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PROBLEMAS DE GASES IDEALES SHANDY ROCIO ARO COPARI ¿Qué peso de oxígeno existirá en un recipiente cilíndrico de 1 metro de altura y 30 cm. de diámetro que está a 20 ºC y a 20 atmósferas de presión? RESOLUCIÓN El volumen del cilindro que está lleno de oxígeno es: V = π.r^2.h = π.0,15^2.1 = 0,0707 m^3 = 70,7 LITROS Y, con este dato, le aplicamos la ecuación general de los gases ideales, teniendo en cuenta que las moléculas del oxígeno son biatómicas, por lo que su peso molecular es: Pm = 2 x 16 g/mol = 32,0 g/mol PV =

g . soluto RT PM soluto

(20 atm)(70.7 L)

¿

g . soluto atm . L (0 . 082 )( 293° K ) g mol . ° K 32 mol

g . soluto=1883.3 g . de O2

ROSALINDA TAPIA CHAMBE Calcule la presión que ejercerán 4 g de dióxido de carbono que se encuentran en un recipiente de 5,0 litros de capacidad a 37ºC de temperatura. ¿Cuantas moles y cuantas moléculas del mismo hay en ese recipiente? Datos: 

Temperatura: o ºK = 37 + 273 = 310ºK



Peso molecular del dióxido de carbono CO 2 es: o PM = 12 + 2*16 = 44 g/mol



Volumen: o V = 5.0L

Solución: Presión: Formula PV=

g RT Pm

P ( 5.0l ) =

4.0 g amt∗L 0.082 (310.15 )=0.462 amt 44 g/mol mol∗K

Hallar número de moles: CO2 Peso molecular CO 2 = 44 g/mol n ° de moles=

g 4 = =0.091 moles de CO 2 PM 44

Hallar número de moléculas: Dato: 1 mol = 6.023*10²³ moléculas n ° de moleculas=n moles de C O2 x 6.023 x 10²³=moleculas de CO 2 n ° de moleculas=0.091 x 6.023 x 10²³=5.48 x 10²² moleculas de CO 2

MILAGROS LESLY LUPACA MAMANI Un volumen de 1L de O2 a 40°C y a la presión de 76 cmHg, se dilata hasta que su volumen es de 1,5L y su presión es de 80 mmHg. Calcular: a) El n° de moles de O2 en el sistema. b) Calcular la temperatura final, sabiendo que el n° de moles no cambia. DATOS: V = 1L

P = 76 cmHg

T = 40°C

76 cmHg × 10 mmHg = 760 mmHg = 1

atm °C + 273,15 = K

1cmHg

40 + 273,15 = 313,15 R = 0,082 atm-L/mol-K

n= ?

a) Hallar el n° de moles de O2: Aplicando la ecuación de los gases ideales. PV = nRT n = PV RT

n=

1atm * 1L_______ 0.082atm-L × 313,15 K mol-K

n = 0.039 moles de O2. b) Hallar la temperatura final, sabiendo que en n° de moles no cambia DATOS: V1 = 1L

P1 = 760 mm Hg

T1 = 313.15 K

V2 = 1.5 L

P2 = 800 mmHg

T2 = ?

Como no cambia la cantidad de moles, entonces la ecuación que da lugar para determinar la Temperatura final es: P1 V1 = P2 V2 T1

P1 V1 T2 = P2 V2 T1

T2

T2 = P2 V2 T1 P1 V1 T2 = 800 mmHg × 1,5 L × 313.15 K = 494.447 °K 760 mmHg × 1L DIEGO QUISPE MAMANI Un recipiente contiene 1 m3 de gas oxígeno a 20°C, calcular a) La presión del O2 sabiendo que su masa es de 3kg b) El volumen que ocupará esa cantidad de gas a C.N. a) La presión del O2 sabiendo que su masa es de 3kg DATOS V = 1 m3 = 1000 L T = 20 °C = 293.15 K PM O = 31.98 g/mol 2

m o = 3 kg = 3000 g 2

FORMULA A USAR: P V = n R T 3000 g atm. L g . 0.082 P V = n R T  P . 1000L = . 293.15K 32 mol . K mol Ahora simplificamos

3000 g atm. L g . 0.082 P . 1000L = . 293.15K 32 mol . K mol

Quedando de la siguiente manera en función a las unidades de presión (atm) P . 1000 =

