EJERCICIOS DE GASES1. 5.33 Un globo lleno de gas con un volumen de 2.50 l a 1.2 atm y 25 ºC se eleva hasta la atmósfera (unos 30 Km. sobre la superficie de la Tierra), donde la temperatura y la presión son –23 ºC y 3.00 * 10-3 atm, respectivamente. Calcule el volumen final del globo. 2. 5.36 Un gas liberado durante la fermentación de glucosa (en la manufactura de vino) tiene un volumen de 0.78 l a 20.1 ºC y 1.00 atm. ¿Cuál es el volumen del gas a la temperatura de fermentación de 36.5 ºC y 1.00 atm de presión? 3. 5.40 El hielo seco es dióxido de carbono sólido. Una muestra de 0.050 g de hielo seco se coloca en un recipiente vacío que tiene un volumen de 4.6 l a 30ºC. Calcule la presión interior del recipiente después de que todo el hielo seco se ha convertido en CO2 gaseoso. todos en volumen. ¿Cuántas moléculas de ozono están presentes en 1. La temperatura y presión típicas del ozono en la estratosfera son 250 K y 1. respectivamente. 21% de O2 y 1% de Ar.4.43 Las moléculas de ozono en la estratosfera absorben una buena parte de la radiación solar nociva. 5.0 litro de aire a TPE? . 5.44 Suponiendo que el aire contiene 78% de N2. ¿cuántas moléculas de cada gas están presentes en 1.0 l de aire en estas condiciones? 5.0 x 10-3 atm. Ar = 0. O2 = 20.59 El aire seco cerca del nivel del mar tiene la siguiente composición en volumen: N2 = 78.0% de O2 en volumen. las fracciones molares de los gases se pueden expresar como relaciones de volúmenes a la misma temperatura y presión) .0 ºC y 790 mm Hg que se requieren para quemar 227 g de etanol. y b) la concentración de cada gas en moles por litro a 0 ºC (Sugerencia: como el volumen es proporcional al número de moles presentes.94%.93%. 5. la presión atmosférica es 1.54 El etanol (C2H5OH) se quema en el aire: C 2 H 5 OH ( l ) O2( g ) CO2( g ) H 2 O( l ) Balancee la ecuación y determine el volumen de aire en litros a 35. Suponga que el aire contiene 21.05%. CO2 = 0.00 atm. 7. 5.08%. Calcule: a) la presión parcial de cada gas en atm.6. 5. (Sugerencia: la reacción ocurre entre el HCO3 – y el HCl del estómago) 9.00 atm cuando una persona ingiere una tableta de 3. Calcule el volumen (en ml) de CO2 generado a 37 ºC y 1.8. se descompone de acuerdo con la ecuación: 4 C3H5(NO3)3 (s) 12 CO2 (g) + 10 H2O (g) + 6N2 (g) + O2 (g) Calcule el volumen total de los gases recolectados a 1. un compuesto explosivo.29 g.2 atm y 25 ºC a partir de 2.6 x 102 g de nitroglicerina. 5.60 El porcentaje en masa de bicarbonato (HCO3-) en una tabla de Alka-Seltzer es de 32.83 La nitroglicerina. ¿Cuáles son las presiones parciales de los gases en estas condiciones? .5%. Enumere los componentes principales de esta mezcla gaseosa.90 Una persona adulta saludable exhala alrededor de 5. 5. 5.3 atm. B) El bicarbonato de amonio (NH4HCO3) también se ha utilizado para el mismo fin.10. Sugiera una ventaja y una desventaja al usar NH4HCO3 en lugar de NaHCO3 para hornear. .0 * 102 ml de una mezcla gaseosa en cada respiración. el responsable de que las galletas.91 Al bicarbonato de sodio (NaHCO3) se le llama polvo de hornear porque cuando se calienta libera dióxido de carbono gaseoso. 11.0 g de NaHCO3 a 180 ºC y 1. A) Calcule el volumen (en litros) de CO2 producido al calentar 5.1 atm. Calcule el número de moléculas presentes en este volumen a 37 ºC y 1. las donas y el pan se inflen. 