Practik 2do Parcial 2012 Est

Universidad Mayor de San Andrés Curso Prefacultativo II-2012

Docente: Ing. Mercedes Díaz Auxiliar: Univ. José Manuel Rivera Claure Materia: Química

GASES

1. Definir los siguientes conceptos:

a) Gas Ideal

b) Presión manométrica

c) Ley de Dalton

d) Fracción Molar

e) Vapor

2. Señalar en cuáles de los siguientes casos no se puede usar la Ley Combinada.

Justificar la respuesta

a) y están expresadas en Torr

b) y están expresadas en ºC

c) Hay cambio de presión, volumen, temperatura pero no de masa

d) Varía el número de moles

3. Un gas ideal a la presión de 1 atm estaba dentro de una ampolla de volumen

desconocido “V”. Se abrió la llave, lo cual permitió que el gas se expandiese hacia

una ampolla previamente evacuada, cuyo volumen se sabía que era exactamente

de 0,5 l, cuando se hubo establecido el equilibrio entre las ampollas se notó que la

temperatura no había cambiado y que la presión del gas era de 530 mmHg ¿Cuál es

el volumen “V” de la primera ampolla?

R.-

4. a) Calcular el volumen molar del gas cuando está sometido a una presión de 5,50

atm y a la temperatura de 25ºC ¿qué volumen ocupará en Condiciones Normales?

b) ¿Cuál es la densidad del Bicarbonato de Sodio en una muestra que ejerce una

presión de 25 lb/plg2 a 0ºF?

Univ. Rivera Claure José Manuel Grupo 10

…Y si dudas lo que soy es que no ves bien lo que soy, luego no te quejes si te aparto de mi lado

c) Un gas ideal, a 340 K, se calienta a presión constante hasta que su volumen

aumenta en 18% ¿Cuál es la temperatura final del gas?

d) ¿Cuál es el peso molecular de 1g de Helio que ocupa un volumen de 6,138x10-

3m3 a 71ºF y 2atm de presión?

R.-

5. En los siguientes sistemas determinar la diferencia de presiones del gas “A” con

respecto al gas “B”: ( , )

a) En función de “h” b) Si

R.- a) , b)

6. Considere el tubo en U con un extremo cerrado y el otro

terminado en un embudo de 2 plg de altura. Se vierte mercurio

en el embudo para atrapar el aire en el tubo, que tiene 0,1 plg

de diámetro interno y una longitud total de 3 pies. Suponiendo

que el aire atrapado se comprime isotérmicamente ¿cuál es h

cuando el embudo empieza a desbordar?

R.-

7. Un manómetro cerrado tiene una sección de 1 cm2. Cuando la

presión es de una atmósfera el volumen de aire en la rama

cerrada es de 30 cm3. Calcular la presión del gas cuando la rama

cerrada sube 15 cm el nivel de Hg. R.-

Mercurio



8. En el siguiente sistema en La Paz, para un proceso isotérmico. Calcular la presión

absoluta del gas y la longitud L del líquido manométrico cuando: a) Inicialmente la

llave de paso está cerrada ; b) Cuando se abre la llave

R.-

9. En un experimento en la Facultad de Ingeniería, se recibió aire seco (M=28,84

g/mol) en un recipiente cilindrico de 12,5 cm de altura y 40 cm de radio, en el cual

se ha instalado un manómetro de vidrio, cuyo brazo libre a la atmósfera está

inclinado 30º y tiene una longitud del líquido manométrico de 150 cm de kerosene

de peso específico 0,82, el cual se encuentra por encima del líquido manométrico

del brazo conectado al recipiente. Si el proceso se lleva a cabo a temperatura

constante de 20ºC, determinar: a) La longitud del líquido manométrico del

manómetro inclinado en milimetros de kerosene, cuando se pierde 3,82 g de masa

de aire b) Si después de esta pérdida de aire el líquido manométrico se cambió por

agua ¿cuál será la nueva longitud de este nuevo líquido manométrico?

