PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS

GASES

Problema 1Se realiza una experiencia de Víctor Meyer para determinar el PMR del tricloro etileno. Se pesaron 0,1652 grs de la sustancia. La temperatura ambiente era 31 C y la presión atmosférica 760 torr. Por no haber insuflado lo suficiente, del tubo de vaporización sale una corriente gaseosa con un 80 % de aire y el resto de una muestra de una experiencia anterior. Si la altura de agua en la campana de gases es 10 cm por encima del nivel exterior, calcule el error absoluto y el error relativo que se producirá en la determinación del PMR. Presión de vapor del agua a 31 C: 33,6 torr; PMR (tricloro etileno): 130,5.

Problema 2En un recipiente se colocan masas iguales de N2 y de O2. Si la presión total es 800 torr , calcule las presiones parciales de cada gas.

Problema 3La composición porcentual en volumen del aire es 78,08 % de N2, 20,95 % de O2, 0,93 % de Ar y el resto de CO2. ¿Cuáles serán las presiones parciales de cada gas cuando la presión barométrica es 748 mmHg? ¿Cuáles serán las masas de cada gas en 1 litro de aire? ¿y en 1 gramo de aire?

Problema 4Calcule la masa de He que debe agregarse a un recipiente que contiene 0,17 grs de N2 a una presión de 200 torr para lograr alcanzar la presión atmosférica normal. ¿Cuál será el volumen ocupado en el caso anterior si la temperatura es 25 C?

Problema 5La densidad del vapor del fósforo a 310 C y 775 torr es 2,64 g/l. Calcule su fórmula molecular en esas condiciones.Un hidrocarburo con un 82,7 % de C y el resto de H, tiene una densidad de 2,33 g/l a 23 C y 746 torr, ¿cuál es su fórmula molecular?

Problema 6Una muestra de 3 g con una pureza del 82 % en Al se trata con 150 ml de una solución de HCl 8 % p/p y densidad 1,02 g/ml. Calcule el volumen de H2 que se recogerá sobre agua a 25 C si el rendimiento del proceso es del 78 %. La presión atmosférica es 768 torr y la presión de vapor de agua es 23,8 torr.

Problema 7La tostación de ZnS genera SO2 y ZnO. a) Calcule el volumen de SO2 generado a 740 torr y 25 C que se generará por cada litro de O2 consumido en CNTP. b) Calcule el volumen de SO2 que se generaría en aquellas condiciones cuando se mezclen 2 litros de O2 medidos a 1,25x106 barias y 16 C con 25 grs de una muestra con un 75 % de riqueza en ZnS. El rendimiento del proceso es sólo del 82 %.

Problema 8Se mezclan 2,5 litros de N2 medidos a 35 C y 600 torr con 5,1 litros de H2 medidos a –10 C y 850 torr. Calcule el volumen de NH3 que se formará en condiciones normales y a cada una de aquellas condiciones.

Problema 9Se mezclan 2,5 litros de N2 con 5,1 litros de H2 ambos medidos en las mismas condiciones de P y T. Calcule el volumen de NH3 que se formará en las mismas condiciones.

Problema 10

Calcule la presión parcial del N2 dentro de un recipiente en el cual se han colocado masas iguales de N2 y Ne si la presión parcial de este último es 250 torr.

Problema 11En un recipiente se colocan 0,25 g de N2, 0,17 g de O2 y cierta masa de CO2. La presión total es 800 torr mientras que la presión parcial de N2 es 175 torr. Calcule la masa y la presión parcial del CO2.

Problema 12Se mezclan 0,5 litros de N2 medidos a 15 C y 800 torr con 3,1 litros de O2 medidos a –18 C y 550 torr. Calcule el volumen de NO2 que se formará en condiciones normales y a cada una de aquellas condiciones.

Problema 13Se mezclan 0,5 litros de N2 con 3,1 litros de O2 medidos en las mismas condiciones de P y T. Calcule el volumen de NO2 que se formará en aquellas condiciones.

Problema 14En un recipiente se colocan 0,25 g de H2, y ciertas masas de O2 y de N2. La presión total es 780 torr mientras que las presiones parciales de H2 y O2 son respectivamente 355 y 122 torr. Calcule la masa de los gases restantes y la presión parcial del N2.

