3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS 91
6.39. Un tanque de acero vacío, de 1.5 pies 3 , y su válvula pesaron 125 lb. El tanque se llenó con oxígeno a 2 000 lb/pulg 2 a 25°C.
a) ¿Qué porcentaje del peso total del tanque lleno fue de O 2 ? Suponga que se aplica la ley de los gases ideales. (Nota: 1 atm
= 14.7 lb/pulg 2 .)
Para las partes b), c) y d), debe tomarse en cuenta que el oxígeno puro gaseoso no necesariamente es la fuente más
compacta de oxígeno para un sistema confinado de combustible, por el peso del cilindro necesario para confinar el gas.
Otras fuentes compactas son peróxido de hidrógeno y peróxido de litio. Las reacciones de producción de oxígeno son:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 2Li 2 O 2 → 2Li 2 O + O 2
b) Evalúe el porcentaje a partir de una disolución de H 2 O 2 en H 2 O, al 65% en peso, y c) a partir de Li 2 O 2 puro, en términos
de porcentaje del peso total formado por el oxígeno “disponible”. No deben tomarse en cuenta los pesos de los envases. d )
Compare los valores con a).
Resp. a) 12%; b) 31%; c) 35%; d ) tanto b) como c) son más eficientes que a) con base en porcentaje en peso.
6.40. Una muestra de 0.331 g de carbonato de amonio hidratado se colocó en un tubo de pirólisis evacuado, de 30.0 cm 3 , con una
presión de 45.0 atm. Se calentó a 250°C hasta la descomposición completa, de acuerdo con la reacción:
(NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O → 2NH 3 + CO 2 + 2H 2 O
a) ¿Había algo de agua líquida en el tubo? b) Sabiendo que la presión de vapor de agua a 250°C es 39.2 atm, ¿explotó el
tubo?
Resp. a) No, P(agua) = 8.30 atm; b) No, P(total) = 20.7 atm
6.41. Se analizó un meteorito de hierro para conocer su constante isotópica de argón. La cantidad de 36 Ar fue 0.200 mm 3 por
kilogramo de meteorito, en condiciones normales. Si cada átomo de 36 Ar se formó en un solo evento cósmico, ¿cuántos
eventos debe haber sufrido por kilogramo de meteorito?
Resp. 5.4 × 10 15
6.42. Tres compuestos volátiles de cierto elemento tienen las siguientes densidades de sus gases, calculadas en condiciones
normales: 6.75, 9.56 y 10.08 kg/m 3 . Los tres compuestos contienen 96.0%, 33.9% y 96.4% del elemento en cuestión, respectivamente.
¿Cuál es la masa atómica más probable del elemento?
Resp. 72.6, aunque con los datos no se excluye 72.6/n, siendo n un número entero positivo.
6.43. Durante vuelos espaciales cortos, se pueden usar absorbentes químicos para eliminar el CO 2 exhalado por los viajeros. El
Li 2 O es muy eficiente en términos de capacidad de absorción por unidad de peso. ¿Cuál es la eficiencia de absorción del
Li 2 O puro, expresada en litros de CO 2 , en condiciones normales, por kilogramo de Li 2 CO 3 , de acuerdo con la reacción
siguiente?
Li 2 O + CO 2 → Li 2 CO 3
Resp. 752 L/kg
6.44. Una mezcla de metano, CH 4 , y etano, C 2 H 6 , ejerce una presión de 2.33 atm al estar confinada en un recipiente de reacción
a temperatura y presión fijas. Se mezcló con un exceso de oxígeno y se quemó por completo hasta CO 2 y H 2 O. Después de
eliminar todo el H 2 O y el exceso de oxígeno, el CO 2 se regresó al recipiente, donde su presión fue 3.02 atm, medida a la
misma presión y la misma temperatura que la mezcla original. Calcule las fracciones molares de los gases en la mezcla
original.
Resp. X(CH 4 ) = 0.704; X(C 2 H 6 ) = 0.296
6.45. Exactamente 500 cm 3 de un gas en condiciones normales pesan 0.581 g. La composición del gas es C = 92.24% y H =
7.76%. Deduzca la fórmula molecular del gas.
Resp. C 2 H 2
6.46. Un hidrocarburo tiene 82.66% de carbono y 17.34% de hidrógeno. La densidad de su vapor es 0.2308 g/L a 30°C y 75 torr.
Determine su masa molar y su fórmula molecular.
Resp. 58.2 g/mol, C 4 H 10
6.47. ¿Cuántos gramos de O 2 hay en 10.5 L de oxígeno, medidos sobre agua a 25°C y a 740 torr? La presión de vapor de agua a
25°C es 24 torr.
Resp. 12.9 g