10. Un corredor de autos, infla con aire, los neumáticos de su vehículo para participar

en el circuito de Pucarani. En el instante de inflar los neumáticos, la temperatura es

de 6ºC y la presión manométrica medida es 30PSI. Durante la competencia el

volumen del neumático aumenta de 27,3 litros hasta 27,8 litros y la temperatura

del aire en los neumáticos es de 55ºC. Si el neumático soporta 31 PSI de presión



manométrica como máximo. ¿El neumático soporta dicha presión?. Considere la

presión atmosférica de 490 mmHg

R.-

11. a) En un recipiente esférico de radio “r” se calienta hasta que su radio llega a 5/4

de su radio inicial. Calcular la relación de temperatura inicial con respecto al final.

b) Por fermentación de la glucosa de las uvas, durante la elaboración del vino, se

liberan gases a 37ºC y 1 atm. Calcular la variación de temperatura en ºC que se

produciría si los gases ocuparan el doble de volumen y la presión se redujera a 342

mmHg

c) En un matraz de vidrio se tiene amoniaco a 27ºC y 600 mmHg. Si se agregaron

800 g del mismo, la temperatura aumenta a 77ºC y la presión 1050 mmHg ¿Cuál es

la masa final del amoniaco en el matraz?

d) Una muestra de 87 mg de un gas ideal a una presión de 0,6 bares duplica su

volumen y triplica su temperatura absoluta. Calcule su presión final

12. a) Se necesita 0,4g de N2 para llenar una ampolla de vidrio a Condiciones

Estándar. Se necesita 0,8 g de un gas desconocido X para llenar la ampolla en las

mismas condiciones ¿Cuál el peso molecular de X? R.- ̅

b) Para cierto hidrocarburo gaseoso, 20 mg ejercen una presión de 24,7 Torr en

un recipiente de 500 cm3 a 25ºC. Calcule el número de moles y el peso

molecular, e identifique el gas. R.-

13. El aire de un neumático de un vehículo medido con un manómetro de 30 lb/plg2 a

una temperatura de 10ºC y 500mmHg de presión barométrica. Después del

recorrido de bajada hasta el nivel del mar, el volumen aumenta en 10% la

temperatura incrementa en 54ºF. Calcule: a) La nueva presión manométrica ; b) Si

la presión manométrica se mantiene constante en todo el trayecto, determine la

relación de volúmenes

R.- a)

14. Se tiene un sistema pistón – cilindro, el pistón de fácil movimiento se encuentra a

una determinada altura de la base, luego se calienta hasta aumentar la



temperatura en 1/5 ¿Cuál será el porcentaje de altura que se desplaza con

respecto a la inicial? R.-

15. Un tanque rígido de forma cilíndrica contiene 100 cm2 de base y 1 m de altura en

su interior se encuentra O2 a una presión de 10 atm y a 25ºC de temperatura. Se

produce una pequeña fisura en el tanque, con la consiguiente pérdida de gas.

Determine: a) El volumen de gas que queda en el tanque b) La masa de O2 que se

perdió R.-

16. En el lago Titicaca, una burbuja de aire triplica su volumen al subir desde el fondo

el lago a la superficie, a una temperatura de 18 C Y presión barométrica de 490

mmHg. a) ¿Cuál es la profundidad del lago? ; b) ¿Qué presión se ejerce sobre la

burbuja cuando está en la profundidad? ; c) Si la burbuja sumergida tenía 0.1 cm

de diámetro ¿Qué masa de aire sale a la superficie cuando se sueltan 1000

burbujas? R.- , c)1,23 x

17. Un recipiente que está lleno de aire en condiciones normales. Posee un pistón de

seguridad que pesa 100N y su sección es 8 . ¿A qué temperatura a nivel del

mar deberá ser calentado el recipiente para qué ha dicho pistón se mueva?

Despreciando la dilatación del recipiente. R.-

18. Mediante una bomba de presión se introduce aire a un recinto de volumen 10

litros. El volumen máximo del cilindro de la bomba es ¼ lt. Cuando el pistón

desciende la válvula A se abre y la B se cierra. Si la presión inicial es de 1 atm.

