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Mensaje 09 Feb 13, 15:19  29740 # 1



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Hola a todos,

¿Alguien me puede ayudar a resolver estos problemas relacionados con los gases?

1) Si el ácido clorhídrico reacciona con aluminio y produce cloruro de aluminio e hidrógeno gas.
Si queremos obtener 140 ml de hidrógeno, medidos a 20ºc y 740 mmHg de presión, calcula:

a)  la masa de aluminio que se necesitará
b)  La masa de cloruro de aluminio que se obtendrá

En este segundo ejercicio, me gustaria saber como se calcula la fracción molar de un gas si aplicamos la Ley de los gases ideales y el porcentage en masa.

2) Una mezcla de oxígeno y nitrógeno, que contiene un 20% en masa de oxígeno, está sometido a una presión de 104 Pa y su temperatura es de 300K.

Calcular:

a) la fracción molar de nitrógeno
b) la presión parcial de oxígeno

En este ejercicio me gustaría saber como se calcula la masa molecular de una mezcla de gases.

3) En un matraz de 10 L a 25ºc de temperatura, se introducen 2 g de hidrógeno, 8,4 g de nitrógeno y 4,8 g de metano.
Calcula:

a) la fracción molar de cada gas
b) las presiones parciales
c) la presión total de la mezcla cuando la temperatura sea de 100ºc.
d) la masa molecular de la mezcla

En este último ejercicio, no encuentro la manera de calcular las moléculas de oxígeno de una aspiración.

4)  En la respiración normal una persona hace una 18 inspiraciones por minuto. Si en cada una inspira aproximadamente un volumen de aire de 0,5 L a 745 mmHg y 37ºc, ¿ cuántas moléculas de oxígeno aspira por minuto?( composición de aire en volumen: 21% de oxígeno y 78% de nitrógeno.

Muchas gracias a todos!

Saludos,

Lídia.
          
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Mensaje 09 Feb 13, 21:03  29742 # 2


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Aidilian escribió:
1) Si el ácido clorhídrico reacciona con aluminio y produce cloruro de aluminio e hidrógeno gas.
Si queremos obtener 140 ml de hidrógeno, medidos a 20ºc y 740 mmHg de presión, calcula:

a)  la masa de aluminio que se necesitará
b)  La masa de cloruro de aluminio que se obtendrá


3 HCl   +   Al       →     AlCl3   +   3/2 H2

Número de moles de H2 a obtener:

P·V = n·R·T

(740/760) atm · 0.140 L = n mol · 0.082 (atm·L / mol·K) · 293 K

n = 5.67 · 10-3 mol H2

a) Teniendo en cuenta que 3/2 mol de H2 se obtienen exactamente a partir de 1 mol de Al, se puede calcular la masa de Al necesaria de este modo:

                                   1 mol Al        27 g Al
5.67 · 10-3 mol H2 · --------------- · ----------- = 0.102 g Al
                                 3/2 mol H2     1 mol Al

b) Teniendo en cuenta que 3/2 mol de H2 se obtienen exactamente al mismo tiempo que 1 mol de AlCl3, calcularemos ahora la masa de AlCl3 formada:

                                 1 mol AlCl3    133.5 g AlCl3
5.67 · 10-3 mol H2 · --------------- · ----------------- = 0.505 g AlCl3
                                 3/2 mol H2      1 mol AlCl3

Un saludo
          
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Mensaje 09 Feb 13, 21:43  29743 # 3


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Aidilian escribió:
En este segundo ejercicio, me gustaria saber como se calcula la fracción molar de un gas si aplicamos la Ley de los gases ideales y el porcentage en masa.

2) Una mezcla de oxígeno y nitrógeno, que contiene un 20% en masa de oxígeno, está sometido a una presión de 104( elevado a 4) Pa y su temperatura es de 300k.

