. 6.- Se duplica el volumen de un gas a 55 C. Si la presin y el nmero de moles no varan, cul es la nueva temperatura en C. R: 383 C 7.- En un da fro una personas aspira 450 mL de aire a 10 C y 756 mm Hg. Qu volumen ocupar este aire en los pulmones donde la temperatura es de 37C y la presin es de 752 mm Hg. R: 495,5 mL 8.- Un frasco contiene 0,0512 moles de dixido de carbono a 25 y 718 mm Hg. S e inyectan 0,1000 moles de dixido de carbono al frasco, con lo que la temperatura se eleva a 27 C, cul es la nueva presin en el frasco. R: 1.13 atm 9.- Un cilindro de 3.0 L que contiene un gas a temperatura ambiente tiene una presin de 20 atm. cul ser el volumen de el gas a una presin de 1,00 atm y a la misma temperatura. R: 60 L

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10.- Un gas en una lata de crema de afeitar presurizada puede tener una presin de 1200 torr a 27 C. Qu presin ejercera el gas si se calentara a 300C. R: 3.01 Atm 11.- En el suelo, un globo aerosttico tiene un volumen de 100 metros cbicos a una temperatura de 27C y presin atmosfrica. Qu volumen tendra el globo si alcanzara una altura donde la temperatura es de -10C y la presin es de 300 Torr.? R: 222 metros cbicos 12.- Dados 700 mL de un gas a 700 mm Hg y 100C. Qu volumen ocupar el gas en C.N. R: 472 mL 13.- Un recipiente A contiene un volumen de 9 L y una presin de 800 mm Hg a 20 C, el recipiente B tiene un volumen de 12 L y una presin de 600 mm Hg a -10 C. Cul recipiente tiene mayor nmero de molculas. R: A=0.39 mol, B=0.44 mol. 14.- Una muestra dada de un gas ocupa un volumen 12,7 L a una presin de 655 mm Hg. Qu presin deber fijarse para tener un volumen de 20 L.. (suponer temperatura constante). R: 415,9 mm Hg. 15.- Si 550 mL de oxgeno a 25C se calientan a una temperatura de 198C, cul ser el nuevo volumen del gas. (suponer presin cte) R: 869 mL 16.- El aire contiene un 79% V de nitrgeno. Cul es la presin parcial de nitrgeno. R: 0,79 atm. 17.- Un cilindro de 10 L contiene oxgeno a temperatura de 25 C y una presin de 780 mm Hg. A una temperatura cte se bombea gas nitrgeno dentro del cilindro hasta que la presin es de 1400 mm Hg. Cul es la presin parcial de el oxgeno en la mezcla resultante. R: 780 mm Hg. 18.- Una cpsula de 150 mL contiene cido sulfhdrico a 23C y est bajo una presin de 2000 mm hg. Qu volumen ocupar el gas 15C y una presin de 0,93 atm. R: 413 mL. 19.- Un baln tiene un volumen de 5,00 L a 750 mm Hg y 25 C. Cul sera la presin si el baln se comprimiera a un volumen de 3,80 L y se calentara a una temperatura de 40C. R: 1036,5 mm Hg. 20.- En una muestra gaseosa de masas iguales de metano y etano, la presin parcial de le metano es 0,56 atm. Cul es la presin parcial de etano. R: 0.3 atm.
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APLICACION DE LA ECUACION DE ESTADO 1.- En un da caluroso se llena un globo con 44,3 grs de Helio. La temperatura es de 37 C y la presin de 2,5 atm. Cul es el volumen de el globo. R: 112,61 lt. 2.- Una baln de gas contiene 2,5 * 10-3 grs de oxgeno en un volumen de 10 L. Cul es la presin ejercida por el gas a 20C. R: 188 Atm. 3.- Cuntos moles de aire hay en un matraz de 125 mL a la presin de 739 mm Hg y 18C. R: 5.1x10-3 mol. 4.- Un bidn para transportar crudo de petrleo tiene un volumen de 159 L. Cuntas molculas de vapor de agua se necesitan para llenar el bidn a 1 atm y 100 C. Cunta cantidad de agua lquida se necesita para obtener esta cantidad de vapor. R: 3,13*10(24)molec. 93,5 cc. 5.- Usa la ley de los gases ideales para completar la siguiente tabla para el gas noble, Helio. Presin 4,0 atm ....... 751 mmHg Volumen ....... 105 mL 2,50 L Temperatura 0C 25C 100C Moles ..... ..... ..... Masa 10 grs 0.8 gr .......