Todas las transformaciones son isotérmicas ¿Cuántas emboladas (de ida y vuelta)

serán necesarias para aumentar la presión a 100 atm. Se supone que el gas se

comporta idealmente R.-

19. Se tiene el sistema de la

figura que consiste en dos

recipientes rígidos cerrados

entre sí por la válvula A. El

primer recipiente consiste

en un cilindro –pistón que

contiene aire a una

determinada presión, y sobre el pistón se ejerce una fuerza constante “F”, que se le

mantiene sin movimiento. El segundo recipiente consiste en un tanque esférico



que contiene inicialmente oxígeno. En un principio la válvula “A” se encuentra

totalmente cerrada. ¿Qué distancia recorrerá el pistón si se abre la válvula “A”?

asumir que es un proceso isotérmico. R.-

20. En un recipiente rígido se introducen 10 g de dióxido de nitrógeno, que ejercen una

presión de 430 mm Hg a una determinada temperatura (T). Si se añaden 3 g de

dióxido de carbono y 6 g de nitrógeno gaseoso la temperatura se duplica, Calcular:

a) La presión final del sistema, b) La presión parcial de cada gas en la mezcla, c)

Peso molecular promedio de la mezcla R.-

21. De acuerdo a la figura; en la esfera “A” que tiene un volumen de 0,5 litros existe

oxígeno a la presión de 1 atm, en la esfera “B” que tiene un volumen de 0,3 litros

existe nitrógeno a la presión de 0,8 atm, y en la esfera “C” cuyo volumen es de 0,8

litros, existe hidrógeno a la presión de 1,5 atm. Si se abren las llaves de

comunicación entre las esferas. Calcular: a) La presión total final del sistema ; b) El

número de moles totales si el proceso es isotérmico a la temperatura de 25ºC ; c)

La fracción molar del nitrógeno en el sistema ; d)

La presión parcial del oxígeno ; e) El peso

molecular promedio de la mezcla ; f) La masa de

la mezcla

R.-

22. Un litro de un gas “A” a la presión de 2 atm y dos litros de una gas “B” a 3 atm de

presión, se mezclan en un frasco de 4 litros para formar una mezcla gaseosa.

Calcular: a) La presión final de la mezcla gaseosa ; b) El peso molecular promedio

de la mezcla gaseosa, si los gases “A” y “B” juntos pesan 24g y los mismos se

mezclan a temperatura constante de 60ºC ; c) La presión total de la mezcla

gaseosa, cuando la temperatura del gas “A” es 27ºC, la del gas “B” de 260,6ºF y en

la mezcla es de 60ºC.

R.-



23. Dos bulbos vacíos (de igual volumen) se encuentran unidos por un tubo de

volumen despreciable. Un bulbo está sumergido en un baño de temperatura

constante a -73ºC y el otro en un baño a 27ºC, entonces se inyecta al sistema 10

moles de un gas ideal. Hallar el número de moles final de gas en cada bulbo.

R.-

24. El sistema de la figura se encuentra en el laboratorio de la Facultad de Ingeniería

de la UMSA tiene dos compartimientos. El compartimiento X tiene un volumen de

3 litros (contiene oxígeno) y el compartimiento Z tiene un volumen de 5 litros

(contiene nitrógeno); inicialmente ambos gases están separados por un tabique, en

estas condiciones. Calcular: a) La presión manométrica de cada compartimiento

considerando que el líquido manométrico es mercurio ; b) Si se rompe el tabique,

calcular las presiones parciales de cada gas, la presión manométrica y la presión

final del sistema en atmosferas ;

c) La masa molecular de la

mezcla

R.-

25. Una mezcla de gases consta de tres componentes: Argón, B y C. Se obtiene el

siguiente resultado del análisis de la mezcla: 40%v-v de Argón, 18%p-p de B y

20%v-v de C, el peso molecular del argón es 40 y el de C es 50. Calcule: a) El peso

molecular de B ; b) El peso molecular de la mezcla

R.-

26. En un recipiente de 3 litros se tiene hidrógeno gaseoso a la presión de 1 atm y a la

temperatura de 300 K. Manteniendo la temperatura constante, se introducen 0,5

moles de nitrógeno gaseoso. Calcular: a) Las presiones parciales de ambos gases ;

b) La presión total del sistema ; c) La fracción molar inicial y final de hidrógeno