3000 . 0.082atm . 293.15 32

Despejamos la ecuación P=

3000 . 0.082. 293.15 atm 32  .  1000

Resolviendo la ecuación, obtenemos finalmente el primer resultado P = 2.2535 atm b) El volumen que ocupará esa cantidad de gas a C.N. DATOS V = ¿? T = 273.15 K PM O = 31.98 g/mol 2

m o = 3 kg = 3000 g 2

P = 1 atm FORMULA A USAR: P V = n R T 3000 g atm. L g . 0.082 P V = n R T  1atm . V = . 273.15K 32 mol . K mol Ahora simplificamos 3000 g atm. L g . 0.082 1atm . V = . 273.15K 32 mol . K mol Quedando de la siguiente manera en función a las unidades de volumen (L) V=

3000 . 0.082L . 273.15 32

Despejamos la ecuación V=

3000 . 0.082. 273.15 L 32

Resolviendo la ecuación, obtenemos finalmente el segundo resultado

V = 2 099.84 L

SARA QUEQUE FLORES Un tanque de despacho de cerveza se utiliza para almacenar gases comprimidos que tiene un volumen aproximado de 0,030 m3, si el gas se almacena a una presión de 18 mega pascales a 350 °K ¿Cuánto seria la masa de “o” en el tanque de despacho de cerveza que se utilizó? DATOS: V = 0,030 m3 * P = 18 Mpa *

1000 L = 30 L 1 m3

7500,62mmHg 1 MPa

*

1 atm = 177,65 atm 760 mmHg

T= 350 °K mO2= ¿? SOLUCIÓN PV = nRT Primero hallar “n” n=

PV RT

( 177,65amt )∗( 30 L) n= atm−L 0,082 ∗(350 ° K ) mol−° k

(

)

n=185,6968 mol La masa de O2 en el tanque de despacho de cerveza n=

m PM

m=PM*n m=5942,29 g O2

YAEL JOSUÉ APAZA GALLEGOS

Calcúlese la densidad del H2S gaseoso (PM = 34.1 g/kmol) a 27 °C y 2.00 atm, considerándolo como gas ideal Datos atm L T = 27 + 273 = 300 K mol K P = 2.00 atm g m PM =34.1 Formulas : P . v=n . R .T D= mol v R=0.0821

Aplicar formulas: n=

m m m x R xT P x V =( )x R xT P xV= PM PM PM

P=

m R xT m x D= V PM v

P=Dx D=

R xT PM

P x PM RxT

2 atm x 34.1 D= 0.0821 D=2.768

g mol

atm L x 300 K mol K

g L

ROY FRANCO ARACA MAMANI Se coloca 160 gramos de oxígeno a 27°C en un recipiente con capacidad de 5 litros. Considerando que el oxígeno se comporta como un gas perfecto. ¿Cuál es el valor de la presión ejercida por la sustancia?

Solución:

Datos:

m 160 g n= =5 mol m = 160=g PM g 32 mol PM = 32 atm. L P .V =n . R .mol T .K R = 0.0821

T = 27°C + 273 = 300K V = 5L

nRT P= = V

atm . L )(300 K ) mol . K 5L

(5 mol)(0.0821

P=24.63 atm

HEIDY CHIPANA MURILLO Una masa de hidrógeno gaseoso ocupa un volumen de 230 litros en un tanque a una presión de 1.5 atmósferas y a una temperatura de 35°C. Calcular, 

¿Cuántos moles de hidrógeno se tienen?,



¿A qué masa equivale el número de moles contenidos en el tanque?

Datos:

OBTENER LOS NÚMERO DE MOLES DE LA MASA DE HIDRÓGENO GASEOSO

Despejamos “n”

PV =nRT n=

( n=

n=

PV RT

( 1.5 atm )( 230 l ) atm . l 0.0821 (308 k ) mol . k

)

345 atm .l =13.64 mol atm .l 25.29 mol

CONVERTIR EN MASA EL NÚMERO DE MOLES Al ser hidrógeno gaseoso nos referimos a que su peso atómico o masa molar es una molécula diatómica, compuesta por dos átomos de hidrógeno , Y que su peso molecular (PM) es igual a 2 g/mol (porque es diatómica), entonces tenemos:

RENZO RODRIGO VILCA ENCINAS

(

n=( 13,64 mol ) 2

g =27.28 g mol

)

¿Qué peso de oxígeno en un recipiente cilíndrico de 1 metro de altura y 30cm de diámetro que está a 20ºC y a 190cmHg de presión?, primero hallar el volumen respectivo. V= π.r2.h DATOS: - r=15 cm=0,15m - h= 1m a) V= π.r2.h -

V= 3,14 x (0,15m)2 x 1m V=0,0706m3 V=70,65 L.

