Ejercicios leyes de los gases

Ejercicios Unidad I. Analizar los Gases y su teoría cinético-molecular mediante la resolución y aplicación de problemas según las leyes que los rigen en el universo. 1. Si el punto de congelación de una solución saturada de NaCl – agua es de -17.8 °C, deduzca una ecuación que relacione las escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit. 2. Calcule la presión necesaria para comprimir isotérmicamente una muestra de aire, a una atmosfera. Desde 105 dm3 hasta 35 dm3 (Nota: 1 dm3 = 1 L) 3. Indique si cada propiedad es característica de todos los gases, de algunos gases o de un material no gaseoso: (A) transparente a la luz, (B) incoloro, (C) incapaz de pasar un papel filtro, (D) más difícil de comprimir que el agua líquida, (E) inodoro, (F) se sedimenta en reposo. 4. Exprese la presión de 675 torr en las unidades siguientes: (a) mm Hg, (b) atm, (c) Pa, (d) kPa. 5. Una muestra de gas contenida en un cilindro equipado con un pistón movible ocupo 300.0 mL a una presión de 2.0 atm. ¿Cuál será la presión final si el volumen aumenta a 575 mL a temperatura constante? 6. Un globo que contiene 2.50 L de aire a 1.0 atm se sumerge en agua a una profundidad donde la presión es de 2.5 atm. Calcule el nuevo volumen del globo y considere que la temperatura se mantiene constante. 7. Una muestra de 35.0 L de gas que se tomo en la atmosfera superior a una presión de 48.6 torr se comprimió en un recipiente de 150 mL a la misma temperatura a. ¿Cuál es la nueva presión en atmósfera? b. ¿A qué volumen tendría que comprimirse la muestra original para ejercer una presión de 10.0 atm? 8. Un gas ocupa un volumen de 31.0 L a 18°C. Si la temperatura del gas aumenta a 36.0 °C, a presión constante, (a) ¿Espera que el volumen se duplique a 62.0 L? Explique. Calcule el nuevo volumen (b) a 36°C, (c) a 400 K y (d) a -36°C. 9. Varios globos se inflaron con Helio a un volumen de 0.78 L a 26°C. Se encontró que la temperatura de uno de ellos había bajado a 21°C.¿Que le sucedió al volumen del globo si se encontró que había escapado el helio? 10. Un globo meteorológico se infla a un volumen de 135.0 L en un día que la temperatura es de 21°C. Si no hay escape de gases, ¿Cuál será el volumen del globo meteorológico si asciende a una altitud donde la temperatura es de -8°C? 11. Calcule el volumen de un gas ideal a la temperatura del hielo seco (-78.5°C), del N2 liquido (195.8 °C) y del He liquido (-268.9 °C) si este ocupa 5.00 L a 25°C. Considere una presión constante; con sus resultados trace una grafica y extrapole a volumen cero. En términos teóricos, ¿A qué temperatura el volumen será cero? 12. Una muestra de gas ocupa 363 mL a TPN. ¿A qué presión esta muestra ocupara 135.0 mL si la temperatura aumenta a 819°C?

