Ejercicios LEYES DE LOS GASES Ejercicios de Ley de Boyle 1. ¿Qué volumen ocuparán 500 mL de un gas a 800 torr de presión, si a temperatura constante, la presión aumenta a 1.5 atmósferas? R:351mL 2. ¿Qué relación existirá entre las presiones que soporta un gas para que cierta masa de él, a temperatura constante, pase de 4.0 a 1.6 litros? R:0.40 3. Un globo de 20.4 litros de capacidad, contiene oxigeno a una presión de 15 atm. Si se deja que el gas se dilate hasta que la presión se reduzca a 1 atm, manteniendo la temperatura constante. ¿Cuál será el nuevo volumen del gas? R:306L 4. Una muestra de gas ocupa 2.5 litros a una presión de 1216 torr. ¿Qué presión deberá soportar para que su volumen se duplique, a temperatura constante? R:608torr 5. Se llenan globos de juguete con helio a partir de un recipiente cilíndrico de 16.00 litros de dicho gas. La presión inicial del gas cilíndrico es de 100.0 atm. Suponiendo que cada globo se llena con 1.00 litros a presión normal y que no hay cambio de temperatura. a. ¿Cuántos globos se pueden llenar teóricamente? R:1600 globos b. ¿Cuántos se llenan en realidad y por qué? R:1584 globos Ejercicios de Ley de Charles 1. Se dispone de un litro de gas a 0°C. Mantenido la presión constante, se desea que se dilate hasta un volumen de 2.75 litros. ¿Cuál será la temperatura final del gas, expresada en °C? R:478°C 2. Si se calientan 2.00 litros de un gas desde 10 a 85 °C, manteniendo la presión constante, ¿Cuál será el volumen del gas a 85 °C? R: 2.53 L 3. Una muestra de gas cuyo volumen a 27 °C es de 400 mL se calienta a presión constante hasta que el volumen llegue a 600 mL. ¿Cuál es la temperatura final en grados Celsius? R: 177°C 4. A presión constante, ¿qué volumen ocupará a –19 °C una muestra gaseosa que a 19 °C ocupa 584 mL? R: 508mL 5. Una muestra de gas encerrada en un cilindro de acero ejerce una presión de 5.0 atm a 27 °C ¿cuál será la presión si se enfría el cilindro a 3°C? R: 4.6 atm 6. Una cantidad determinada hidrógeno se encierra en una cámara de platino de volumen constante. Cuando se sumerge la cámara en un baño de hielo fundente, la presión del gas es de 1000 torr. a. ¿Cuál es la temperatura Celsius cuando la presión se reduzca a 100 torr? R: -245.7°C b. ¿Qué presión se tendrá cuando la cámara se lleve a 100°C? R: 1366 torr Ejercicios de Ley Conjunta 1. 30.0 litros de un gas ejercen una presión de 3.0 atm, cuando su temperatura es de 27°C. ¿Qué volumen ocupará la muestra gaseosa a 1.0 atm y una temperatura de 50°C? R:96.9 L 2. Una cierta masa de oxigeno ocupa un volumen de 500 mL cuando la presión es de 2 atm y la temperatura 27°C. Calcular la presión, expresada en atm y torr, cuando el gas se dilata a 600 mL y se enfría a 270 K. R: 1140 torr 3. Una muestra de 800 mL de gas a 380 torr se encuentra a una temperatura de 273 °C. ¿Qué volumen ocupará en condiciones normales? R: 200 mL Ejercicios LEYES DE LOS GASES 4. Una muestra de 0.3 litros de un gas a 27°C y 600 torr se almacena a -73°C en un recipiente de 130 mL. ¿Cuál será la presión del gas expresada en torr y atm? R: 923 torr 5. Un gas ocupa 12 litros a una temperatura y presión determinadas. Calcular el volumen del gas cuando se duplica su temperatura absoluta y se multiplica por cinco la presión que se ejerce sobre él. R: 4.8 L 6. Una masa de oxigeno ocupa 48 mL a 650 torr y –173°C. Se calienta hasta la temperatura de 727°C y la presión de 10 atm. ¿Cuál será el volumen final del oxigeno? R: 41 mL Ejercicios de Ecuación general de un gas ideal 1. Calcular: a. Moles de un gas, sabiendo que 1.55g de él ocupan 560 mL en condiciones normales. R: 0.025 moles b. Masa molar del gas. R: 62 g/L 2. ¿Qué volumen ocuparán 15.0 g de argón a 90°C y 800 torr? R: 10.6 L 3. Calcular la masa molar de un gas sabiendo que 2.71 g de él a 18°C y 765 torr ocupan 1.29 litros. R: 49.8 g/mol 4. Calcular la densidad del metano (CH 4 ) a 20°C y 5.00 atm. R: 3.33 g/L 5. Si la densidad del monóxido del carbono es de 3.17 g/L a –20°C y 2.35 atm, ¿cuál es su masa molar? R: 27.9 g/mol 6. ¿Qué recipiente contiene mayor número de moléculas? a. V 1 = 20L t 1 = 27°C P 1 = 2.0 atm b. V 2 = 10L t 2 = 100°C P 2 = 1400 torr R: a>b Ejercicios de Ley de Dalton 1. En un experimento se recogieron en el laboratorio 48 mL de H 2 por desplazamiento de agua a una temperatura de 20°C y a una presión de 765.5 torr. La presión de vapor del agua a 20°C es de 17.5 torr. Determinar: a. El volumen del gas en condiciones normales. R: 44 mL b. Moles del gas. R: 1.96x10 3 moles 2. Una mezcla de gases contiene 4.4 g de dióxido de carbono, 4.0 g de hidrógeno y 19.2 g de oxigeno. Si la presión total de la mezcla es de 540 torr, determinar: a. Fracción molar de cada gas. R: 0.037, 0.74, 0.22 b. Presión parcial de cada gas. R: 20 torr, 400 torr, 120 torr c. Si el volumen de la mezcla es de 10 litros, ¿a que temperatura, en °C se encuentra? R: -241°C 3. La presión total de una mezcla que contiene 64% de CO 2 y 35 g de O 2 en masa es de 740 torr. ¿Cuál es la presión parcial de cada gas? R: 429 torr, 311 torr 4. Se colocan en un recipiente vacío de 4 litros de capacidad, 2 litros de metano a 1 atm y 25 °C, junto con 7 litros de etano a igual temperatura y presión. Calcular la presión total de la mezcla a esa temperatura. R: 2.2 atm Ejercicios LEYES DE LOS GASES 5. Determinar la presión parcial de los distintos gases de una mezcla cuya presión total es de 300 atm y que contiene 1.70 moles de A; 2.90 moles de B y 5.40 moles de C. R: a. 51 atm, b. 87 atm, c. 162 atm 6. El volumen de un gas seco a 340 torr y –127°C es de 1.00 litros. ¿Qué volumen ocupará el gas si se almacena sobre agua a 20°C y una presión total de 600.0 torr? Presión de vapor del agua a 20°C 17.5 torr. R: 1.17 L 7. Un balón para gases de 200 mL contiene oxigeno a la presión de 200 torr y otro de 300 mL contiene nitrógeno a 100 torr. Se conectan ambos recipientes de tal modo que la mezcla ocupe todo el volumen a temperatura constante. Calcular la presión parcial de cada gas y la presión total de la mezcla. R: 80 torr, 60 torr, 140 torr Repartido de ejercicios “Estado Gaseoso” 1. El aire de un neumático de auto de 30 litros de capacidad se encuentra a una presión de 3 atm, ¿cuánto aire saldrá del neumático si se abre la válvula? R: 60 L 2. Un gas ideal, a 1 atm, está contenido en una ampolla de volumen desconocido. Al abrir una llave de conexión se le permite expandirse hacia otra ampolla de 0.5 litros de capacidad. Al establecerse el equilibrio de las ampollas, se comprueba constancia de temperatura y una presión de 530 torr. ¿Cuál es el volumen desconocido de la ampolla? R: 1.15 L 3. ¿En que factor hay que disminuir la presión ejercida sobre un