Efusion de Gases - Liz

 

GAS IDEAL

1)

En el gr gráf áfic ico, o, ha hall llar ar la temp temper erat atur ura ae en n ““x” x” 2  P 1 V   1 1  P 2 V   2 = T 2 T   1 1

 P 2 V  2  2 T  1  1 T  2  2 =  P 1 V  1  1

x 10

a

5

h

500°k 

10 x 15 x 5 oo 5 x 10

=1500 ° k 

T 2 =1227 ° c 15 10 2) Cuant Cuantos os mol moles es de de O2 O2 (g) (g) hab habrán rán en un balón balón de 20L. 20L. si al pa pasar sarlo lo a otro otro b bal alón ón de 10L. manteniendo una cte P y T si se pierde 24g?

v 1 v2 = h1 h2

DATOS: 8 gO 2 ×

nO2= ? 20

h1

=

32 g O 2

  10 0.25

V1= 20L

V2= 1OL

P= cte

T=cte

m 1=?

m 2= m 1 – m3

3)

 1 molO 2

Gráfico de O2 (g) habrán en un balón de 20L.

ING.DE PETROLEO

 

e) II Y III  4) Un vapo vaporr MO2 MO2 a lla a pre presi sión ón de 1248 1248 torr torr.. Y 127 127°c °c ti tien ene e una una dens densid idad ad de 3 g/l g/l . Halla masa molecular del M(MO3)2  MO2=

 M =

P= 1248 Torr

l R T   P

T=127°C + 273°k = 400°k 3g

(   )(  M =

k 

o .0821 LX ATM    )( 400 K ) mol K  1.642 atm  M =60 g / mol

L= 3(g)/l

 PM = M ( MO 3 ) 2

 MO 2 → O 2− 32 g / mol 60 −32=28 g / mol =¿

   

2 M =28 ( 2 )

60 =16 ( 6 ) 180 g / mol

5) Isom Isomét étri rica came ment nte e la la pre presi sión ón de un gas gas varí varía a des desde de 6atm 6atm has hasta ta obt obten ener er una una que que es la mitad de la densidad inicial. ¿Cuál es la presión final?

P1= 6atm

Pv= nRT  

 ´  P . M   RT 

Pf= Pi/2 Pi = 2Pf 

 PI = 2 Pf 

 ´  ´  P 1 M   P 2. M    =2 (  )  RT   RT   P 1=2 P 2 6 =2 P 2

 P 2=3 atm

ING.DE PETROLEO

 

6)

Que Que diag diagra rama ma des descr crib ibe e los los proc proces esos os iso isomé métri trico cos s isob isobár áric ico o en ese ese ord orden en :

Isobarico

Isocoro

Isobarico

T=cte

V=cte

P = cte

a)

7) Si aumentando la T y Reducimos la presión de un gas, entonces: b) El volumen aumenta

8) Un ga gas s ideal ideal sufre sufre las sg sgts: ts:

1)T=cte 2)P=cte 3)V=cte

9) Un camión camión cisterna cisterna trans transporta porta en un tanque tanque de 820° 820° L gas propa propano no a 15 atm y 27° Durante el viaje la presión disminuye a 12 atm sin que varie la temperatura que cantidad cantidad de C3H8 se perdió perdió durante el viaje

 P 1. V   1 1 = P 2. V   2 2 V   2 2=

M.A = C=12 ; H=1 VT= 820L P1= 15 atm

ING.DE PETROLEO

 

15 X  820  820 12

PV = nRT 

 w  pv = M  RT 

=1025 L

 

W   1 1=

 

T= 27°

 PVM ( CH  4  4 ) =1  RT  15 atm ( 820 l )(

W   1 1=

P2= 12 atm

0.0821

44 g

 )

mol

  atm   x 300 l mol K 

w =2197.32

T2 = 27°c

10) En la gráfica (P-V) calcule el valor de T2:

T  2  2 = ? P1

c

P2

h

 P 1 T 1 =  P 2 T 2 10 5

T1

=

600

T   2 2

 

T  2  2 =300 ° K 

600°k  a T2

11) INCORRECTA: d) d) Los  Los gases son fácilmente comprensibles

12) Determinar la densidad densidad del SO2 si a las condiciones condiciones de Presión y temperatura la densidad del metano , CH2 es 1,2 g/l (S=32, O=16,C=12)

 P= 1 atm 0.956 g / l → 1 atmT =25 ° c + 273 ° k =298 ° k 

ING.DE PETROLEO

 

1.2 g / l → X 

 

