3 QUIMICA Schaum

70 CAPÍTULO 5 MEDICIÓN DE GASES
Observe que en este problema se usaron temperaturas absolutas, como requieren los problemas con las leyes de los
gases. La diferencia entre tal problema y otros es que la escala es Fahrenheit y no Kelvin.
5.10. Un recipiente contiene 6.00 g de CO 2 a 150°C y 100 kPa de presión. ¿Cuántos gramos de CO 2 contendrá a
30°C y a la misma presión?
Con la ley de Charles se organiza la información y se obtiene la solución. Sin embargo, se debe suponer que el CO 2
se comporta en forma consistente en función del cambio de la cantidad de moléculas (cambio de masa). Entonces se puede
definir que el volumen del recipiente es V 1 y el volumen de 6.00 g de CO 2 es V 2 .
Con ciertos despejes:
V 1
T 1
= V 2
T 2
o bien V 1 T 2 = V 2 T 1 o bien
V 2
V 1
= T 2
T 1
V 2 / V 1 = (30 + 273)/ (150 + 273) = 0.716
Como 6.00 g de CO 2 ocupan 0.716 V 1 , para llenar el recipiente (V 1 ) se necesitarán
6.00 g/0.716 = 8.38 g de CO 2
DENSIDAD DE UN GAS
5.11. La densidad del helio es 0.1786 kg/m 3 en condiciones normales (TPN). Si determinada masa de helio en condiciones
normales se deja expandir a 1.500 veces el volumen inicial, cambiando la temperatura y la presión,
¿cuál será la densidad resultante?
La densidad de un gas varía en función inversa al volumen.
Densidad resultante = (0.1786 kg/m 3 )
1
1.500
= 0.1191 kg/m 3
Observe que se pudo haber planteado el problema en términos de litros porque 1 kg/m 3 = 1 g/L.
5.12. La densidad del oxígeno es 1.43 g/L en condiciones normales. ¿Cuál es la densidad del oxígeno a 17°C y 700
torr?
Con la ley combinada de los gases se observa que la densidad de un gas ideal varía en proporción inversa a la temperatura
absoluta y en función directa con la presión.
D 2 = D 1
T 1
T 2
P 2
P 1
= (1.43 g/L)
273 K
290 K
700 torr
760 torr
= 1.24 g/L
PRESIÓN PARCIAL
5.13. Una mezcla de gases a 760 torr contiene en volumen 65.0% de nitrógeno, 15.0% de oxígeno y 20.0% de dióxido
de carbono. ¿Cuál es la presión de cada gas, en torr?
La ley de Dalton, de las presiones parciales, establece que la presión total es igual a la suma de las presiones de los
gases componentes de una mezcla. Por consiguiente, si la presión total es 760 torr, entonces la presión del nitrógeno sería
65.0% de 760 torr. Este método se aplica a la presión de cada uno de los gases.
Para el nitrógeno: 760 torr × 0.650 = 494 torr, debido al N 2
Para el oxígeno: 760 torr × 0.150 = 114 torr, debido al O 2
Para el dióxido de carbono: 760 torr × 0.200 = 152 torr, debido al CO 2
Observe que la suma de las presiones (494 + 114 + 152) es 760, y es una comprobación del trabajo.
5.14. En una mezcla gaseosa a 20°C, las presiones parciales de sus componentes son: hidrógeno = 200 torr; dióxido
de carbono = 150 torr; metano = 320 torr, y etileno = 105 torr. ¿Cuál es a) la presión total de la mezcla, y
b) el porcentaje de hidrógeno en volumen?