1. Calcula el número de moles (0,25 puntos), moléculas (0,25 puntos) y átomos (0,25 puntos) que hay en un litro de oxígeno, O2, a 1,2 atm de presión y 30ºC de temperatura. R = 0,082 atm × l × mol-1 × K-1 El peso molecular del oxígeno, O2, es 16 × 2 = 32 u. Como nos dan los datos del oxígeno gaseoso, podemos usar la ecuación de los gases ideales para obtener el número de moles, teniendo en cuenta que la temperatura debe estar en Kelvin, T = (273 + 30) ºC = 303 K p V n R T n p V R T 1,2 atm 1 l 0,048 mol de O 2 atm l 0,082 303 K mol K Sabiendo que un mol de moléculas contiene el número de Avogadro de moléculas, 6,022 × 1023, entonces los 0,048 mol de O2 contendrán 0,048 × 6,022 × 1023 = 2,89 × 1022 moléculas de O2 Y como cada molécula de O2 contiene 2 átomos, 2 × 2,89 × 1022 moléculas = 5,78 × 1022 átomos de O A. Al quemar 3 g de antracita (cierto tipo de carbón) se obtienen 5,3 litros de CO 2 medidos en condiciones normales. Calcular la cantidad de antracita. Lo primero es calcular la masa de CO2 obtenido mediante la ecuación de los gases ideales, sabiendo que el peso molecular del CO2 es 44 u, y que las condiciones normales implican 1 atm y 273 K, m p V PM p V n R T R T m PM R T 1 atm 5,3 l 44 g mol atm l 0,082 273 K mol K 10,417g de CO2 Ejercicio nº 1.- (2 puntos) Un compuesto líquido muy volátil formado por azufre y flúor contiene un 25,23% de azufre. A 100ºC y 101 000 Pa, este compuesto, en estado gaseoso, tiene una densidad de 0,0083 g/cm 3. Halla: a) b) La fórmula empírica La fórmula molecular Suponiendo que tenemos 100 g del compuesto de fórmula FxSy, tenemos: 1m ol át 0,789m ol a´tom osS 32g 1m ol átom os (100g 25,23g ) F 3,935m ol átom osO 19g Re lación_ m ínim a_ átom os: 25,23gS 0,789átom osS 1S 0,789 3,935átom osF 5átom os 0,789 Fórm ula_ em pírica: F5 S Para calcular la fórmula molecular necesito conocer la masa molecular del compuesto, para lo cual supongo comportamiento de gas ideal, aplicando la ley de los gases perfectos en las condiciones indicadas: T 100º C 373K 1atm p 10100Pa 0,997atm 101325Pa g 1000cm3 g d 0,0083 3 8,3 1L L cm m m p V n R T R T; p M R T d R T M V g atm L 8,3 0,082 373K d R T g L m ol K M 254,6 p 0,997atm m ol Así, la fórmula molecular es n veces la fórmula empírica: g g 1 32 127g / m ol m ol m ol 254,6 g / m ol n 127g / m ol; n 2 Fórm ula_ m olecular: F10 S 2 M ( F5 S ) 5 19 Ejercicio nº 2.- (1 punto) Se dispone de 10 L de dióxido de carbono medidos en c.n. Calcula: a) El número de moléculas. b) El número de átomos Suponiendo comportamiento de gas ideal, conocemos que 1 mol de cualquier gas en c.n. ocupa un volumen de 22,4L y conociendo el número de Avogadro (NA), tenemos: 1m ol xm ol ; x 0,45m oles 22,4 L 10L 6,023 1023 m oléculas 0,45m ol 2,69 1023 m oléculasCO2 m ol 3átom os 2,69 1023 m oléculas 8,01 1023 átom os 1m olécula Ejercicio nº 3.- (1 punto) Un recipiente cerrado de 10 m3 contiene un gas a la presión de 750 mmHg y a la temperatura de 20ºC. a) ¿Cuál será la presión necesaria, en atm, en el interior del recipiente cuando el gas se calienta hasta alcanzar la temperatura de 280ºC? Enuncia la ley utilizada. Al ser un recipiente cerrado, el volumen se va a mantener constante (ya que los gases siempre ocupan el máximo volumen posible, es decir, el del todo el recipiente en ambas condiciones), así como el número de moles, por lo que según la ley de Charles y Gay-Lussac: T1 20º C 293K T2 280º C 553K p1 p 2 p 750m m Hg 1atm ; p 2 T2 1 553K 1415,53m m Hg 1,86atm T1 T2 T1 293K 760m m Hg Por lo que será una presión necesaria de 1,86 atm. 3. Un recipiente cerrado de 10 m3 contiene nitrógeno molecular a la presión de 750 mmHg y a la temperatura de 20ºC. a) ¿Cuál será la presión necesaria, en atm, en el interior del recipiente si su volumen se hace doble y el gas se calienta hasta alcanzar la temperatura de 280ºC? Enuncia la ley utilizada. Sabiendo que el número de moles permanece constante, suponiendo comportamiento de gas ideal según la ecuación de los gases perfectos tenemos que: 1atm Estado1 : p1 750m m Hg 0,987atm 760m m Hg 1000L V1 10m 3 104 L 1m 3 T1 20º C 293K Estado2 : p 2 ? V2 2 104 L T2 280º C 553K p1V1 p 2V2 ; p 2 0,931atm 707,9m m Hg T1 T2