Ejercicios de fisicoquimica 1

Resolución del ejercicio de fisicoquímica:

El aire contiene 21% de O2, 78% de N2 y 0.9% Ar  (en masa). ¿Determinar la presión parcial de cada gas a una temperatura de 25 °C?  Densidad del aire  1,213 g/l


Datos
Densidad del aire = 1,213 g/l
Temperatura 25°C +273.15 K= 298.15 K
Base de cálculo: 1 litro de aire
Determinar las presiones parciales = ?


SOLUCIÓN

M(O)= 16

M(N)=14

M(Ar)= 40

PpN2 = ?
PpAr = ?

1)  Determinando los moles totales

Aire  = 1,293g    

a) O2 =       21.0 %   (21.0*1.293)/100     =    0,27153  g

0,27153 g   de     O2  = 0,27153  g/32(g/mol) = 0.008485 mol

b) N2 =     78.0 %   (78.0*1.293)/100     =    1.00854  g 

1.00854 g   de     N2  = 1.00854  g /28(g/mol)  = 0.036019 mol

c) Ar  =      0. 9%    (  0.9*1.293)/100     =   0.011637 g 

0.011637 g de     Ar  = 0.011637 g/40(g/mol)  = 0.000291 mol     

      

                      

Moles de O2  =   0.008485

Moles de N2  =   0.036019

Moles de Ar   =   0.000291

Moles totales=   0.044795

2) Determinando la presión total

PV=nRT

Ptotal=(nRT)/V

Ptotal=(0.044795 mol*0.08205 (L.atm)/(mol.K)*298.15K)/1L=1.095829 atm

Ptotal=1.095829 atm

3) Determinando las presiones parciales

Presión parcial será igual a la fracción molar  por la presión parcial

a)   PO2=XO2*PT

PO2=[(nO2)/(nO2+nN2+nAr)]*Ptotal

PO2=[(0.008485)/(0.044795)]*Ptotal 

PO2=(0.008485mol/0.044795mol)*1.095829atm=0.207570 atm

Presión parcial el O2=0.207570 atm

b)  PN2=XN2*PT

PN2=[(nN2)/(nO2+nN2+nAr)]*Ptotal

PN2=[(0.036019)/(0.044795)]*Ptotal  

PN2=(0.036019mol/0.044795mol)*1.095829atm=0.881139 atm

Presión parcial el N2=0.881139 atm

c)  PAr=XAr*PT

PAr=[(nAr)/(nO2+nN2+nAr)]*Ptotal

PAr=(0.000291mol/0.044795mol)*1.095829atm=0.0071187 atm

Presión parcial el Ar=0.0071187 atm

Comprobando la suma de las presiones parciales debe ser igual a la presión total  

Presión total=PO2+PN2+PAr=1.095 atm

Calcular la presión total que  ejerce a 536.67 °R,  2000 cm³ de un gas recogido sobre agua teniendo en cuenta que a condición estándar y seco ocupa 0,80 litros. La tensión de vapor del agua a 25 °C es de 23.5 torr

Datos

Ptotal=?

T= 536.67 °R

Vtotal= 2000 cm3

Pvapora 25°C=23.5 Torr

A condición estándar y seco ocupa:

V=0,8L

Testandar =0°C

Pestandar= 1 atm

Solución

1)                 Conversión de unidades

T= 536.67 °R a K

K=(°R)/(1.8)=(536.67)/(1.8)=298.15

 2)                 Vtotal= 2000 cm³

  

K=(2000 cm3)/*(1l/1000cm3 )=2l

 3)                 Número de moles de gas a condiciones estandar 

A condiciones estandar 

T =0°C+273.15= 273.15K

P= 1 atm

  

n=(P.V)/(R.T)=(1atm*0,8L)/(0.082 (L.atm)/(mol.K)*273.15K)=0.0357mol

4)                 Presion del gas seco a 298.15K y 2 litros de volumen

 P=(0.0357mol*0.08205 (L.atm)/(mol.K)*298.15K)/2L=0.4368atm

5)                 Ptotal= Pgas+Pvapor agua

Ptotal=0.04368atm*760torr/1atm+23.5torr=355.5torr