b) P=190cmHg 1900mmHg2,5 atm V= 70,65 L. r=0,082 atm.l/mol.K T=20ºC + 273K=293K PM=16(2)=32 g soluto P.V=r.n.T m= P.V.PM/r.T m=

2,5 atm x 70,65 L. x 32 g l 0,082 atm . . K x 293 mol

m=235,2451 g de O 2

CARLOS EDUARDO TICONA LUQUE El propileno es un compuesto orgánico que se utiliza en la síntesis de otros compuestos orgánicos, como por ejemplo el polipropileno. Si en un recipiente de vidrio que pesa 40,1305g limpio, seco y hecho el vacío; luego pesa 138,2410 g cuando se llena con agua a 25ºC (Densidad del agua 0,9970 g/mL) y el mismo recipiente pesa 40,2950 g cuando se llena con gas propileno a 740 mm Hg y 24ºC. Calcular la masa molar del propileno. (R = 0,082 atm.L/Mol.ºK) (1atm=760mmHg) RESOLUCIÓN: Es una aplicación directa de la ecuación general de los gases, para lo cual, previamente hemos de calcular el volumen del recipiente de vidrio tomando como referencia los datos que nos dan para el agua

Masa de agua = 138,2410 - 40,1305 = 98,1105 g de agua, de la cual conocemos su densidad, y así: d=

Masa 98,1105 → 0,9970= :V =98,4057 ml=0.0984 L Volumen V

La masa del propileno será: 40,2950 - 40,1305 = 0,1645 g y ahora le aplicamos la ecuación de los gases:

PxV =

Masa 740 0,1645 xRxT ; x 0,0984= x 0,082 x 297 PM 760 PM

de donde, al despejar nos quedará PM =41,81 g/mol

KAREN ROSARIO BARRERA FLORES Determinar el volumen de un gas que ejerce una presión de 592 mmHg a una temperatura de 100 ̊ C con 1.05 ×1022moléculas.

Datos: V =? 1 atm ¿=0.778 atm 760 mmHg T = 100 ̊𝐶 + 273 = 373 k N = 1.05 ×1022 moleculas 1.05× 1022 =0.017 mol n= 6.023× 1023 L . atm R= 0.082 mol . K P = 592 mmHg (

Solución: V=

nRT P

(

L .atm ( 373 K ) mol . K 0.778 atm

( 0.017 mol ) 0.082 V=

V=

0.519962 0.778

V =0.6683 L

)

CARLOS DANIEL CUNURANA ROJAS Hallar el volúmen que tendrá 30 gr de He que se encuentra en un recipiente a una presión de 900 mm Hg y una temperatura de 321 K Datos: 

Masa:30 gr



R: 0,08205



Presion :900 mmHg



Masamolecular He: 4 gr



Temperatura :321 K

atm . L Mol . K

Resolución: PV =nRT

900 mmHg(V )=

30 gr atm . L 0,08205 ( 321 K ) gr Mol . K 4 mol

[

]

[

atm . L ( 321 K ) mol . K

900 mmHg ( V )=7,5 mol 0,08205

( 900 mmHg )

]

1,18421 atm ( V ) =197,535375 atm. L 900 mmHg

( V )=166,8077 L KELY YANIRA CHAGUA MONTUFAR Un gran cilindro almacena gases comprimidos, tiene un volumen aproximado de 0.050 metros cúbicos. Si el gas se almacena en una presión de 15 megapascales y a 300 grados Kelvin A) ¿Cuántos moles de gas contiene el cilindro? B) ¿Cuál sería la masa del oxígeno en un cilindro de esta naturaleza?

1 atm=0.101 Mpa

DATOS: V= 0.050 m^3= 50L P= 15MPa = 148.5148 atm T= 300K R= 0.082 atmL/molK

RESOLUCION

PV = nRT n=PV/RT 148 . 5148 atm∗50 L n = (0.082 atmL/molK) *  300K n = 301.8594

n= m/PM m= n*PM m= 301.8594*16 m= 9659. 502538 g

ALEXIS FABIAN MOGOLLON LAIME El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 cm3 a la temperatura de 20°C. Calcula el volumen a 90°C si la presión permanece constante

SOLUCION

Como la presión y la masa permanecen constantes, aplicamos Charles V1 T

1

=

V2 T2

Datos. V1=200 cm3 V2=?? T1= 20°C convertidos a kelvin T2= 90°C convertidos a kelvin

Convertir C a K. 20 °C + 273.15 = 293.15 K 90 °C + 273.15 = 363.15 K

V2 200 cm3 = 293.15 K 363.15 K V 2=247.75 cm 3