Problema 15Se realizó una experiencia para demostrar la validez de la ley de Boyle-Mariotte similar a la realizada en el laboratorio. La altura de la columna de mercurio de la rama cerrada está 15 cm por encima del nivel de mercurio en la rama abierta y la presión atmosférica es de 750 torr. Calcule la presión del gas encerrado en la rama cerrada en torr, atm y mmHg.760 torr = 1 atm =760 mmHg

Problema 16Se realizó una experiencia para demostrar la validez de la ley de Boyle-Mariotte similar a la realizada en el laboratorio. La altura de la columna de mercurio de la rama cerrada está 15,00 cm por encima del nivel de mercurio en la rama abierta; la presión atmosférica es de 750 torr; la temperatura es de 27 oC, la altura de la columna de gas es de 5,50 cm y el diámetro del tubo que contiene el gas es de 0,40 cm. Si el gas contenido en el equipo es N2, calcular: (a) la presión del gas, (b) la masa del gas y (c) proponer otros dos pares de valores de presión y volumen tal que se cumpla la ley de Boyle-Mariotte.

Problema 17Se realiza una experiencia de Boyle-Mariotte en un equipo similar al usado en el TP. El diámetro interno del tubo que contiene el aire es 1,0 cm y la columna de aire mide 20,0 cm de longitud. El nivel de mercurio en la rama abierta está 4,0 cm por encima del nivel de mercurio en la rama cerrada. La presión externa es 736 torr y la temperatura es 25,0 ºC.a) Calcule la masa de aire encerrada en el tubo (composición en moles de aire: 80,0 % N2, 20,0 % O2)b) Calcule la diferencia de alturas entre las dos ramas cuando la columna de aire mide 23,0 cm de longitud.

Problema 18Se realiza una experiencia de Boyle-Mariotte en un equipo similar al utilizado en el TP, introduciendo una mezcla de 0,010 g de N2 y una cantidad desconocida de O2. El diámetro interno del tubo que contiene el gas es de 1,0 cm, y la columna de gas mide 15 cm de longitud. El nivel de Hg en la rama abierta está 3 cm por encima respecto al de la rama cerrada, la presión atmosférica es igual a 1,2 atm y la temperatura ambiente es de 30 oC. Calcular la composición (en fracción molar) de la mezcla gaseosa.

Problema 19Calcule el peso molecular relativo de un gas cuya densidad es 0,67 g/l a 19 ºC y 723 torr. ¿Cuál sería la densidad a 50 ºC y 780 torr.

Problema 20Se realizó la determinación de la densidad de un gas mediante un método similar al utilizado en el TP, obteniéndose los siguientes resultados:Temperatura: 20 oC; presión atmosférica: 770 torr.Masa de la ampolla conteniendo el gas: 120,6525 gMasa de la ampolla conteniendo el agua: 595,037 gMasa de la ampolla vacía: 120,1318 gDensidad del agua a la temperatura de trabajo: 0,9980 g/ml.(a) Calcular la densidad del gas con las cifras significativas correctas; (b) calcular el error relativo si el valor aceptado es 1,200 g/l y (c) calcular la densidad a 40 oC y 0,75 atm y (d)

Problema 21Calcular la densidad del CO2 en CNPT (760,00 torr y 273,15 K) en base a los siguientes datos experimentales:

masa de la ampolla vacía a 20,0 oC: 95,2534 g.masa de la ampolla llena con gas a 20,0 oC: 95,4489 g.Masa de la ampolla con agua a 20,0 oC: 194,45 g

agua = 0,9982 g/ml; Patm = 750,1 mmHg

Problema 22Se realiza una experiencia para determinar la densidad del CO2 como en el TP obteniéndose los siguientes datos:

masa de la ampolla de Regnault vacía = 178,26 gmasa de la ampolla cargada con CO2 = 179,25 gmasa de la ampolla llena de agua = 701,3 g.

La temperatura de trabajo fue 19,0 ºC, la presión atmosférica 736,5 mmHg y la densidad del agua a 19,0 ºC es 0,998405 g/cm3.a) Calcular la densidad del CO2 en CNTP según la experiencia y el error relativo porcentual si el valor aceptado es 1,977 g/l.b) Explicar, justificando en cada caso, si el error cometido pudo deberse a las siguientes situaciones: (i) no se equilibró la presión de CO2 dentro de la ampolla con la presión atmosférica luego de desconectarla del Kipp; (ii) no se hizo suficiente vacío antes de hacer la pesada de la ampolla vacía; (iii) el tren purificador del Kipp no tenía el frasco conteniendo sílica gel.

