Mezcla de Gases

 

 

Química 

MEZCLAS DE GASES Es una mezcla homogénea de dos o más gases, donde cada componente se comporta como si estuviera actuando sólo, ocupando todo el volumen de la mezcla y a la misma temperatura. Por ser ser mezcla homogénea p posee osee la misma composición y las mismas propiedades en cualquier parte de su volumen.

ALGUNAS CARÁCTERÍSTICAS CARÁCTERÍSTICAS DE LAS MEZCLAS GASEOSAS. Fracción Molar (fm). Indica la relación del número de mol de un componente (n i) respeto al número de mol total de la mezcla (

 ()  

se cumple:

) 

0 < fm(i) < 1 

∑ () =  

En la mezcla de 3,2g He y 134,4 g de O 2 . Calcule la fracción molar de cada gas. …………………………………………………………………………………………………….   …………………………………………………………………………………………………….

̅   ̅ )  = (1) . (1) + (2) . (2) + ………. …… …. +() . () 

Peso Molecular Promedio o Aparente ( Para una mezcla de “n” componentes

Ejemplo. Para la mezcla anterior (He y O2) MP = 0,16 (4) + 0,84 (32) = 27,52 g/mol Significa que la masa promedio de 1 mol de mezcla es 27,52 g

LEYES QUE GOBIERNAN LAS MEZCLAS GASEOSAS. 1. Ley de Dalton de las presiones parciales.  La presión total que que ejerce una mez mezcla cla de gases, es igual a la suma d de e las presiones parciales de los gases que la componen. Presión parcial de un componente (Pi), es la presión que ejercen las moléculas del gas “i” , cuando éste se encuentra ocupando todo el volumen de la mezcla y a la misma temperatura. Para una mezcla de “n” componentes Pt = P1 + P2 + P3+ ………………+ Pn 2. Ley de los volúmenes parciales.  El volumen total (Vt) ocupado por una mezcla de gases, es igual a la suma de los volúmenes parciales de los gases que la componen. Volumen parcial, de un componente (Vi) es el volumen que ocupa dicho componente, antes de la mezcla, cuando está a las mismas condiciones de P y T, que la mezcla.

Docente: Ing. Edwis Castañeda Velásquez Velásquez

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  Para una mezcla de “n” componentes

 

Vt = V1 + V2 + V3 +

Química  …. + Vn 

Relación de Avogadro. Según las condiciones dadas por Dalton y Amagat en una mezcla gaseosa para un componente (i), se cumple.

 () =  =  =  

  Para calcular la presión parcial (Pi)

 ==  (())   ++  

Para calcular el volumen parcial (Vi)

Ejemplo. Si se mezclan 460g de SO 3 y 120g de C2H6 a la presión total de 15atm. Halla la presión de cada gas.

Gas Húmedo GH). Es una mezcla gaseosa donde uno de sus componentes es el vapor de un líquido no volátil, generalmente es el agua. Se obtiene el hacer pasar un gas seco, a través de éste líquido.

Por la ley de Dalton para el gas húmedo. Gas húmedo = Gas seco = Vapor (GH) (GS)

P(GH) = P(GS) + PV 

Ejemplo. Se recoge el gas C 2H2 sobre agua a 30°C, donde la presión barométrica es 750 mmHg. Calcule la presión que ejerce el C2H2, si PV30°C = 31,82 mmHg.

Humedad Relativa (HR). Se emplea para indicar el grado de saturación de vapor de agua, en el sistema gas húmedo.

 = °    

Donde la HR y

°  

Se calculan experimentalmente, entonces se puede calcular Pv (presión parcial de vapor no saturado). El sistema donde se encuentra el gas húmedo puede ser:

HR PGH 

SISTEMA SATURADO

INSATURADO

100%

< 100%

PGS +

°  

PGS + PV 

LEY DE DIFUSIÓN Y EFUSIÓN DE GASES DE GRAHAM  A las mismas condiciones de presión y temperatura las velocidades de difusión y efusión (V) de dos gases son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus pesos moleculares ( ) o de sus densidades (D)

  = √   = √      

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Química 

at m demora en difundirse 8 minutos. A Ejemplo. Si 10 L de gas metano (CH4) a 27°C y 1 atm las mismas condiciones, 10 L de un gas desconocido demora 16 minutos. ¿Cuál es el peso molecular de gas desconocido?

EJERCICIOS PROPUESTAS PRACTICA 01. DENSIDAD

6. 38. La masa de una probeta vacía es 188

1. En una probeta que contiene 30 mL de agua se introduce granallas de zinc metálico, como se muestra en el gráfico. Según el esquema anterior, determine la densidad del zinc.

gramos. la masa de la probeta llena de gllicerina hasta la mitad de su capacidad es 275,5 g. ¿Cuál es la capacidad de la probeta. Dato: ƿ glicerina = 1,25 g / mL. a) 75 mL b) 140 c) 70 d) 150 e) 180

7. 39. Sabiendo que la densidad de 100 mL de alcohol etílico es 0,8 g.cm-3, determine la densidad de 16 mL de alcohol etílico. a) 0,8 kg/mL b) 80 kg/cm3  c) 0,8 kg/L d) 8 kg/L e) 40

8. Si al dilatarse un cuerpo su densidad disminuye en 0,8 g/cm3 y su volumen varía en a) 1,875 g/cm3 d) 7,5

b) 2 e) 1,5

c) 8

2. Un recipiente vacío tiene una masa de 250 gramos. Completamente lleno con agua tiene una masa de 850 gramos. Si el recipiente vacío se llena hasta la mitad con un líquido  X, el conjunto tiene una masa de 500 gramos. Determine la densidad del líquido X . a) 0,833 g/ml b) 0,888 c) 0,991 d) 1 e) 1,02

