1.- Un mol de un gas ocupa un volumen de 20 litros a cierta presión

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I.E.S. Francisco Grande Covián
17/10/2003
Primeras Leyes de la Química
Física y Química 1ªBachiller
1.Un mol de un gas ocupa un volumen de 20 litros a cierta presión y temperatura, siendo su
densidad, en estas condiciones, 1,35 g/l. Calcula su densidad en condiciones normales.
Solución:
Con los datos de la densidad y el volumen molar nos indican indirectamente la masa molar del gas:
d=
M
→ M = d ⋅ Vm = 1,35 ⋅ 20 = 27 g/mol
Vm
Si tenemos en cuenta las siguientes relaciones:
n =
m
M
; d =
m
V
y sustituimos en la ecuación de los gases ideales, llegamos a la expresión que nos permite calcular la
densidad de un gas conocida su masa molar, M, la presión, P, y la temperatura, T, a que se encuentra:
P ⋅V = n ⋅ R ⋅T → P ⋅V =
d=
m
m P ⋅M
⋅ R ⋅T →
=
M
V
R ⋅T
P ⋅M
R·T
Las condiciones normales son: P = 1 atm y T = 273 K. Sustituyendo valores en la expresión anterior
obtenemos la densidad que nos piden:
d =
1 ⋅ 27
= 1,21 g/l
0,082 · 273
2.En una experiencia se comprueba que el nitrógeno y el oxígeno se combinan en una proporción en volumen de 1 a 2, obteniéndose a su vez 2 volúmenes de un óxido de nitrógeno (medidos todos los volúmenes de los gases en las mismas condiciones de presión y temperatura). Esquematiza
la reacción química utilizando los símbolos químicos que representan a los dos elementos, y deduce
la fórmula del compuesto.
Solución:
La reacción es la siguiente:
1 volumen de nitrógeno + 2 volúmenes de oxígeno → 2 volúmenes de óxido de nitrógeno
Teniendo en cuenta las dos hipótesis de Avogadro, la relación anterior la podemos representar como
sigue (consideramos una partícula en cada volumen, que en el caso del nitrógeno y el oxígeno es diatómica):
La lectura que podemos hacer de la reacción es:
1 molécula de nitrógeno + 2 moléculas de oxígeno → 2 moléculas de óxido de nitrógeno
Y utilizando los símbolos químicos que representan los elementos indicados:
N2 (g) + 2 O2 (g)
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→
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2 NO2 (g)
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3.Al descomponer 50 g de cloruro de plata se obtienen 37,63 g de plata y 12,37 g de cloro.
¿Cuál es la relación que existe entre las masas de plata y de cloro en este compuesto?
Si al descomponer otra cantidad de cloruro de plata obtenemos 46,5 g de cloro, ¿qué cantidad de
cloruro de plata hemos hecho reaccionar? ¿Cuánta plata hemos obtenido?
Solución:
Para simplificar la resolución del ejercicio calcularemos, en primer lugar, los porcentajes de plata y de
cloro que hay en este compuesto:
37,63
·100 = 75,26%
50
12,37
·100 = 24,74%
Cloro : % Cl =
50
Plata : % Ag =
Para averiguar la masa total de compuesto y la masa de plata obtenida en el segundo caso tendremos en cuenta que 46,5 g de cloro equivalen al 24,74% de la masa total. Por tanto:
Masa de compuesto · 24,74% = 46,5 → Masa de compuesto = 187,95 gramos
De plata tendríamos, por tanto, el 75,26% de esa cantidad:
Masa de plata = 187,95 · 75,26% = 141,45 gramos de plata
4.Indica dónde hay más átomos de oxígeno: en 25 gramos de CO2 o en 25 gramos de NO2.
Dato: Ar (C) = 12; Ar (O) = 16; Ar (N) = 14
Solución:
Para poder responder a esta pregunta, debemos calcular la cantidad de sustancia, en mol de moléculas de CO2 y de NO2, respectivamente, a que equivalen 25 gramos de sustancia, y la que sea mayor
será la que contendrá mayor cantidad de átomos de oxígeno. (En 1 mol de partículas de cualquier
sustancia siempre hay el mismo número de partículas, y tanto en el CO2 como en el NO2 hay 2 átomos de oxígeno por cada molécula).
La masa molar de CO2 es M(CO2) = 44 g/mol; por tanto, la cantidad de sustancia, en mol de CO2, a
que equivalen 25 g de CO2 es:
n=
25
m
→ n(CO 2 ) =
= 0,57 mol de moléculas de CO 2
M
44
Del mismo modo, teniendo en cuenta que la masa molar de NO2 es M(NO2) = 46 g/mol, obtenemos:
n(NO 2 ) =
25
= 0,54 mol de moléculas de NO 2
46
Así pues, hay mayor cantidad de átomos de oxígeno en 25 g de CO2 que en 25 g de NO2.
5.En la tabla se muestran las cantidades que reaccionan de carbono y oxígeno para formar
compuestos diferentes. Determina cuántos compuestos diferentes hay reflejados en la tabla. Calcula, además, la relación que existe entre las masas de oxígeno de los distintos compuestos que aparecen en la tabla.
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Solución:
Calculemos, en primer lugar, la proporción en que reacciona cada elemento:
Visto el resultado, podemos afirmar que se forman dos compuestos de carbono y oxígeno diferentes.
Para ver la relación que existe entre las cantidades de oxígeno que intervienen en cada compuesto
razonamos como sigue: Si con tres gramos de carbono reaccionan en un caso cuatro gramos de oxígeno y en el otro ocho gramos de oxígeno, la relación entre ambas cantidades debe ser 4/8 = 1/2.
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