Foros Ciencias Galilei

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.

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

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

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

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

Hola Vitriolo,


Le agradezco mucho su ayuda.



Muchas gracias,


un saludo.




Lídia.