 ´  PM   X =1.83 atm p =   = P SO2=  RT 

( 1 atm )(

640 g

 )

mol  L xatm xatm   45 ° c → 318.7 ° k  )( 2.98 ° k ) ( 0.0821 mol  L

2.42

g/l

 P SO2=

13) Dado el grafico , determinar el valor del cero absoluto en la escala

T 1−¿  P 1

14

−12−¿ 6

=

=

T   2 2 −T 1  P 2− P 1

48 + 12 14− 6

¿ =−57

48

-12

14) ¿Cuál es el volumen molar del O2 aquellas condici condiciones ones donde la densidad es 1.45 g/l  V=molar ( 1 atm ) ( 22.4 )=(

10 32

)( 0.0821 )( 298)

P= 1.45 g/l O2  PV=nRT 

 

ING.DE PETROLEO

W =29.30 g d e O 2

 

29.30 g → x 2 ( 16 ) g → 22..4

 x =21

Mezcla de gases

1) Se mezcla mezclan n masas masas iguales iguales de CO y N 2 en un recipiente de 2L. Determinar la fracción molar del CO.

CO = 28 g/mol N2  = 28 g/mol  T = 54 g/mol Fracción Molar:

XCO = 28 g/mol = 1   54 g/mol 2

2) Una Una mezcla mezcla de de 4,4g 4,4g de CO2 y 2,8g de CO está contenida en un recipiente a 27°C y a una presión total de 0,5 ATM. Hallar el volumen del recipiente.

W1= 4,4g de CO2 = 0,1 mol de CO2   44  

2 W   = 2,8g 2,8 de CO = 0,1 mol de CO

ING.DE PETROLEO

 

  V = n.R.T   P V = (0,1+0,1)(0,082)(300)   (0,5) V = 9,84 L

3) Se me mezc zclan lan 8 84g 4g de N2 con 8g de H2, siendo la temperatura de la mezcla 7°C. Si se sabe también que la presión parcial del N 2  es 4,92 ATM. Hallar el volumen parcial del H2.

-84g de N2 x 1mol de N2 = 3mol de N2 28g de N2  

Xi = 3 7 

-8g de H2 x 1mol de H2 = 4mol de H2   2g de H2 PN2 = Xi . PT (7)(4,92) = PT   (3) 11,48 = PT En la fórmula: P.V = n.R.T P.Vi = ni.R.T   Vi = (4)(0,082)(280) (4)(0,082)(280)   11,48   Vi = 8L

4) Una mez mezcla cla que con contie tiene ne 64g de Oxí Oxígen geno, o, 28g de Nit Nitróg rógeno eno y 6g de Hidrógeno está a 27°C y 3 ATM de presión. ¿Cuál es la densidad de la mezcla a estas condiciones? ING.DE PETROLEO

 

N1 = 64 = 2mol de O2   32 (300)

 _  

N2 = 28 = 1 mol de H2  L

V = 147,6 = 49,2

28 N3 = 6 = 3 mol de H2 2 

 

D = WT = 98g V 42,2L

P.V = NT.R.T (3).V = (6)(0,082)

3  _   WT = W1 + W2 + W3 = 98g _ NT = N1 + N2 + N3 = 6mol = 1,99 g/L

5) La composición en masa de una mezcla gaseosa es de 32% de O 2; 56% de N2 y 12% de H 2. Indicar cuál(es) de la(s) proposición(nes) son ciertas:

I. II. II III. I. IV.

El volumen parcial de N2 es 6L, si el volumen total es 27L. La masa molar de la mezcla es 11,1 ,1.. La dens densid idad ad de la mezc mezcla la a C.N C.N es 0, 0,49 49 g/ g/L. L.

32% de O2 ----> 1 mol de O2 56% de N2 ----> 2 mol de N2 12% de H2 ----> 6 mol de H2 I)

V = n.Vi 27 = 9. Vi 3 = Vi

Vi = ni.Vi Vi = (2)(3) Vi = 6 L

II)  

N = m = 100 = 11,1 M 9

III)

D=P.M   R.T

= 0,49 g/L

6) Se agregaron 3 gases a un rrecipiente ecipiente de 10L produciéndose una presión total de 800 torr a 27°C. Si la mezcla contenía 8g de CO 2, 6g de O2 y “m” g de N2. Hallar la presión parcial del N 2 en la mezcla.

