UNIVERSIDAD DE TARAPACÁFACULTAD DE CIENCIASDEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA

1) ¿Una masa de oxígeno, cuyo volumen es de 200 L a la temperatura de 97oC y presión de 100,8 kPa, a qué temperatura ocupará un volumen de 150 L, a la presión de 103,5 kPa?

Resolución: P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2;

V1 = 200 L; V2 = 150 L; T1 = 97 oC = 370 K; T2 = ? P1 = 103,5 kPa; P2 = 100,8 kPa

T2 = P2 * V2 * T1 / P1 * V1 = 103,5 kPa x 150 L x 370 K / 100,8 kPa x 200 L = 284,93 K

2) Una cierta cantidad de gas está contenida en un recipiente de vidrio a 25ºC y 0,80 atm. Si el recipiente puede soportar una presión de hasta 2 atm. ¿Cuánto se puede elevar la temperatura sin que se rompa el recipiente?

3) Se infla un globo con helio hasta un volumen de 45 litros a temperatura ambiente (25ºC). Si el globo se enfría a -10ºC, ¿Cuál será el volumen final del mismo? Asuma que la presión no varía(proceso isobárico)V1 = 45 L; T1 = 25°C+ 273 = 298 K; T2 = - 10°C + 273 = 263 K; V2

= xV2 = V1 * T2 / T1 = 45 L * 263 K / 298 K = 39,7 L

4) Una masa de oxígeno ocupa 5.00 L bajo una presión de 740 mm Hg. Calcular el volumen de la misma masa de gas a presión estándar, manteniendo la temperatura cte. Respuesta: 4.87 L

5) Una masa de Neón (g) ocupa un volumen de 200 ml a 100º C. Calcular el volumen que ocuparía a 0ºC, manteniendo la presión constante.(Recordar que deben utilizarse temperaturas absolutas al emplear las leyes de los gases) Respuesta: 146 ml ó c.c. ó 0,146 L

6) Un recipiente especial contiene dióxido de carbono a 27ºC y a una presión de12.0 atm. Calcular la presión interna del gas cuando la temperatura aumenta a100 º C Respuesta: 14,9 atm

7) Se tienen 20 L de amoníaco a 5 ºC y 760 mm Hg, Calcular cual será el volumen si la temperatura aumenta a 30 ºC y la presión es de 800 mm Hg V1= 20 L; T1 = 5°C + 273 = 278 K; P1 = 760 mm Hg ; T2= 30°C + 273 = 303 K; P2 = 800 mm Hg; V2 = xV1 * P1 / T1 = V2 * P2 / T2 V2 = P1 * V1 * T2 / T1 * P2

V2 = 20,7 L 8) Calcular a cuantas atm de presión se debe someter 1 litro de gas

medido a 1 atm y –20 ºC para comprimirlo hasta ½ litro cuando la temperatura es de 40 ºC. Respuesta: 2,47 atm.

9) 10 litros de hidrógeno a 1 atm. De presión están contenidos en un cilindro que tiene un pistón móvil. El pistón se mueve hasta que la misma masa de gas ocupa un volumen de 2 litros a la misma temperatura. Calcular la presión en el cilindro. Respuesta: 5 atm

10) Una masa de gas de 50ºC y 785 Torr ocupa un volumen de 350 ml. ¿Qué volumen ocupará el gas en condiciones normales de temperatura y Presión. V1 = 350 mL, T1 = 50°C + 273 = 323 K; P1 = 785 mm Hg / 760 mmHg/atm = 1,033 atm; Condiciones normales significa una presión de 1 atm y una temperatura de 0°C (273 K) P2 = 1 atm; T2 = 273 K; V2 = xV1 * P1 / T1 = V2 * P2 / T2 V2 = P1 * V1 * T2 / T1 * P2

V2 = 305,6 mL

11) Si una masa de gas ocupa 1 Litro en condiciones normales de temperatura y presión. ¿Qué volumen ocupará a 300ºC y 25 atm. Respuesta: 0.084 litros

12) Si 3.0 g de un gas a 25ºC ocupa un volumen de 3,60 L a una presión de 1,00 atm. Calcular cuál será su volumen a la presión de 2.50 atm.

Respuesta: 1.44 litros 13) Una muestra dada de un gas ideal ocupa un volumen de

11,2 L a 0,863 atm. Si se mantiene constante la temperatura. ¿Cuál será la presión requerida para cambiar el volumen a 15,0 L. Respuesta: 0,64 atm.

