3 QUIMICA Schaum

92 CAPÍTULO 6 LA LEY DE LOS GASES IDEALES Y LA TEORÍA CINÉTICA
6.48. Un frasco vacío abierto al aire pesó 24.173 g. El frasco se llenó con el vapor de un líquido orgánico y se selló a 100°C. A
temperatura ambiente, pesó entonces 25.002 g. Después se abrió el frasco, se llenó con agua a temperatura ambiente y su
peso fue de 176 g. La presión barométrica fue 725 mm Hg. Todas las medidas de peso se hicieron a temperatura ambiente,
que era 25°C. ¿Cuál es la masa molar del vapor orgánico? Se debe tomar en cuenta la flotación en el aire al pesar el frasco
sellado, suponiendo que la densidad del aire es 1.18 g/L a 25°C y 1 atm.
Resp. 213 g/mol
6.49. Un alumno decide que el bien conocido “globo de plomo” sí se puede construir y procede a diseñarlo. Supone una forma
esférica con radio r y la cubierta con un peso de plomo de 5.00 g/cm 2 . El globo debe llenarse con helio a 25°C y 711 torr.
A esas condiciones, la densidad del aire es 1.10 g/L. Para una esfera de radio r, la superficie de la cubierta de plomo es 4pr 2
y el volumen es 4pr 3 /3. Calcule cuánto debe medir el radio para que el globo despegue y cuál será el peso final.
Resp. r = 158 m; peso = 1.82 × 10 7 kg, incluyendo el plomo y el helio.
6.50. Una muestra de 50 cm 3 de una mezcla de hidrógeno y oxígeno se colocó en una bureta para gases a 18°C y se confinó a la
presión ambiental. Por la muestra se pasó una chispa para que la formación de agua pudiera ir hasta su terminación. El gas
resultante puro tuvo 10 cm 3 de volumen a presión ambiental. ¿Cuál fue la fracción molar inicial del hidrógeno en la mezcla
a) si el gas residual después de la chispa era hidrógeno? y b) ¿si el gas residual era oxígeno?
Resp. a) 0.73; b) 0.53
6.51. ¿Cuánto vapor de agua contiene un recinto cúbico de 4.0 m de lado si la humedad relativa es 50% y la temperatura es 27°C?
La presión de vapor de agua a 27°C es 26.7 torr. La humedad relativa expresa la presión parcial del agua, como porcentaje
de la presión de vapor de agua.
Resp. 0.82 kg
6.52. Un lote de ropa húmeda en una secadora contiene 0.983 kg de agua. Suponiendo que el aire sale de la secadora saturado
con vapor de agua a 48°C y 738 torr de presión total, calcule el volumen de aire seco, a 24°C y 738 torr, necesario para
secar la ropa. La presión de vapor de agua a 48°C es 83.7 torr.
Resp. 1.070 × 10 4 L
6.53. El etano gaseoso, C 2 H 6 , se quema en el aire según la ecuación 2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O. Determine la cantidad de
a) moles de CO 2 y H 2 O que se forman al quemarse 1 mol de C 2 H 6 ; b) los litros de O 2 requeridos para quemar 1 L de C 2 H 6 ;
c) los litros de CO 2 que se forman al quemarse 25 L de C 2 H 6 ; d ) los litros de CO 2 , en condiciones normales, que se forman
cuando se quema 1 mol de C 2 H 6 ; e) los moles de CO 2 que se forman cuando se queman 25 L de C 2 H 6 en condiciones
normales, y f ) los gramos de CO 2 que se forman al quemarse 25 L de C 2 H 6 en condiciones normales.
Resp. a) 2 mol CO 2 , 3 mol H 2 O; b) 3.5 L; c) 50L; d) 44.8 L; e) 2.23 mol; f ) 98.2 g
6.54. Se puede preparar nitrógeno puro por descomposición de nitrito de amonio en disolución acuosa.
NH 4 NO 2 → N 2 + 2H 2 O
Si se recibieron 56.0 mL de N 2 en agua a 42°C y a una presión total de 778 torr, ¿qué masa de NH 4 NO 2 se debe haber
descompuesto? La presión de vapor de agua a 42°C es 61 torr.
Resp. 0.131 g
6.55. Se puede recolectar CO 2 sobre agua; sin embargo, como el CO 2 es muy soluble en agua y reacciona con ella, el agua debe
saturarse con CO 2 . Un volumen de 372 mL del gas se recolectó sobre agua saturada con CO 2 . Las condiciones fueron 1.001
atm y 23.40°C. El CO 2 se obtiene con la reacción siguiente. ¿Qué masa de CaCO 3 se descompuso? (La presión de vapor
de agua a 23.40°C es 21.58 mm Hg.)
Resp. 1.50 g de CaCO 3
CaCO 3 (s) + 2HCl(ac) = CaCl 2 (ac) + CO 2 (g) + H 2 O(l)