3. ¿Cuál es la unidad de la densidad según el S.I.? a) g/mL d) kg/m3

b) g/cm3  e) g/m3 

c) kg / L

4. 36. Al dilatarse un cuerpo sólido su densidad disminuye en 0,6 g/mL y su volumen aumenta en un tercio de su valor inicial. ¿Cuál es su densidad inicial? a) 0,8 g/mL b) 1,9 c) 3,7 d) 1,5 e) 2,4

5. 37. Una probeta contiene 20 mL de agua. Se introduce 20 gramos de granallas de cinc metálico, observándose que el volumen del sistema aumenta a 22,5 mL. Hallar la densidad de cinc. a) g/mL d) 1 5,5

b) e) 0,88 6,3

c) 8

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2/3 de su valor inicial. ¿Cuál es la densidad inicial en g/cm 3? a) 0,4 b) 0,6 c) 0,8 d) 2 e) 1,8

PRACTICA 02. MEZCLA DE GASES 9. Se tiene una mezcla de H2, C3H8, en un recipiente de 30L a 200°C, indique verdadero (V) o falso (F), según. ( ) Necesariamente Necesariam ente el volumen parcial de H2 es 10L. ( ) Cada gas ocupa ocupa 30L ( ) Los tres gases se encuentran encuentran a 200°C 200°C  A. VFV B. C. D. E.

VVF FVF FVV VVV

10. Se mezclan 16g, 14g y 34g de gas SO 2, N2  Y H2S, respectivamente, en un balón de 12L, donde la presión absoluta es 8,2 atm; entonces calcule. I. El peso molecular promedio. II. La temperatura temperatura de la mezcla mezcla  A. B. C. D. E.

36,57 g/mol ; 685,7 K 35,50 g/mol ; 600 600 K 40,30 g/mol ; 700 K 36,56 g/mol ; 427,2 K 35,50g/mol ; 686K 3 

 

 

Química 

11. Una mezcla gaseosa hecha con 25,6 g de

D) 34,5 g/mol y NH3  E) 32,5 g/mol y H2S

O2  Y 89,6 de CO se coloca en un recipiente de 28 L y 7°C. Entonces calcule. I. La fracción molar del gas más liviano. II. la presión parcial del gas más pesado.

16. La composición volumétrica del aire es

 A) 0,90 y 0,60 atm B) 0,80 y 0,66 atm C) 0,75 y 0,66 atm D) 0,80 y 0,60 atm E) 0,85 y 0,66 atm

17. La presión total de una mezcla gaseosa de

12. Se tiene una mezcla de 3 gases, la fracción molar del tercer gas es el cuádruple del primero y la fracción molar del primer gas es el triple del segundo. Determine la presión total de la mezcla si la presión parcial del tercer gas es 471mmHg.  A) 600 mmHg B) 628 mmHg C) 760 mmHg

13. Un tanque de 300 dm3 a 20°C, contiene una mezcla de H2  , Ar, CO2, donde la presión parcial son 0,8 atm; 0,1 atm y 0,7 atm respectivamente; que volumen ocupará la mezcla a condiciones condiciones normales.  A) 400,5L B) 389,9 L C) 447,2L D) 450,5 L E) 427,5 L

14. Hallar el peso molecular de una mezcla formada por CO2 y CH4  sabiendo que la fracción molar de CO 2  excede en 0,3 a la del metano. B) 30,4 E) 62

C) 34,2

15. Luego del análisis hecho a una mezcla gaseosa se tienen lo siguientes datos.

Gas

O2  y CO2  es 8 atm. Calcular el peso molecular medio de la mezcla sabiendo que la presión parcial del CO 2  es 1520 mmHg.  A) 37 B) 39 C) 41 D) 43 E) 45

18. Si los siguientes gases se encuentran a 57°C y 2 atm ¿Cuál se difunde más rápido? DATO. PA (Ar=40 , N=14, O=16, S=32, Cl=35,5 , Cl=12)  A) Ar B) N2O C) SO3  D) Cl2 

D) 471 mmHg E) 528 mmHg

 A) 40,2 D) 54,3

78% de nitrógeno, oxígeno 21% y argón 1%. Hallar su peso molecular.  A) 28,96 B) 32,42 C) 30,15 D) 27 E) 20,96

O2 

N2 

%Vi 12,5 50,0 Presión absoluta = 8 atm Temperatura = 127 ºC Densidad = 8,41 g/L

X 37,5

E) C2H2 

19. La densidad de un gas A respecto a un gas B es 1,2. Si 100mL del gas A efunde en 80 s por un agujero ¿Qué volumen del gas gas B efundirá por el mismo agujero a las mismas condiciones de presión y temperatura temperatur a y en el mismo tiempo?  A) 100 mL B) 78,1 mL C) 109,5 mL D) 143,8 mL E) 91,3 mL

20.  A través de un efusiómetro de 2 litros, el CH4  demora en difundirse 50 segundos. a las mismas condiciones y en un efusímetro idéntico ¿Qué tiempo demorará en difundirse el anhidrido sulfuroso (SO 2)?  A) 100 s B) 78 C) 25 D) 50 E) 5

calcule el peso molecular de la mezcla e identifique al gas X, si es un hidrocarburo. 4   A) 30,5 g/mol g/mol yy C CH B) 34,5 3H8  C) 30,5 g/mol y CO 2 

Docente: Ing. Edwis Castañeda Velásquez Velásquez

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