Question

Un volumen de oxígeno escapa a través de un orificio en 135 seg por el mismo orificio una mezcla CO2 y metano escapa en 110 seg calcule la composición volumétrica de la mezcla gaseosa

Answer 1

Conociendo el tiempo que toma a un volumen de oxigeno y de una mezcla de CO₂ y CH₄ escapar a través de un orificio, se pide calcular la composición volumétrica de la mezcla gaseosa. El resultado obtenido es: 82% CH₄ y 18% CO₂.

Oxigeno :

t₁ = 135 s

Mezcla de CO₂ y CH₄ :

t₂ = 110 s

Usando la ecuación de la Ley de Graham (efusión de gases) :

t₁ / t₂  =  √M₁ /√M₂                      M₁ = masa molar del oxigeno (32 g/mol)

                                                   M₂ = masa molar de la mezcla de gases

135 s / 110 s = √32 /√M₂

(135/110)² = 32 / M₂

1,506 M₂ = 32

M₂ = 21  g/mol

Tenemos que:

M₂ = (XCO₂ . MCO₂) + (XCH₄ . MCH₄)             X = fracción molar

XCO₂  +  XCH₄  =  1                                         M = masa molar

Masa molar CO₂ = 44 g/mol

Masa molar CH₄ = 16 g/mol

21  = (XCO₂ . 44) + (XCH₄ . 16)  

XCO₂ = 1 - XCH₄

21  = 44 (1 - XCH₄)  +  16 XCH₄

21  = 44 - 44 XCH₄ + 16 XCH₄

28 XCH₄ = 23

XCH₄ = 0,82        ⇒   XCO₂ = 1 - 0,82 = 0,18

En una mezcla de gases ideales, la fracción molar equivale a la fracción volumétrica. Entonces la composición volumétrica de la mezcla gaseosa es: 82 % CH₄ y 18 % CO₂.