13. Una muestra de 385 mL de neón ejerce una presión de 670 torr a 26°C ¿A qué temperatura, en °C, ejercerá una presión de 940 torren un volumen de 440.0 mL? 14. ¿Cuántas moléculas de gas ideal hay en un matraz de 5.00 L a TPN? 15. El dibromuro de etileno (DBE) se utilizo alguna vez para fumigar frutas y granos y se desecho por el daño potencial que causa a la salud. El DBE es un líquido que hierve a 109°C. Su masa molecular es de 188 g/mol. Calcule su densidad como gas a 165°C y 1.0 atm. 16. Un técnico del laboratorio olvido el significado del código colores de los cilindros de gas, pero recordó que cada uno de dos tanques contenía uno de los gases siguientes: He, Ne, Ar o Kr. Cuando midió la densidad de muestras de los gases de los dos cilindros a TPN, encontró que fueron de 3.74 g/L y 0.9 g/L. Determine por calculo, cuál de estos gases están presente en cada tanque. 17. R puede tener cualesquiera unidades de energía por mol por kelvins; calcule R en términos de 18. ¿Cuántas moléculas de oxigeno gaseoso hay en un recipiente de 500.0 mL si la presión es de 2.50 x 10-7 torr y la temperatura de 1225 K? ¿Cuántos gramos de oxigeno hay en el recipiente? 19. Un buque tanque que contenía 565 toneladas de cloro liquido sufrió un accidente (a) ¿Qué volumen ocuparía esta cantidad de cloro si todo se convierte en gas a 750 torr y 18°C? 20. El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas incoloro e inodoro muy poco reactivo. Calcule la presión (en atm) ejercida por 1.82 moles del gas en un recipiente de acero de 5.43 L de volumen a 69.5°C. 21. Una pequeña burbuja se eleva desde el fondo de un lago, donde la temperatura y presión son de 8°C y 6.4 atm, hasta la superficie del agua, donde la temperatura es de 25°C y la presión de 1.0 atm. Calcule el volumen final de la burbuja (en mL) si su volumen inicial era de 2.1 mL. 22. El argón en un gas inerte que se emplea en los focos para retrasar la vaporización del filamento del tungsteno. Cierto foco que contienen argón a 1.20 atm y 18°C se calienta a 85°C a volumen constante. Calcule la presión final (en atm)? 23. Calcule la masa molecular de un elemento gaseoso si 0.480 g del gas ocupan 367 mL a 365 torr y 45°C. Sugiere la identidad del elemento. 24. Una muestra de un liquido muy volátil se vaporizo por completo en un matraz de 250.0 mL sumergido en agua en ebullición. A partir de estos datos calcule la masa molecular (en uma) del liquido. Masa de matraz vacio = 65.347 g; masa del matraz lleno de agua a temperatura ambiente = 327.4 g; masa del matraz y liquido condensado = 65.739 g; presión atmosférica = 743.3 torr; temperatura de ebullición del agua = 99.8 °C; densidad del agua a temperatura ambiente = 0.997 g/mL. 25. Una mezcla gaseosa contienen 3.23 g de cloroformo, CHCl3, y 1.22 g de metano, CH4. Suponiendo que ambos compuestos se mantienen como gases, ¿Qué presión ejercen la mezcla en el interior de un recipiente metálico de 50.0 mL a 275 °C? ¿Cuál es la presión con la que contribuye el CHCl3?

26. Una mezcla de ciclo propano-oxigeno sirve como anestésico. Si las presiones parciales del ciclo propano y del oxigeno son de 140.0 torr y 560.0 torr, respectivamente, ¿Cuál es la proporción molar entre el ciclo propano y el oxigeno en esta mezcla? ¿Cuál es la proporción correspondiente de moléculas? 27. ¿Cuál es la fracción molar de cada gas en una mezcla cuyas presiones parciales son de 0.467 atm de He, 0.317 atm de Ar y 0.277 atm de Xe? 28. En tres recipientes de 2.5 L hay muestras separadas de N2, O2 y He. Cada uno ejercen una presión de 1.5 atm. (a) Si todos los gases se introducen en un recipiente de 1.00 L, sin cambios de temperatura, ¿Cuál será la presión resultante? (b) ¿Cuál es la presión parcial del O2 en la mezcla? (c) ¿Cuáles son las presiones parciales del N2 y He? 29. Una muestra de nitrógeno ocupa 469 mL a TPN. Si la misma muestra se recoge sobre agua a 25°C y 750 torr ¿Cuál sería el volumen de la muestra del gas? 30. Represéntese a la gasolina como si fuera octano, C8H18; cuando los hidrocarburos combustibles se queman en presencia de oxigeno suficiente se forma CO2. Reacción A: 2 C8H18 + gas motor de automóvil, no importa que tan bien afinado este, se queme el combustible por combinación de estas dos reacciones. Suponga que el motor del automóvil se enciende en régimen de marcha lenta en una cochera cerrada con un volumen de aire de 97.5 m3. En este motor se quema 95% de combustible según la reacción A y el resto por la reacción B. (a) ¿Cuántos litros de octano, densidad 0.702 g/mL, debe quemarse para que el CO alcance una concentración de 2.00 g/m3? (b) Si el motor en régimen de marcha lenta quema combustible a un ritmo de 1.00 gal/h (0.0631 L/min), ¿Cuánto tiempo tarda en llegar a la concentración de CO de (a)? 31. Calcule la presión de una muestra de tetracloruro de carbono, CCl4 , si 1.00 mol ocupa 35 L a 77°C (ligeramente arriba de su punto de ebullición normal). Considere que el CCl4 sigue (a) la ley de los gases ideales, (b) la ecuación de van der Waals del CCl4 son a= 20.39 L2 *atm/mol2 y b = 0.1383 L/mol . Repita los cálculos de las partes (a) y (b) pero ahora con una muestra de gas de 3.10 moles confinados en 5.75 L a 135°C.