Question

D. A nivel del suelo el ozono(O3) se considera un contaminante ambiental, si tenemos 1900 mL de ozono a una temperatura de 72ºC y una presión de 3 atmósfera.
a. Calcular el volumen en mL si la presión se triplica y la temperatura sigue constante.
b. Calcular la temperatura resultante si el volumen se duplica y la presión sigue constante.
c. Calcular la presión si la temperatura se disminuye a la mitad y el volumen sigue constante.
d. Calcular la masa de gas presente en la condición inicial utilizando la ecuación de gases ideales.

Answer 1

Dado que se tiene ozono (O₃) en condiciones iniciales de presión, temperatura y volumen dados, se requiere calcular volumen, temperatura y presión, con cambios definidos y la masa de gas presente en condiciones iniciales. Se realizaron los cálculos usando las ecuaciones de gases ideales y los resultados son:

a. Volumen = 633,3 ml

b. Temperatura = 690 K

c. Presión = 1,5 atm

d. Masa de gas = 9,672 g

Se tiene Ozono ( O₃ ) en las siguientes condiciones:

P₁ = 3 atm

T₁ = 72 °C = 72 + 273 K = 345 K

V₁ = 1900 ml = 1,9 L

a. La presión se triplica y la temperatura es constante. Calcular V₂ en ml.

Entonces, tenemos que:  P₂ = 3 P₁  

La temperatura es constante, podemos aplicar la ecuación:  

P₁ . V₁  =  P₂ . V₂       (Ley de Boyle)

En este caso:    P₁ . V₁  =  3P₁ . V₂

Despejando V₂ :  

V₂ =   P₁ . V₁  / 3P₁       Por lo tanto:   V₂ = V₁ / 3

V₂ =  1900 /3 = 633,3 ml

b. Calcular T₂ si :

V₂ = 2V₁   y la presión es constante.

Podemos aplicar la ecuación:    V₁ / T₁  = V₂ / T₂   (ley de Charles)

En este caso:  V₁ / T₁  = 2V₁ / T₂

V₁ . T₂ = 2V₁ . T₁

Despejando T₂, tenemos:

T₂ =  ( 2V₁ . T₁ ) / V₁

T₂ = 2T₁

T₂ = 2 ( 345 K) = 690 K

c) Calcular P₂ si T₂ = T₁ /2   y V es constante (V₂ = V₁ )

Aplicamos la ecuación general de gases ideales:  

(P₁ . V₁) / T₁ = (P₂ . V₂) / T₂

(P₁ . V₁) T₂ =  (P₂ . V₂) T₁

P₂ = (P₁ . V₁) T₂ / (T₁ . V₂)

En este caso:  

P₂ = (P₁ . V₁) 0,5 T₁ / (T₁ . V₁)

P₂ = 0,5 P₁ = 0,5 (3 atm) = 1,5 atm

d. Para calcular la masa de gas, usamos la ecuación:

P₁ . V₁ = nR T₁   (ecuación de estado de gases ideales)

n = número de moles = masa / peso molecular

Calculamos n:

n = P₁ . V₁ / R .T₁          

R = constante universal de gases ideales = 0,082 atm. L / K. mol

n = (3 atm × 1,9 L) /( 0,082  atm. L / K. mol × 345 K )

n = 0,2015 mol

Calculamos la masa de gas:

n = masa / peso molecular

masa = n × peso molecular

masa de gas = 0,2015 mol × 48 g/ mol =  9,672 g