gas para triplicar su volumen, trabajando a temperatura constante? R: 1/3 4. Un litro de gas oxigeno a una presión de 760 torr y a 0°C tiene una masa de 1.42 gramos. Si la presión aumenta hasta 5.00 atm a temperatura constante, ¿cuál es la densidad del oxígeno expresada en g/L? R: 7.1 g/L 5. Si se enfrían, a presión normal, 176 litros de cloro desde 273°C hasta 0°C ¿cuál será el volumen final? R: 88 L 6. Un globo se llenó con 1 litro de helio a 760 torr y 30°C. a. ¿Qué presión hará aumentar el volumen a 2 litros manteniendo constante la temperatura? R: 0.5 atm b. ¿Cuál será el volumen, si a presión constante se duplica la temperatura Celsius? R: 1.1L c. Nombre y enuncie las leyes que aplicó 7. Una muestra de oxigeno de 6.00x10 3 mL recogida a 27°C y 1200 torr se almacena a –43°C y 1500 torr. ¿Cuál es el volumen almacenado? R: 3680 mL 8. Se encierra una muestra de 100 mL de un gas en un cilindro que tiene un émbolo móvil, en condiciones normales, si se triplica la presión del émbolo y se duplica la temperatura absoluta, ¿cuál es el volumen del gas? R: 66.7 mL 9. Calcular la cantidad de dióxido de carbono contenida en 10 litros de él medidos a –10°C y 770 torr, expresándola en moles y en gramos. R: 0.469 mol; 20.66 g 10. a. ¿Cuál será la densidad del etano a 10°C y 720 torr? R: 1.22 g/L b. ¿Qué relación existirá con la densidad de dicho gas en condiciones normales? R: 0.9 11. Cuántos moles, moléculas y átomos hay en: Ejercicios LEYES DE LOS GASES 12. 13. 14. 15. a. 100mL de agua a 500°C y 1 atm. R: 1.58x10-3 mol b. 100 mL de agua a 4°C y 1 atm. R: 5.55 mol c. 100 g de agua a 0°C y 1 atm. R: 5.55mol; 1.002x1025 átomos Calcular la masa molar de la estribina, a partir de su densidad, 5.685 g/L en condiciones normales. R: 127.3 g/mol Tres gramos de un gas seco a –40°C y 742 torr ocupan un volumen de 862 mL. Suponiendo comportamiento ideal ¿qué volumen ocupará si está saturado con vapor de agua a 19°C y a la presión barométrica de 756 torr? Presión de vapor del agua a 19°C, 16.5 torr. R: 1.08 L Una mezcla dada de gas contiene helio, neón y argón, todos a la misma presión parcial. a. ¿Cuál es la presión ejercida por el helio si la presión total de la mezcla es 747 torr? R: 249 torr b. Calcular moles de helio sabiendo que moles totales es de 12.R: 4 mol c. ¿Cantidad de moles de los restantes gases? R: 4 c/u El aire seco contiene, en volumen, 78.03% de N 2 , 20.9% de O 2 , 0.9 % de Ar y 0.04 % de C O 2 . Calcular, en torr, las presiones del oxigeno y del dióxido de carbono sabiendo que la presión total es de 2.00 atm. R: 318 torr; 0.608 torr 16. En un globo flexible se colocaron 4 gramos de oxigeno a 127°C y 1140 torr. Calcular: a. Volumen alcanzado por el gas. R: 2.73 L b. Número de moléculas contenidas en el globo. R: 7.5x1022 c. Densidad del oxigeno en las condiciones dadas. R: 1.46 g/L d. ¿Qué le sucederá a la densidad el gas, si a presión constante, la temperatura absoluta se reduce a la mitad? Fundamente su respuesta. R: se duplica 17. Una mezcla de oxigeno, nitrógeno y dióxido de carbono ejerce una presión de 70 torr en un recipiente de 10 litros a 30°C. La presión del oxigeno es de 200 torr y la mezcla contiene 8.8 gramos de dióxido de carbono. Calcular: a. Presión parcial del CO 2 .R: 372.4 torr b. Presión parcial del N 2 .R: 127.6 torr c. Fracción molar del oxígeno. R: 0.28