Problema 23En un experimento similar al trabajo práctico de densidad de gases se desea medir la masa molecular promedio del aire seco. Se obtienen los siguientes datos: masa de la ampolla vacía: 91,4715 g; masa de la ampolla con agua: 271,25 g; masa de la ampolla llena con aire seco a 23 oC y 744 torr: 91,6843 g.

i) Calcule la masa molecular del aire seco.ii) Suponiendo que el aire seco es una mezcla de O2 y N2 solamente, calcule el

porcentaje en moles de O2 en el aire seco.

Problema 24La densidad del CO2 en CNTP es 1,977 g/l.a) ¿Cuánto pesará una ampolla de Regnault llena con CO2 a 764,4 mmHg de presión y 18 ºC si su volumen es 491,7 ml y vacía pesa 137,42 g?b) ¿Cuánto pesará la misma ampolla llena de agua? (densidad del agua a 18 ºC = 0,9985976 g/ml)c) ¿Qué presión tendrá el gas dentro de la ampolla si ésta se lleva a 48 ºC? ¿Cuál será la densidad del gas en estas condiciones?.

Problema 25

En una experiencia de determinación de peso molecular por el método de Victor Meyer se obtuvieron los siguientes resultados:Masa de la ampollita: 2,2001gMasa de la ampollita con la sustancia problema: 2,3726 gPresión atmosférica: 755,0 torrTemperatura: 20,8 oCAltura de agua: 4,0 cm por encima del nivel externoPresión de vapor del agua a 20,8 oC: 18,422 torrVolumen de aire: 41,0 mlSi la composición de la muestra es: 24,2 % de C, 4,0% de H y 71,7% de Cl, calcular: (a) el peso molecular de la sustancia, (b) el error relativo porcentual cometido den la determinación; (c) el volumen de gas en la campana para gases, si por un mal insuflado hubieran pasado 15% en moles de sustancia problema de una determinación anterior.

Problema 26En un experimento de Victor Meyer se recogieron 30 ml de gas a 20 oC. La presión del gas dentro de la campana era 750 torr. La ampolla arrojada dentro del tubo contenía cloroformo (CCl3H).

i) Calcule la masa de cloroformo que contenía la ampolla.ii) Indique qué sustancias existen en fase gaseosa en la campana para gases.iii) Si la presión de vapor de agua a 20 oC es 23,6 torr y la columna de agua dentro de la

campana para gases era 3,2 cm más alta que el nivel externo, calcule el valor de la presión atmosférica cuando se realizó el experimento.

Problema 27¿Cuál es la masa de benceno (C6H6) que se agregó a un equipo de Victor Meyer si en la campana para gases se recogió un volumen de gas de 20 ml y la columna de agua estaba 2 cm por debajo del nivel externo? La presión exterior es de 735 torr y la presión de vapor del agua es de 18 torr a 20 ºC (temperatura de la campana para gases). Densidad del Hg = 13,6 g/ml. Densidad del agua = 1 g/ml.

Problema 28En una experiencia de Victor Meyer se obtuvieron los siguientes resultados:

Masa de la ampollita = 2,1305 gMasa de la ampollita con sustancia problema = 2,2905 gPatm = 750,0 torrTemperatura = 20,0 ºChH2O = 5,0 cm por encima del nivel externoPvH2O a 20,0 ºC = 18,535 torrVaire = 38,0 mlHg = 13,6 g/cm3

Si la composición centesimal de la sustancia es 24,3 % de C; 71,7 % de Cl y 4,0 % de H. Calcular:a) el peso molecular de la sustancia;b) el error relativo porcentual cometido en la determinación.

Problema 29En una experiencia para comprobar la ley de Graham, similar a la realizada en el trabajo práctico, el NH3 recorre una distancia de 16,4 cm. ¿Qué distancia recorrió el HCl?

Problema 30Se hace difundir Xe y O2 desde los extremos opuestos de un tubo de 50 cm de largo. ¿A qué distancia, respecto del centro del tubo, comenzarán a mezclarse ambos gases?

Problema 31Una ampolla de Regnault puede cargar 0,18 g de CO2 a 25 C y 770 torr. Indique qué masa cargaría si en las mismas condiciones se llena con:

- solamente N2

- aire (suponga un 80 % en moles de N2 y el resto de O2)- un 50 % de CO2 y el resto de aire.