R.- a)

b) c)

27. Tres frascos de un litro, todos ellos a 27ºC han sido interconectados mediante

espitas inicialmente cerradas. El primer frasco contiene 1 gramo de agua. El

segundo tiene oxígeno a la presión de 1 atm y el tercero contiene 1g de nitrógeno.

a) La temperatura se mantiene constante a 27ºC. A esta temperatura la presión de

vapor del agua es de 0,0380 atm. Las espitas están todas abiertas. Cuándo se

alcance el equilibrio, ¿cuál será la presión final en los frascos? b) Si la temperatura

de todo el sistema se eleva a 100 ºC ¿cuál será entonces la presión?

R.- a) , b)

28. Un recipiente rígido de volumen igual a 11,9 lt contiene una mezcla gaseosa

compuesta por 1,20 g de gas hidrógeno y 11,2 g de un gas desconocido, a 10ºC de

temperatura. La presión que ejerce la mezcla gaseosa es de 1,95 atm. Determinar

cuál es el gas desconocido, sabiendo que es una simple sustancia diatómica.

29. En el siguiente sistema, el gas contenido tiene una composición equimásica de O2 y

H2 ¿Cuál es la presión que ejerce cada gas?

R.-

30. Se analizó una mezcla selectiva de Y , mediante absorción selectiva de

los óxidos de nitrógeno. El volumen inicial de la mezcla fue de 2.74 cc. Después de

tratarse con agua, el cual absorbe , el volumen fue de 2.02 cc. Entonces se

agito una solución de sulfato ferroso con el gas residual para absorber NO, después

de lo cual el volumen fue de 0.25 cc. Todos los volúmenes se midieron a la presión

barométrica. Despreciando el vapor de agua ¿Cuál era el porcentaje en volumen de

cada uno de los gases en la mezcla original?

R.- =9.124% NO=64.59%

31. Un líquido se encuentra en un recipiente de forma cilíndrica, de dos metros de

altura a 100ºC y completamente cerrado contiene agua hasta una altura al 10% de

la altura del cilindro estando en consecuencia saturado de vapor a 1 atm. Si el agua

se calienta hasta 200ºC con lo cual la presión de vapor saturado sube a 16 atm



¿Cuánto descenderá el nivel de agua contenida? Considere la densidad del agua

1g/cc en todo intervalo R.-

32. En un recipiente de volumen constante y temperatura constante a 37ºC sube la

temperatura, se calienta el oxígeno saturado de vapor de agua, y un deshidratante

sólido, al cabo de 30 minutos se observa que la Presión Manométrica disminuye a

650 mmHg, la masa del sólido aumenta en 0,1325g si la densidad del líquido es

1,035 g/cc y la presión a 37ºC es de 46 mmHg. Calcular el consumo de oxígeno en

Condiciones Normales en una hora. R.-

33. Se desea determinar el porcentaje de Carbonato de Sodio en una muestra natural

traída de Potosí. Para este fin se pesa 0,20 g de la

muestra y se descompone en un matraz Erlenmeyer, el

cual tiene una solución de HCl. El dióxido de carbono

generado se recoge en un eudiómetro, dando un

volumen de 55 ml y una altura de 4 cm de agua en la

probeta (presión manométrica). La temperatura fue de

19ºC y la presión de 505 mmHg. La presión de vapor del

agua a esta temperatura es de 16,477 mmHg y la

densidad del agua 0,998 g/ml. a) ¿Cuál es el número de moles de dióxido de

carbono generados? b) ¿Cuál es la masa de carbonato de sodio en la muestra? c)

¿Cuál es el porcentaje de carbonato de sodio en la muestra?

Dada la reacción en el proceso:

R.-

34. Suponiendo que el aire seco contiene 75% de N2 y el resto de O2 (en peso). Calcular

la densidad del aire húmedo a 25ºC. ; ;

R.-



35. Una muestra de 100 ml de gas seco, medido a 20°C y a 750 mmHg ocupo un

volumen de 104 ml cuando se recogió sobre agua a 25 °C y 750 mmHg .Calcular:

a) La presión de vapor de gas húmedo.

b) La humedad relativa del gas

La presión de vapor de agua a 25°C es 23.76 mmHg.