93 Algunos agentes comerciales que se usan para destapar cañerías contienen una mezcla de hidróxido de sodio y polvo de aluminio.92 Un barómetro que tiene un área de sección transversal de 1. Cuando la mezcla se vierte en un drenaje tapado. ocurre la siguiente reacción 2 NaOH ( ac) 2 Al ( s ) 6 H 2 O 2 NaAl(OH ) 4( ac) 3H 2( g ) El calor generado en esta reacción ayuda a derretir los sólidos.0 cm de mercurio a nivel del mar.6 g/ml y el radio promedio de la Tierra es de 6371 Km. y el gas hidrógeno liberado remueve los sólidos que tapan el drenaje. Calcule el volumen de H2 formado a TPE si 3.25 * 1018 kg 13. (Sugerencia: el área superficial de una esfera es 4πr2. calcule la masa total de la atmósfera de la Tierra en kilogramos. ..12. donde r.12 g de Al se tratan con un exceso de NaOH.00 cm2 mide una presión de 76. Puesto que la densidad del mercurio es de 13. 5. es el radio de la esfera) Resp: 5. 5. que obstruyen la cañería. como la grasa. La presión ejercida por esta columna de mercurio es igual a la presión que ejerce todo el aire sobre 1 cm 2 de la superficie de la Tierra. 15. la reacción ocurre rápida y completamente.97 El óxido nítrico (NO) reacciona con el oxígeno molecular como sigue: 2 NO( g ) O2 ( g ) 2 NO2( g ) Inicialmente el NO y el O2 están separados como se muestra a continuación. a veces se rompe el cascarón debido a su rápida expansión térmica a temperaturas elevadas. Suponga que la temperatura permanece constante a 25 ºC. 5. Determine qué gases permanecen al final y calcule sus presiones parciales. Cuando se abre la válvula.105 Cuando se cuecen huevos duros. 5. . Sugiera otra causa.14. se agrega todo el aire de la bomba a la llanta.0 atm) b) ¿Cuál es la presión total en la llanta cuando el manómetro marca 5.116 a) ¿Qué volumen de aire a 1. Resp: a) 490 L.0 atm y luego. 5. que es la diferencia entre la presión en la llanta y la presión atmosférica.0 atm y 22 ºC se necesita para llenar una llanta de bicicleta de 0. La presión de la llanta antes de inflarla era de 1. 17.98 l a una presión de 5.0 atm es la presión manométrica.106 Se sabe que el gas etileno (C2H4) que despiden las frutas es el responsable de que maduren.16.0 atm a la misma temperatura? (Observe que 5. por compresión del gas en el cilindro. explique por qué una penca de plátanos madura más rápido en una bolsa de papel cerrada que en un frutero. 5. Con esta información. ¿cuál es la presión manométrica en la llanta después de tres bombeos completos? Suponga que la temperatura es constante.0 atm? c) La llanta se infla llenando el cilindro de una bomba manual con aire a 1. b) 6.0 atm. c) 1 atm . Si el volumen de la bomba es 33% del volumen de la llanta. calcule la temperatura del aire. Un auto se deja encendido en un estacionamiento mal ventilado que tiene 6. a) Dado que la mas amolar del aire es de 29. la presión atmosférica es de 210 mm Hg y la densidad del aire es 0.2 m de altura a 20 ºC.0 m de ancho y 2. a una velocidad de unos 188 g de CO por hora. b) Suponiendo que no cambia la composición del aire. calcule la disminución porcentual del oxígeno desde el nivel del mar hasta la cima de esta montaña. B) ¿Cuánto tiempo tomaría acumular una concentración letal de CO de 1000 ppmv (partes por millón en volumen).119 En la cima del Monte Everest. A) Calcule la velocidad de producción de CO en moles por minuto. .18. 5. un gas tóxico.0 g/mol. 4.117 El motor de un automóvil produce monóxido de carbono.? 19. 5.0 m de largo.426 kg/m3. la presión parcial del vapor de agua en el aire es de 3. la llegada de un frente de onda de baja presión comúnmente significa lluvia pertinaz. En un cierto día de verano en Carolina del Norte. Resp: 91% 21. Calcule la humedad relativa. ¿por qué un litro de aire húmedo pesa menos que un litro de aire seco? En el pronóstico meteorológico.9 * 103 Pa a 30 ºC. 5.121 En las mismas condiciones de presión y temperatura. 