6.- Calcule el volumen que ocuparn 300 g de amoniaco a 100C y 730 mmHg de presin. R: 562,0 L 7.- Calcular a la temperatura que deber calentarse una cierta cantidad de gas que a 15C y 750 mmHg de presin ocupan un volumen de 250 cc. y se desea que pase a ocupar 300 cc. a 700 mmHg. R: 322,5 K 8.- Hllese el peso de nitrgeno contenido en un cilindro de conduccin de este gas sabiendo que su volumen es de 41 L que la temperatura es de 18C y que en el momento de hacer la medida de presin esta marca 10,6 atm. R: 510 grs. 9.- Un cilindro de seguridad contra incendios contiene 5 decmetros cbicos de dixido de carbono. Su densidad es de 1,53 grs/cc. Calcule el volumen que ocuparn cuando pasen al estado gaseoso, suponiendo C.N. R: 3892,1 L.
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10.- Calcule las densidades de los siguientes gases a 25C y 752 mmHg: a.- Nitrgeno b.- oxgeno c.- fluoruro de uranio VI R:1,13:1.29:14,2 grs/L 11.- El aire exhalado contiene un 74,5% de nitrgeno y un 15,7% de oxgeno, un 3,6% dixido de carbono, y un 6,2% de agua (porcentajes molares). Calcule: a.- El peso molecular del aire exhalado R: 28.5 g/mol b.- Su densidad a 27C y 1 atm de presin. R: 1.16 g/L. 12.- Una muestra de 0,0712 g de X H (g), ocupa un volumen de 30,6 cc. a 801 mmHg y 20C. a.- Cul es el peso molecular del compuesto b.- Identifique el elemento X. R: 53.11 13.- Calcule la presin de un mol de hidrgeno encerrado en un recipiente de 225 cc. a 0C, usando: a.- La ley de los gases ideales. R: 99,49 atm. b.- La ecuacin de Van der Waals. R: 111,976 atm. a= 0,244[L2 atm/mol2] b= 0,027[L/mol] 14.- Un cilindro de seguridad contra incendios contiene 5 decmetros cbicos de dixido de carbono. Su densidad es de 1,53 grs/cc. Calcule el volumen que ocuparn cuando pasen al estado gaseoso suponiendo condiciones normales. R: 3,892 L. 15.- Una cantidad de cierto gas ocupa a 700 mmHg y 25C un determinado volumen. Se desea saber la correccin de presin que habr que efectuar para mantener cte el volumen, cuando se aumenta en 80C la temperatura. R: 129,2 mmHg. 16.- Se vaporizaron en una vasija cerrada de 5 L una cantidad de agua que pes 2 grs. Manteniendo la temperatura a 150C, la presin asciende a 947 mmHg. Se desea saber la presin debida al aire contenido en la vasija. R: 361 mmHg 17.- Si el aire seco tuviese en un momento determinado esta composicin en volumen: nitrgeno 78%, oxgeno 21%, Ar 0,5%, dixido de carbono 0,5%. Cul sera la presin parcial de estos compuestos, si la presin total es de 760 mmHg. R: 593, 159.6, 3.7, 3.7 mm Hg. 18.- Una mezcla de gases contiene oxgeno, nitrgeno y dixido de carbono a una presin de 1,72 atm en un volumen de 5 L. Se vara el volumen a 6 L. Sabiendo que en las condiciones iniciales las presiones parciales del oxigeno y el nitrgeno eran de 563 y 398 mmHg, se desea saber la presin parcial de dixido de carbono en las nuevas condiciones. La temperatura no cambia. R: 288.9 mmHg.
