Question

Una mezcla que contiene 2,18 g de N2 gaseoso, una fracción molar de CH4 gaseoso de 0,541 y 3,13 g de un gas desconocido está confinada en un recipiente de 9,00 L a 25 ºC y a una presión total de 1,08 atm. Calcule la masa molecular del gas desconocido. MA(H)=1,01; MA(N)=14,01; MA(C)=12,01. 273,15 K=0 oC

Answer 1

En una mezcla de gases, a determinadas condiciones de presión y temperatura, se tiene un gas desconocido X. Se determina que la masa molecular de este gas es de 29,58 g/mol.

Composición de la mezcla de gases

2,18 gramos de N₂

Fracción molar de CH₄ = 0,541

masa de gas X = 3,13 g

Cálculo de moles totales en la mezcla de gases

Usando la ecuación de estado de gases ideales, se tiene:

P . V = n . R . T

P = 1,08 atm

V = 9 L

T = 25 °C = 273 + 25 = 298 K

R= 0,082 atm .L / K .mol

Despejando n :

n = P . V / R . T

n = ( 1,08 atm × 9 L ) / (0,082 atm .L / K .mol × 298 K ) = 0,4 mol

Cálculo de moles de cada gas en la mezcla

moles de N₂ = 2,18 g ×  (1 mol  / 28,02 g) = 0,0778 mol

Se tiene la fracción molar de CH₄, entonces para calcular número de moles:

Fracción molar = moles CH₄ / moles totales

0,541 = moles CH₄ / 0,4 mol

moles de CH₄ = 0,541 × 0,4 = 0,2164 mol

moles del gas X = moles totales - moles de N₂ - moles de CH₄

moles del gas X = 0,4 - 0,0778 - 0,2164

moles del gas X = 0,1058 mol

Cálculo de la masa molecular del gas X

masa molecular de X =  masa / número de moles

masa molecular de X =  3,13 g / 0,1058 mol

masa molecular de X =  29,58 g/mol

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