14) 2,0 g de un gas ocupan 1,56L a 25ºC y 1,00 atm. ¿Cuál será el volumen de esta muestra si el gas es calentado a 35 ºC manteniendo cte. la presión. Respuesta: 1,61 litros

15) Se tiene un cilindro de helio de 22 litros a presión de 150 atm y 31ºC. ¿Cuantos globos se podrán llenar si cada uno tiene un volumen de 5 litros, en un día donde la presión atmosférica es de 755 mmHg y la temperatura 22ºC?

16) El nitrógeno gaseoso de una bolsa de aire de automóvil, con volumen de 65 L ejerce una presión de 829 mm Hg a 25ºC. ¿Qué cantidad de N2 gaseoso (en mol) se encuentra en la bolsa de aire?

V = 65 L; P = 829 mm Hg/ 760 = 1,09 atm; T = 25°C + 273 = 298 K

P * V = n * R *T

n = P * V / R * T = 1,09 atm * 65 L / 0,082 L atm/ mol * 298 K = 2,90 moles

17) El globo que empleó Jacques Charles en su vuelo histórico de 1783 se llenó aproximadamente con 1300 moles de H2. Si la temperatura del gas era 23ºC y su presión 750 mmHg ¿Qué volumen tenía el globo?

18) Una muestra de 0,105 g de un compuesto gaseoso ejerce una presión de 561 mm Hg en un volumen de 125 ml a 23ºC. ¿Cuál es su masa molar?m = 0,105 g; P = 561 mm Hg / 760 = 0,738 atm; V = 125 mL = 0,125 L; T = 23°C + 273 = 296 K P *V = n * R* T = (m /M) * R *T

M = m * R* T / P * V = (0,105 g) * (0,082 L-atm / mol * K ) * (296 K) / 0,738 atm * 0,125 L = 27,63 g / mol

19) ¿Cuál será el volumen de un gas en CN, si ocupa un volumen de 255 cm3 a 25ºC y 85 kPa?

20) El amoníaco gaseoso se sintetiza por la reacción:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Suponga que se combinan 355 litros de H2 gaseoso a 25ºC y 542 mm Hg con un exceso de N2 gaseoso.

a) ¿Qué cantidad (mol) de NH3 gaseoso podrá obtenerse?

b) Si se almacena esta cantidad de NH3 gaseoso en un tanque de 125 litros a 25ºC, ¿Cuál será la presión del gas?

a) V = 355 L ; P = 542 mm Hg / 760 = 0,713 atm; T = 25°C + 273 = 298 K

P * V = n * R * T n = P * V / R * T = 0,713 atm * 355 L / (0,082 l-atm/mol*K) * 298 K = 10,36 moles H2

3 moles H2 producen --------------2 moles de NH3

10,36 moles de H2 ---------------- x moles de NH3

X = 6,90 moles de NH3

b) P * V = n * R *T P = n * R *T / V = 6,90 moles * (0,082 L-atm/ mol *K) * 298 K / 125 L = 1,35 atm

21) Un aparato de respiración individual emplea tanques que contienen superóxido de potasio. Este compuesto consume el CO2 que exhala la persona y lo reemplaza con O2.

4KO2(s) + 2CO2 (g) → 2K2CO3(s) + O2 (g)

¿Qué masa de KO2 en gramos se requiere para que reaccione con 8,90 litros de CO2 a 22ºC y 767 mm Hg?

22)¿Qué masa de oxígeno se consume en la combustión total de 15,0 kg de butano gaseoso contenido en un cilindro de gas licuado? ¿Qué volumen de CO2 se libera? Suponga 25°C � y 1,00 atm de presión. Considere comportamiento gaseoso ideal.

La reacción con su ecuación balanceada es:

C4H10 + 13 O2 == 8 CO2 + 10 H2O

Masas molares: C4H10 = 58,122 g/mol; O2 = 31,999 g/mol; CO2 = 44,009 g/mol.

