Ejercicios:
1. Sabemos que 9.12 L de un gas contienen 3.645 mol. Si aumentamos la cantidad de
gas hasta 5.38 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? (a temperatura y presión
constantes).
2. 6.2 L de un gas están a 780 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si
aumentamos la presión hasta 960 mmHg?
3. Un gas tiene un volumen de 4.8 La 26 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si reducimos
la temperatura a 3 °C?
4. El volumen de un gas se encuentra a una presión de 1,155 mmHg cuando su
temperatura es de 26.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea
760 mmHg?
5. Considere una muestra de 1.000 mol de CO2 (g) confinada a un volumen de 3.000 L
a 0.0°C. Calcule la presión del gas utilizando: (a) la ecuación del gas ideal y (b) la
ecuación de van der Waals.
Respuestas a la pregunta
Para las proposiciones planteadas se tienen los resultados siguientes.
1. Datos
V1= 9.12 L
mol 1= 3.645
mol2= 5.38
V2=?
T1=T2
P1=P2
Ecuación de gas ideal P1V1= moles 1 RT1
p1/T1 = moles 1*R /V1
p1/T1 = 3.645 mol * 0.082 atm *L/K* mol / 9.12 L
p1/T1= 0.03277 atm/K
De nuevo la ecuación de los gases despejando
V2= mol 2 *RT1/p1
p1/T1= 0.03277 atm/K de aquí
T1= p1/ 0.03277 atm/K
V2= 5.38 mol * 0.082 atm*L/ mol K * p1/ 0.03277 atm/K / p1 atm
Se cancela p1
V2= 13.46 L
2. Datos
V1= 6.2 L
p1= 780 mmHg /760 mmHg = 1.026 atm
p2= 960 mmHg/ 760 mmHg = 1.263 atm
V2=?
Ecuación de Boyle: V 1p1= V2p2
V2= 6.2 L *1.026 atm / 1.263 atm
V2= 5.0366 L
3. Datos
V1= 4.8 L
T1= 26 °C +273= 299 K
V2= ?
T2= 3°C +273= 276 K
Ley de Charles V1*T2 = V2*T1
V2= V1*T2 /T1
V2= 4.8 L * 276 K / 299 K
V2= 4.431 L
4.
Datos
p1= 1.155 mmHg /760 mmHg = 0.00152 atm
T1= 26.0 °C +273= 299 K
T2=?
p2= 760 mmHg= 1 atm
LEY COMBINADA ASUMIENDO CONSTANTE EL VOLUMEN
V1p1T2= V2p2T1
Despejando T2
T2=V2p2T2 / V1p1 = p2T1/ p1
T2= 1 atm * 299 K / 0.00152 atm =196.71 K
5
mol = 1.000
V = 3.000 L
T = 0.0 °C
p = ?
Ecuación gas ideal p1V1= moles 1 RT1
p= moles R T /V
p= 1.000 * 0.082 atm *L / K mol * 273 K / 3.000 L
p= 7.462 atm
La ecuación de van der Waals tiene en cuenta el volumen finito de las moléculas y las fuerzas atractivas que una molécula ejerce sobre otra a distancias muy cercanas entre ellas.
( p+(n2 a)/(V2) (V−nb) = nRT
Las constantes a y b son característicos de cada gas y se obtienen a partir de los datos de la presión, Pc, volumen Vc y la temperatura Tc crítica. El punto crítico es un punto de inflexión de la isoterma Tc en el diagrama P-V
Para el CO2 las constantes son
Dióxido de Carbono a= 3,96 x 10-1 Pa*m3 y b= 42,69 x 10-6 m3/mol
( p+ (n2 a)/(V2) = nRT / (V−nb)
p= nRT / (V−nb) - (n2 a)/(V2)
p= 1.000 * 0.082 *273 /3.000- 1.000*(42,69 x10-6 m3/mol)-(1.0 )2* 3,96 x 10-1 Pa*m3 /(3.0)2
p= 7.462106 -0.044 atm
p= 7.418106 atm