5. En un recipiente de 6 litros de capacidad tenemos una mezcla de 0,175 moles de nitrógeno, 0,046 moles de oxígeno y 0,015 moles de agua. La temperatura de la vasija es de 37°C. ¿Cuál será la presión total y la presión parcial de cada uno de los gases?.
Respuestas a la pregunta
Para una mezcla de gases en un recipiente, se calcula la presión total y la presión parcial de cada gas. Los resultados obtenidos son:
Presión total = 1 atm
Presión parcial de N₂ = 0,7415 × 1 atm = 0,7415 atm
Presión parcial de O₂ = 0,1949 × 1 atm = 0,1949 atm
Presión parcial de H₂O = 0,0636 × 1 atm = 0,0636 atm
Cálculo de Presión total de la mezcla
Volumen = 6 L
Mezcla de gases:
- 0,175 moles de N₂ X = 0,175 / 0,236 = 0.7415
- 0,046 moles de O₂ X = 0,046 / 0,236 = 0,1949
- 0,015 moles de H₂O X = 1 - 0,7415 - 0,1949 = 0,0636
Número total de moles = 0,236 mol
Temperatura = 37 °C = 273 + 37 = 310 K
Para calcular la presión total en el recipiente, usamos la ecuación de estado de gases ideales:
P . V = n . R . T
P = ( n . R . T ) / V
P = ( 0,236 mol × 0,082 atm L / K. mol × 310 K ) / 6 L = 1 atm
Cálculo de presión parcial de cada gas
Según la Ley de Dalton, la presión total de una mezcla de gases ideales está dada por la suma de las presiones parciales de los gases, entonces:
Pt = P N₂ + PO₂ + PH₂O
Para cada gas, la presión parcial está dada por:
Pi = Xi × Pt
donde:
Pi = presión parcial del gas
Xi = fracción molar del gas
Pt = Presión total de la mezcla.
Presión parcial de N₂ = 0,7415 × 1 atm = 0,7415 atm
Presión parcial de O₂ = 0,1949 × 1 atm = 0,1949 atm
Presión parcial de H₂O = 0,0636 × 1 atm = 0,0636 atm
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