R.- a) 16.54 mmHg, b) 69.61%

36. Se tiene en un recipiente cerrado una muestra de aire saturado completamente de

agua a una T=300K y una presión de 2,47x105Pa. Al aplicar con un pistón una

compresión a dicho recipiente se observa que el nuevo volumen del recipiente es

0,15 dm3 y además se encuentra a una presión de 1,03x106Pa y a una temperatura

de 310 K. Si se sabe que la presión a 300 K es 26,426 mmHg y a 310 es 46,556

mmHg. Calcular la masa de agua formada al inicio. R.-

37. Un envase metálico de 10 lt de alcohol etílico; fue cerrado a 30°C con una

humedad relativa del 50% a la presión de 1.01325 bar. Por accidente el envase se

cae y se deforme reduciéndose su capacidad a 9.0 lt y aumentando su presión a

152 kPa. Considerando volúmenes aditivos y que, dentro del envase existe aire y

alcohol , determine: a) El volumen que ocupa el líquido en el recipiente después de

la caída, si en el momento del accidente la temperatura es de 40 °C y la humedad

relativa del 70% ; b) La masa de alcohol etílico necesaria para llevar desde una

humedad relativa del 50% hasta el 70 %. Las presiones de vapor del alcohol etílico

a 30ºC y 40ºC son de 78,8 mmHg y 135,3 mmHg, respectivamente.

R.-

38. En el Laboratorio de Villa Fátima se descompone cierta masa de Hipoclorito de

Sodio, recogiéndose sobre agua; 36,5 cm3 de O2 a 23ºC, de acuerdo al siguiente

esquema, donde el gas tiene una humedad relativa del 70% (la presión de vapor

límite es de 21,1 mmHg), ¿Qué volumen ocuparía el oxígeno seco a 0ºC y 100 atm

de presión?, la masa de Hipoclorito de sodio

R.-

39. A un mismo sistema de recolección de gas húmedo, se hacen burbujear a través de

agua dos fases de aire seco. Por un lado se burbujean 70 litros de aire seco a 25

y presión de 760 Torricelli, y por el otro lado 30 litros de similar aire seco a una



temperatura de 298 K y una presión de 14,7 PSI. El aire total saturado de vapor de

agua sale a 60 y una presión de 1 atmósfera, calcular: a) La masa en gramos del

agua que se evapora, b) Si la mezcla se comprime isotérmicamente a 5 atm,

determinar la cantidad de agua que se recupera al estado líquido (que se

condensa). Para los cálculos considere la presión de vapor de agua igual a

23,76mmHg

40. A 20 ºC y 1013.25 mbar de presión se tiene aire húmedo, con una humedad

relativa del 80%, en un tanque de volumen V1. Dicha masa de aire húmedo se

traslada a un segundo tanque de volumen 1000 m3 a una presión de 607.9 kPa y

una temperatura de 25 ºC. En esta nueva situación, el aire esta saturado de vapor

de agua. Las presiones de vapor del agua a 20 ºC y 25 ºC son 17.6 y 23.8 mm Hg

respectivamente. Despreciando el volumen de agua que se condensa calcule: a) El

volumen V1 del primer tanque, b) La masa de agua que se ha condensado en el

segundo tanque R.-

NOMENCLATURA INORGANICA

NOMBRE FÓRMULA

Perclorato de Amonio

Sosa Caústica

Permanganato de Plata (estado acuoso)

Estibamina

Fosfato de bismuto



Bicarbonato de Sodio

Cloruro de Amonio

Sal de mesa

Xilano

Oxido de Nitrógeno (IV)

Dicromato cromico

Metaantimoniato de bario

Sulfosulfato plumbico

Tetraborato de Aluminio

Ditio Sulfato ácido de Litio

Hidróxido de Magnesio (Leche de

Magnesia)

Yeso (Sulfato de calcio dihidratado)

Ión Oxildrilo

Tiocianato

Ferrocianuro ferrico

SulfoOrtosilicato Acido de Plata

Ácido peroxifosforoso

Oxido doble de Plomo

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