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Problema 6.Justifique en base a las interacciones intermoleculares los estados deagregación de los siguientes compuestos.a) El N 2 es un gas incoloro a temperatura ambiente, inodoro e insípido, muypoco reactivo, que forma dos compuestos con hidrógeno, el NH 3 , que es un gas tóxicoincoloro muy irritante, y la hidracina, N 2 H 4 , compuesto sumamente venenoso, que esun líquido aceitoso incoloro a temperatura ambiente.b) El fósforo forma varios compuestos diferentes con los halógenos. Los másimportantes son los trihalogenuros PX 3 y los pentahalogenuros, PX 5 . El PCl 3 es unlíquido a temperatura ambiente que se usa en la industria como reactivo en lafabricación de jabones, detergentes y plásticos, mientras que el PCl 5 es un sólido atemperatura ambiente.Problema 7.Todos los halógenos forman moléculas diatómicas estables con el hidrógeno.Justifique en base a las interacciones intermoleculares presentes las siguientespropiedades de los halogenuros de hidrógeno.Propiedad HF HCl HBr HIPunto de fusión ( o C) -83 -115 -89 -51Punto de ebullición ( o C) 19,5 -84.2 -67.1 -35.1Problema 8.El volumen ocupado por un mol de hidrógeno a 1 bar fue medido a variastemperaturas, obteniéndose estos resultados:T/ ºC -100 -50 0 50 100 150V/dm 3 14,182 18,291 22,398 26,505 30,722 34,908a) Grafique V vs. T utilizando una escala adecuada.b) Discuta la forma de la curva obtenida. ¿Qué valor le asigna a la pendiente?c) Suponiendo que el H 2permanece como gas en todo el intervalo detemperatura, obtenga el valor de T para el cuál V = 0. Discuta el significado de estepunto. ¿Puede reducirse a cero el volumen de un gas por compresión?d) ¿Qué utilidad práctica puede tener la linealidad entre V y T a presiónconstante?Problema 9.Una masa gaseosa de 0,2 g ocupa, a 20 ºC y 736 Torr, un volumen de 40,9cm 3 . Suponiendo que el gas se comporta como gas ideal,a) ¿A qué temperatura se deberá llevar para que ocupe un volumen de 100cm 3 a 1,5 bar?b) ¿Si se enfría a 0 ºC manteniendo la presión en 1,5 bar, su volumen serámayor ó menor que 100 cm 3 ? Justifique numéricamente.c) Calcule la masa molar del gas.Problema 10.Las “bolsas de aire” que utilizan los autos para proteger al conductor en elmomento de una colisión se inflan como consecuencia de la siguiente reacción:10 NaN 3 + 2 KNO 3 ⎯→ K 2 O + 5 Na 2 O + 16 N 2 (g)28
El volumen final de la bolsa es de 70 dm 3 . Calcule la masa de azida sódica(NaN 3 ) que debe colocarse para lograr dicho volumen, teniendo en cuenta que operana 25 ºC y 1 atm.Problema 11.Un recipiente de un litro se evacua desde una presión de 740 Torr hasta 10 -6Torr a 20 ºC. Calcular:a) la masa de aire extraída.b) el número de moléculas que quedan en el recipiente.Suponga la composición volumétrica del aire como 78 % N 2, 21 % O 2y 1 % Ary comportamiento ideal.Problema 12.El cuerpo humano produce 960 g de CO 2 por día. Si la cabina de un astronautatiene una presión de 1 bar y un volumen de 7600 dm 3 y la presión de CO 2 debemantenerse por debajo de 9,1 Torr cuando la temperatura de la cabina es de 27 ºC,¿qué masa de CO 2 debe eliminarse durante un día de viaje?.Suponga que la presión inicial de CO 2 es nula. Repita el cálculo suponiendoque inicialmente hay aire (0,03 % v/v CO 2 ) en la cabina.Problema 13.Las curvas representan dos distribuciones de velocidades moleculares de unamisma muestra gaseosa en dos condiciones experimentales distintas A y B.∆N/NABv¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta y por qué?a) La energía cinética media en A es mayor que en B.b) Las fuerzas de atracción intermoleculares en A son mayores que en B.c) La temperatura en B es mayor que en A.d) Si los volúmenes son iguales, la presión total en A es mayor que en B.Problema 14.Calcule la raíz cuadrada de la velocidad cuadrática media del H 2 y del O 2 a 20ºC suponiendo válida la teoría cinética de los gases ideales.Problema 15.Un mol de nitrógeno se confina en un recipiente de 10 dm 3 a 27 ºC. Se realizanindependientemente los siguientes cambios:a) el gas se comprime hasta un volumen de 1 dm 3 a T constante.b) se aumenta la temperatura del gas a 327 ºC a V constante.c) se introduce en el recipiente un mol más de nitrógeno a T y V constante.D) se introduce en el recipiente un mol de hidrógeno a T y V constante.29
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