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19.- Para evitar condiciones perniciosas los submarinistas suelen respirar una mezcla que contiene, en moles un 10% de oxgeno, 10% de nitrgeno, 80% de helio. a.- Calcule el peso molecular de esta mezcla b.- Calcule su densidad a 27C y 1 atm y comprela con las del aire ordinario. R: 9,2 gr/mol; dm=0,37 daire=1.178 20.- Calcular la masa de anhidrido sulfuroso que ocupa un volumen de 20 L a 22F y 2 atm de presin. Expresar el resultado en lbs. R: 0,257 lb. EJERCICIOS CON REACCIONES QUIMICAS 1.- Cuntos litros de trixido de azufre se producirn a partir de 3,0 L de oxgeno. dixido de azufre + oxgeno --- trixido de azufre Considere la reaccin con un 80% de rendimiento y la temperatura y presin ambiental. R: 0.195 mol de SO3 2.- El hidrgeno se puede obtener haciendo reaccionar zinc con cido clorhdrico: zinc (s) + hidrgeno (ac) ---- zinc2+(ac) + hidrgeno (g) a.- Qu masa de zinc se necesita para obtener un litro de hidrgeno gaseoso en condiciones normales. b.- Qu volumen de hidrgeno gaseoso se puede obtener de 1,00 grs de Zn a 22 C y 729 mmHg. 3.- El diborano es un compuesto muy explosivo que se obtiene de la reaccin de: NaBH4 + Fluoruro de boro --- Diborano + NaBF4 Qu volumen de diborano se forma a partir de 2 grs NaBH4 a 22C y 758 mmHg. 4.- Considere la reaccin de : amoniaco (g) + oxgeno (g) --- xido nitroso (g) + agua (l) Suponga que se mezclan 6,12 L de amoniaco con 6,42 L de oxgeno ambos a 25C y 1 atm. Cul es el reactivo limitante, y que volumen de xido se forma. 5.- El cido cianhdrico es un gas muy venenoso. Se puede obtener por la reaccin de : cianuro de sodio (s) + hidrgeno (ac) -- cido cianhdrico (g) + sodio (ac).
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Qu masa de cianuro sdico se necesita para obtener 2,24 L de cido cianhdrico a 30 C y 748 mmHg. R: 4,34 hrs. 6.- Un motor Volvo tiene un cilindro con un volumen de unos 500 cc. El cilindro esta lleno de aire a 70C y 1 atm. a.- Cuntos moles de oxgeno hay en el cilindro (porcentaje molar de oxgeno en el aire es 21%) b.- Suponga que los hidrocarburos de la gasolina tienen una masa molecular media de 100 g/mol y que reaccionan con el oxgeno en la relacin molar 1:12. Cuntos grs de gasolina hay que inyectar en el cilindro para que reaccionen con el oxgeno. R: 0,0037 - 0.031 grs. 7.- Calcule el volumen de oxgeno necesario para hacer arder 50 L de acetileno gaseoso medido en condiciones normales. acetileno + oxgeno --- xido carbnico + agua 8.- Calcular el volumen de aire necesario para la combustin de 1,35 metros cbios de xido carbonoso. Calcule tambin el volumen de dixido de carbono producido y el nitrgeno que no reaccion. (oxgeno = 21%, nitrgeno = 79%) R: 3.21; 1.35; 2.54 9.- Se mezclaron 100 cc. de C2H2 en condiciones normales y 200 cc de H2 en condiciones normales y la mezcla se someti a una presin P. Ambos gases se combinan formando etano. C2H2 + 2H2 -------- C2H6 Si manteniendo cte la presin P. el volumen despus de la reaccin se ha reducido a 90 cc. cul ser la temperatura del sistema. R: -27,3C. 10.- Calcule los litros de hidrgeno en C. N. que habra que hacer pasar sobre 10 L. de xido de cobre (II) para que ste quede reducido a cobre segn la reaccin: xido de cobre (II) + hidrgeno --- cobre + agua Si en la prctica, para conseguir este efecto se hubiera hecho pasar todo el hidrgeno que se ha obtenido de reaccionar 30 grs de Zn con un cido, cul sera el rendimiento de esta reaccin: R: 2.81 27.3%

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