5.20. Explique por qué? .120 La humedad relativa se define como la relación (expresada en porcentaje) entre la presión parcial del vapor d agua en el aire y la presión del vapor en equilibrio a una cierta temperatura. 122 El aire que entra a los pulmones termina en finos sacos llamados alvéolos. a) Calcule la masa de vapor de mercurio (en gramos) en la habitación a una temperatura de 20ºC.7 * 1012 moléculas 23. .050 mg Hg/m 3 de aire? c) Una manera de tratar pequeñas cantidades de mercurio derramado es rociar polvo de azufre sobre el metal. 6. 5. El radio promedio del alveolo es de 0.123 Un estudiante rompe un termómetro y se derrama la mayor parte del mercurio (Hg) sobre el piso del laboratorio.7 * 10-6 atm.2 m de largo. Desde aquí es de donde el oxígeno se difunde hacia la sangre.4 m de altura. calcular el número de moléculas de oxígeno en uno de los alvéolos 4 (Sugerencia: el volumen de una esfera de radio r es * r 3 ) 3 Resp: 1. La presión de vapor del mercurio a 20 ºC es 1.22. Sugiera una razón física y química para esta acción. b) ¿La concentración de vapor del mercurio sobrepasa la regulación de la calidad de 0. 5.6 m de ancho y 2. Suponiendo que la presión dentro del alveolo es de 1. cuyas medidas son 15.0050 cm y el aire en su interior contiene14% de oxígeno.0 atm y la temperatura es de 37ºC. y b) en dinas por centímetro cuadrado. Hallar la presión de 1 atmosfera: a) en kilogramos por centímetro cuadrado. . PROBLEMAS ADICIONALES DE GASES (Representar el estado y/o el proceso a las condiciones de enunciado del problema) 1. Si el gas se calienta a 35 °C. Se llena de aire a 0°C y 6 atm. Se ensaya un tanque que resiste una presión de 10 atm. a una temperatura de 200°C? . una vez lleno. ¿Ofrece seguridad para someterlo.2. calcular la nueva presión en atmósferas si se supone que no cambia el volumen del recipiente. Una cierta cantidad de gas está contenida en un recipiente a — 10°C y presión de 75 cm de mercurio. 3. Calcular su volumen en condiciones normales. Un recipiente abierto en comunicación con el aire se calienta de 18°C a 200 °C. Un gas ocupa 20 litros a 14 °C y 750 mm.4. 5. . Hallar la fracción del aire contenido que es expulsado a la atmósfera. ¿Cuál será su nuevo volumen? 7. Calcular el volumen del hidrógeno seco a 12°C'y 770 mm.38 m3 de un gas a 80°F y a la presión de 14 Kg/cm2. Un cilindro contiene 1. La presión parcial del vapor de agua es 23. .8 mm.6. Una masa de hidrógeno recogida sobre agua a 25 °C y presión de 737 mm ocupa un volumen de 245 cm3. El gas Se traslada a un recipiente a 10 °C y presión de 1 atm. . Un litro de aire seco a 10 °C y 7503 mm se hace burbujear a través de agua obteniéndose un volumen de 1013 cm a las mismas temperatura y presión.9. Calcular el tiempo que tardarían en difundirse 25 cm3 de hidrógeno. Hallar la presión parcial del vapor de agua en el aire húmedo que resulta. 8. La densidad relativa del nitrógeno respecto al hidrógeno es igual a 13. 16 cm3 de nitrógeno pasan en 10 minutos a través de un determinado tabique poroso. 9. Suponer nulo el volumen de aire que se disuelve. ¿Sería conveniente un baró- metro de agua? ¿Y uno de aceite? Razonar las respuestas. ¿Puede tener un cuerpo temperatura elevada y. Explicar el funcionamiento de un barómetro. no obstante. no obstante. 2. poco calor? Razonar la respuesta. . 4. Enunciar las leyes de los gases y justificarlas mediante la teoría cinética. Explicar por qué los gases no se sedimentan y. Enunciar los postulados de la teoría cinética e indicar cuáles son exclusivos de los gases reales. 5. la presión del aire disminuye exponencialmente con la altura. Diferenciar según la teoría cinética el calor de la temperatura. Ejercicios 1. 3.