ING.DE PETROLEO

 

         

8g de CO2 = 0,1818 mol de CO2 6g de O2 = 0,1875 mol de O 2 mg de N2 = m mol de N 2 28 P.V = n.R.T (800)(10) = (0,1818+0,1875+m) (62,4)(300) 28

0,05805 = m = Nn2 28 *PN2 = 0,05805 x 800 = 108,6 torr  0,42735

7) Se tiene dos rec recipi ipient entes es con conect ectado ados s por un tub tubo o cap capila ilarr de vo volum lumen en despre des precia ciable ble ini inicia cialme lmente nte cer cerrad rado. o. El rec recipi ipient ente e de may mayor or vol volume umen n contiene oxígeno de 9 ATM y el otro recipiente contiene hidrógeno de 5  ATM. Suponiendo temperatura constante. Hallar la presión cuando se abra la llave de paso. Asuma temperatura constante: - O2 ----> 9 atm - H2 ----> 5 atm

*

*P.V = n.R.T   (9)(10) = m.R.T   32   35121,95 = m = 10,9756 mol   P(16) = (109756+365)(0,082)  

(5)(6)(2) = m 0,082 m = 731,70 = 365 mol

P = 7,49 = 7,5 ATM

8) Una me mezcl zcla a de gas cont contien iene e CH4, C2H6  y C3H8. Si la presión total es de 1,5 ATM y las cantidades de los gases presentes son 0,31 moles de CH4, 0,25 No moléculas de C2H6 y 12,76g de C 3H8. Determinar la presión parcial del CH4.

C3H8 . 12,76 mol C 3H8 = 0,29 mol de C3H8   44 g de C3H8 NT = 0,31 + 0,25 + 0,29 = 0,85 PCH4 = XCH4 . PT PCH4 = 0,31 (1,5)   0,85 PCH4 = 0,55 ATM

ING.DE PETROLEO

 

9) Cuántos globos esféricos de 6L de capacidad pueden llenars llenarse e a C.N con el hidrógeno procedente de un tanque que contiene 250L del mismo a 20°C y 5 ATM de presión. Recuerde que no se puede extraer todo el hidrógeno del balón y su temperatura se mantiene constante. P.V = n.R.T   (5)(250) = n (0,082)(293) 52,0269 = n *P.V = n.R.T  

V = (52,0269)(0,082)(273) (52,0269)(0,082)(273)

 

V = 1164,67L

-----> # de globos = 1164,67 = 194 globos.   6

10)Una mezcla gaseosa está preparada a partir de 2L de H 2 (P=700 torr) y 5L de CH4 (P=840 torr). El volumen de la mezcla es igual a 7L. Hallar la presión total de la mezcla torr.  _ P.V = n.R.T   (700)(2) = nH2   (62,4)(273)  

0,0821 = nH2

 _ P.V = n.R.T   (840)(5) = nCH4   (62,4)(273) 0,2465 = nCH4   ----> nT = 0,0821 + 0,2465 = 0,3286



P.V = nT.R.T P = (0,3286)(62,4)(273) (0,3286)(62,4)(273) = 799,6 799,6 = 800 torr. (7)

11)Se 11 )Se tie tiene ne un vo volú lúme mene nes s igua iguale les s de lo los s ga gase ses s A y B, a la las s mi mism smas as condiciones de presión y temperatura. Si del gas A existen 0,5 moles y del gas B existen 20g, la masa molecular del gas B es.



m = 0,5 M

ING.DE PETROLEO

 

20 = M 0,5 40 = M

12)En una mezcla de NO y C 2H6 la presión parcial del primero es 3 veces mayor que la presión parcial del segundo. Qué porcentaje molar del NO hay en mezcla. -NO = X1 -C2H6 = X2 3(25%) = X 1 X1 = 75%

  

 

3X2 = X1 XT XT  

3X2 + X2 = 100%

 

4X2 = 100% ----> X2 = 25%

13)La presión que ejerce 4g de un gas en un frasco sin aire es 1 ATM. Si se agrega 6 g de otro gas diferente, la presión de la mezcla resulta 1,5 ATM manteniendo constante la temperatura. Hallar la relación entre masas moleculares del primer gas respecto al segundo gas.

P1 = 1 atm ; P2 = 1,5 atm T = cte -Gas 1: P1.V = W1 . R.T M1 Mezcla (gas 1 y 2) P2.V = (W1 + W2) R.T  M1 

M2

  1 = 4.R.T ----> M1 = 4RT   M1 Sustituyendo en mezcla: 4[ 1,5 = ( 4 + 6 )R.T ]   M1  M2 6 = ( 4 + 6 )M1 ]   M1  M2 6 = 4 + 6M 1 M2   M1 = 1 M2 3

ING.DE PETROLEO

 

14)Una mez 14)Una mezcla cla de gas gases es ide ideale ales s con contie tiene ne 4 mil milimo imoles les de H 2  po porr cada milimol de Ne. Entonces la presión parcial de Ne resulta: 4K = H2 1K Ne NT = 5K *PNe = K . P   5K  PNe = 1 P   5

EFUSION DE GASES 1. Ordenar los gases que se citan:  N 2 , H 2 , CH 4 ,O 2 en función creciente a sus velocidades de difusión. a)   O2