Calcular:

a) la fracción molar de nitrógeno
b) la presión parcial de oxígeno


Como te dan porcentajes en masa (masa de cada componente en cada 100 g de mezcla), partiremos de 100 g de mezcla. El resultado obtenido será el mismo para cualquier otro valor de la masa de mezcla considerado. En esos 100 g tendremos 20 g de O2 y el resto, 80 g, de N2, que, en moles, corresponden a

    20 g O2
--------------- = 0.625 mol O2
32 g/mol O2

    80 g N2
--------------- = 2.857 mol N2
28 g/mol N2

Número total de moles = 0.625 + 2.857 = 3.482 mol mezcla

Fracciones molares:

              0.625
χ(O2) = --------- = 0.179
              3.482

Análogamente para el N2, o bien, teniendo en cuenta que la suma de todas las fracciones molares de la mezcla ha de valer 1,

χ(N2) = 1 - 0.179 = 0.821

Presiones parciales:

p(O2) = 0.179 104 = 1790 Pa

p(N2) = 0.821 104 = 8210 Pa

Un saludo
          
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Mensaje 09 Feb 13, 22:19  29744 # 4


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Aidilian escribió:
En un matraz de 10L a 25ºc de temperatura, se introducen 2 g de hidrógeno, 8,4g de nitrógeno y 4,8 g de metano.
Calcula:

a) la fracción molar de cada gas
b) las presiones parciales
c) la presión total de la mezcla cuando la temperatura sea de 100ºc.
d) la masa molecular de la mezcla


Número de moles:

  2 g
--------- = 1 mol H2
2 g/mol

  8.4 g
---------- = 0.3 mol N2
28 g/mol

  4.8 g
---------- = 0.3 mol CH4
16 g/mol

Número total de moles = 1.6 mol

                           n(total) R T      1.6 · 0.082 · 298
Presión total: P = -------------- = ---------------------- = 3.91 atm
                                  V                         10

Fracciones molares:

              1
χ(H2) = ---- = 0.625
             1.6

              0.3
χ(N2) = ------ = 0.188
              1.6

                0.3
χ(CH4) = ------ = 0.188
                1.6

Presiones parciales: se obtienen multiplicando las fracciones molares por la presión total:

p =  χ·P

p(H2) = 0.625 · 3.91 = 2.444 atm

p(N2) = 0.735 atm

p(CH4) = 0.735 atm

Ya que, a igual volumen y temperatura, la presión sólo depende del número de moles, sin importar de qué sustancia se trate, podemos hallar una "masa molar media" M para la mezcla:

               m(total)
n(total) = ------------
               M(mezcla)

       2 + 8.4 + 4.8
1.6 = ---------------
               M

M = 9.5 g/mol

Un saludo
          
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Mensaje 10 Feb 13, 10:06  29745 # 5


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Aidilian escribió:
4)  En la respiración normal una persona hace una 18 inspiraciones por minuto. Si en cada una inspira aproximadamente un volumen de aire de 0,5 L a 745 mmHg y 37ºc, ¿ cuántas moléculas de oxígeno aspira por minuto?( composición de aire en volumen: 21% de oxígeno y 78% de nitrógeno.


P·V = n·R·T

Podemos aplicar directamente al O2 la ley de los gases y calcular los moles inhalados en cada inspiración:

745                              21 L O2                               atm · L
----- atm · 0.5 L aire · -------------- = n mol · 0.082 ------------· 310 K =
760                             100 L aire                             mol · K

n = 4.05 · 10-3 mol O2

El número de moléculas que constituyen este número de moles es

N = 4.05 · 10-3 mol · 6.02· 1023 moléc/mol = 2.44 · 1021 moléculas de O2 de cada inspiración.

Para saber las moléculas inspiradas por minuto basta multiplicar este número por el número de inspiraciones por minuto:

2.44 · 1021 · 18 = 4.39 · 1022 moléculas de O2 inspiradas por minuto.

Un saludo
          
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Mensaje 12 Feb 13, 23:34  29765 # 6


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Hola Vitriolo,


Le agradezco mucho su ayuda.



Muchas gracias,


un saludo.




Lídia.
          
       


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