Si son 15 kg de butano, son: 15000 g / 58;122 g/mol = 258,1 moles

Por cada 2 moles de butano, se consumen 13 moles de O2; 258,1 moles es como si fueran los 2 moles; se dividen por 2 y luego se multiplican por 13, y de esto se tiene que se consumen 1.677 moles de oxígeno (esto es una vulgar regla de tres). Multiplicando por el peso molecular, 1677 moles * 31,999 g/mol = 53678 g = 53,7 kg. Por cada 2 moles de

butano, se generan 8 moles de CO2, o sea, por cada mol de butano van 4 moles de CO2, y si son 258,1 moles de butano, entonces 258,1 * 4 = 1032 moles de CO2. Entonces,

V = n * R* T / P = 1032 mol * 0;08206 (atmL /molK) * 298;15 K / 1 atm =

= 25.257 L = 25,3 m3

23) Un tanque metálico de 15 litros de capacidad contiene un gas a 900 mm de Hg de presión y 20ºC de temperatura. Calcular la presión si la temperatura es duplicada sin que haya variación del volumen. Respuesta: 1800 mm de Hg

24) 19,420 ml de cloro (gas) a 23 ºC y 700 mm de Hg pesa 1,123 g. Calcular la masa molar del gas. Respuesta: 70,5 g/mol

25) Calcular el número de moles que hay en una muestra de gas que ocupa 0,500 L a 170 mm Hg y 25ºC. Respuesta: 0,0045 moles

26) Calcular el volumen ocupado por 1,00 g de propano gas , C3H8, en condiciones normales. Respuesta: 0,508 L

27) La masa de un gas ocupa un volumen de 4.00 m3 a 758 mmHg. Calcúlese su volumen a 635 mmHg, si la temperatura permanece constante.

Respuesta. 4,77 m3

28) Una masa de gas dada ocupa 38 mL a 20 °C. Si su presión se mantiene constante, ¿cuál es el volumen que ocupa a una temperatura de 45 °C?

Respuesta . 41 mL

29) Un tanque que contiene un gas ideal se sella a 20 °C y a una presión de 1,00 atm. ¿Cuál será la presión (en kPa y mm Hg) en el tanque, si la temperatura disminuye a –35 °C? Respuesta. 82 kPa = 6,2 x 102 mm Hg

30) Dados 1000 mL de helio a 15 °C y 763 mm Hg, determínese su volumen a – 6 °C y 420 mmHg. Respuesta. 1.68 x 103 mL

31). Un kilomol de gas ideal ocupa 22,4 m3 a 0 °C y 1 atm. a) ¿Cuál es la presión que se requiere para comprimir 1,00 kmol de gas en un contenedor de 5,00 m3 a 100 °C? b) Si se va a encerrar en un tanque de 5.00 m3, el cual puede resistir una presión manométrica máxima de 3,00 atm, ¿cuál sería la máxima temperatura del gas si se desea que el tanque no estalle?

Respuesta . a) 6,12 atm; b) –30 °C

32) Un tanque de 5000 cm3 contiene un gas ideal (M = 40 g/mol) a una presión manométrica de 530 kPa y a una temperatura de 25 °C. Si se supone que la presión atmosférica es de 100 kPa, ¿qué cantidad de masa de gas se encuentra en el depósito? Respuesta. 0,051 kg

33) ¿Qué volumen ocupará 1.216 g de SO2 gaseoso (M = 64.1 kg/kmol) a 18.0 °C y 775 mmHg, si este actúa como un gas ideal? Respuesta. 457 mL

34) Calcúlese la densidad del H2S gaseoso (M = 34.1 kg/kmol) a 27 °C y 2.00 atm, considerándolo como gas ideal. Respuesta. 2,76 kg/m3

35) Un método para estimar la temperatura en el centro del Sol se basa en la ley de los gases ideales. Si se supone que el centro consiste de gases cuya masa promedio es de 0,70 kg/kmol, y si la densidad y la presión son 90 x 103 kg/m3 y 1.4 x 1011 atm, respectivamente; calcúlese la temperatura. Resp. 1.3 x 107 K

36) Sabiendo que 1,00 L de oxígeno se encuentran a 1520 mm Hg y 30º C, calcular que presión soportará la misma cantidad de oxígeno cuando ocupe 200 cm3 y la temperatura sea de – 20º C Respuesta: 8,4 atm.     

37) El volumen de un gas a 20,0º C y a 742 mm Hg es de 50,0 L, ¿qué volumen ocupará en CN? Respuesta: 45,5 L  

38)  Calcular cuántos átomos de hidrógeno están presentes en un recipiente de 5 L, que contiene eteno (C2H4), a la presión de 700 mm de Hg. y temperatura de 0°C. Respuesta.: 4,96 x 10 23 átomos                                                                                              .                                             39) Calcular la masa molar de una sustancia, sabiendo que 200 mg de la misma ocupan un volumen de 173,6 cm3 a la presión de 700 mm de Hg. y temperatura de 0°C Respuesta.: 28 g/ mol