Una mezcla de gases está formada por un 25% de O2 , 10% de CO y 65 % de N2.
a) Determinar la masa molecular aparente de la mezcla.
b) Calcular la presión total y las presiones parciales de cada gas cuando se introducen 5,7 g de la mezcla en un recipiente de 2,00 L a 17 0C.
Respuestas a la pregunta
Para una mezcla de gases: Oxígeno, monóxido de carbono y Nitrógeno, en un determinado volumen, se calcula:
a) Masa molecular aparente de la mezcla = 28,9 g/mol
b) Presión total = 2,38 atm
Presión parcial O₂ = 0,54 atm
Presión parcial CO = 0,25 atm
Presión Parcial N₂ = 1,59 atm
Mezcla de gases
25 % Oxigeno (O₂)
10 % Monóxido de Carbono (CO)
65 % Nitrógeno (N₂)
Cálculo de fracción molar de cada gas en la mezcla
Asumiendo 100 gramos de mezcla, se tiene:
moles de O₂ = 25 g / (32 g/mol) = 0,78
moles de CO = 10g / (28 g/mol) = 0,36
moles de N₂ = 65 g / (28 g/mol) = 2,32
moles totales en la mezcla = 0,78 + 0,36 + 2,32 = 3,46
Fracción molar de O₂ = 0,78 / 3,46 = 0,2254
Fracción molar de CO = 0,36 / 3,46 = 0,1040
Fracción molar de N₂ = 1 - 0,2254 - 0,1040 = 0,6706
Cálculo de masa molecular aparente de la mezcla de gases
masa molar aparente = ( 0,2254 × 32 ) + (0,1040 × 28 ) + ( 0,6706 × 28)
masa molar aparente = 7,2128 + 2,912 + 18,7768 = 28,9 g/mol
Cálculo de Presión total
masa de mezcla = 5,7 g
moles de mezcla = 5,7 g / ( 28,9 g/mol) = 0,2
V = 2 L
T = 17 °C = 17 + 273 = 290 K
Se calcula la presión total, usando la ecuación de estado de gases ideales:
P . V = n . R . T
Despejando P:
P = n . R . T / V
P = ( 0,2 mol x 0,082 atm. L / K. mol x 290 K ) / 2 L
P = 2,38 atm
Cálculo de Presión parcial de cada gas en la mezcla
Aplicando Ley de las Presiones Parciales de Dalton:
Presión parcial O₂ = Fracción molar O₂ × Presión total = 0,2254 x 2,38 = 0,54 atm
Presión parcial CO = Fracción molar CO × Presión total = 0,104 x 2,38 = 0,25 atm
Presión Parcial N₂ = 2,38 - 0,54 - 0,25 = 1,59 atm
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