SOLUCIÓN DE PROBLEMAS

LEY DE BOYLE-MARIOTTE

1. Una muestra de oxígeno que tiene un volumen de 500 ml a una presión de 760 torr se quiere comprimir a un

    volumen de 380 ml. ¿Qué presión debe ejercerse, si la temperatura se mantiene constante?

2. Cierta cantidad de nitrógeno ocupa un volumen de 30 litros a una presión de 1140 torr. ¿Qué volumen

    ocupará a 0,5 atm?

3. A 0 ^oC y 1 atm de presión, 32 g de oxígeno ocupan un volumen de 22,4 litros. Calcule el volumen ocupado

    por esta muestra de gas a todas las presiones comprendidas entre 0,2 y 2,0 atm (esto es 0,2; 0,4; 0,6…..atm).

    Con los datos obtenidos y utilizando papel milimetrado, construya un gráfico de presión (ordenada) contra

    volumen (abscisa), cuyo origen sea cero absoluto para ambas variables. ¿Qué forma tiene el gráfico obtenido

    y que conclusiones se pueden obtener del mismo?    

LEY DE CHARLES – GAY – LUSSAC

1. Un balón de caucho inflado con helio ocupa un volumen de 630 ml a 25 ^oC. Si se coloca en un congelador, su

    volumen disminuye a 558 ml. ¿Cuál es la temperatura del congelador en grados centígrados?

2. Se tienen los siguientes datos experimentales para el comportamiento de cierto gas a presión constante:

    Temperatura ^oC          0      10        50        100

    Volumen, litros        10,0   10,4    11,9       13,7

    En una hoja de papel milimetrado, trace un diagrama cartesiano, colocando la temperatura en el eje de las X

    (abscisas), con valores desde – 300 hasta + 100 ^oC y los volúmenes en el eje de las Y (ordenadas), con valores

    desde 0 hasta 15 litros.  Sitúe ahora los puntos correspondientes a los datos experimentales y únalos con una

    recta; prolongue esta recta hasta que corte el eje X. ¿Cuál es el valor del V y el de T en este punto?

   ¿A cuántos K corresponde esta medida? ¿Cómo sería el volumen a Temperaturas menores que las de este

    punto? ¿Qué conclusión general podemos obtener de estas observaciones?

3. Se tienen 5 gramos de un gas ideal a presión constante en un recipiente de 8,5 litros a 27 ^oC si calentamos el

    gas a 118 ^oC ¿Cuál será el nuevo volumen del gas?

LEY COMBINADA DE LOS GASES

1. Una muestra de cierto gas ocupa un volumen de 650 ml a una presión de 748 torr y 25 ^oC. ¿Qué volumen

    ocupará a 1 atm y 20 ^oC?

2. 2,65 litros de un gas ideal se encuentran a 25 ^oC y 1,2 atm de presión. Si se pasa el gas a un nuevo recipiente

    de 1,5 litros a una temperatura de 72 ^oC, ¿cuál es la nueva presión del gas?

3. En el suelo, un globo aerostático tiene un volumen de 100 litros a una temperatura de 27 ^oC y presión

    atmosférica.

   ¿Qué volumen tendrá el globo cuando alcanza una altura donde la temperatura es de -10 ^oC y la presión de 300

     torr?

LEY DE LOS GASES IDEALES  (ECUACIÓN DE ESTADO)

1. Una llanta con volumen de 3,7 litros contiene 0,35 moles de aire a una presión de 35,2 lb/pulg².  ¿Cuál es la

    temperatura del aire de la llanta, en grados centígrados?

2. Un envase metálico para cierto desodorante en aerosol contiene 0,01 moles de gas propelente y tiene un

    volumen de 250 ml. Calcule la presión del gas dentro del envase si accidentalmente se calienta a 400 ^oC.

3. El ciclo propano es un gas utilizado como anestésico general. Su densidad a 52 ^oC y 0,95 atm es 1,5 g/l. ¿Cuál

      es la masa molecular del ciclo propano?

4. ¿Cuál es la densidad del amoniaco, NH₃, a 21 ^oC y 640 torr?

5. Si 3,78 g de cierto compuesto gaseoso ocupó un volumen de 3 litros a 50 ^oC y 747 mm Hg. ¿Cuál será su

    masa molecular?

LEY DE DALTON

1. La atmósfera terrestre es una mezcla de nitrógeno, oxígeno, argón y otros gases en menor proporción.

    a. ¿Cuál es la presión parcial del nitrógeno en el aire si a una presión atmosférica de 760 torr, P_O2 = 160 torr,

    P_Ar = 7,0 torr y P_otros = 0,2 torr? b. ¿Qué porcentaje de la presión atmosférica es causada por el nitrógeno? 

2. Un cilindro de 10 litros a temperatura de 24 ^oC contiene oxígeno a una presión de 780 torr, helio a 1,2 atm y

    nitrógeno a 620 torr. ¿Cuál es la presión total ejercida por los gases?

3. Se lleva una muestra de 1 litro de argón a una presión de 6 atmósferas, con 1 litro de neón a presión de 3.050

    torr y 1 litro de helio a una presión de 3 atmósferas a un recipiente rígido de 1,5 litros y temperatura de 290 K.

   ¿Cuál será el volumen, la temperatura y la presión total finales?

LEY DE GAY – LUSSAC

1. ¿Cuál será la presión ejercida por un gas que se encuentra en un recipiente de 5 l a una presión de 3,5

     atmósferas y a 27 ^oC, si se aumenta la temperatura a 50 ^oC y el volumen del recipiente no varía?

2. La presión de cierta cantidad de H₂S a 20 ^oC es de 625 torr. ¿Cuál es su presión a 80 ^oC si el volumen

    permanece constante?

GASES HÚMEDOS

1. En un experimento de obtención de hidrógeno este gas se recogió sobre agua, de manera similar a la ilustrada

    en la figura. El gas se recolectó a 25 ^oC y hasta que el nivel del agua dentro y fuera del frasco fuera igual. Si el

    volumen del frasco es de 500 ml, la presión atmosférica es de 758 torr y la del vapor de agua de 24 torr.

¿Cuántas moles de hidrógeno se obtuvieron?

    Temperatura del agua 18 ^oC, Presión atmosférica 700 mm Hg ¿Cuál es la presión del gas seco?                                                                                                               

3. Se recogen sobre agua 1.500 ml de H₂ a 24 ^oC y 670 mm Hg. Calcule la presión ejercida por el hidrógeno.

Temperatura en oC	Presión de vapor mmHg	Temperatura en oC	Presión de vapor mmHg	Temperatura en oC	Presión de vapor mmHg
0	4,58	14	11,99	20	17,54
5	6,54	15	12,79	21	18,65
10	9,21	16	13,63	22	19,65
11	9,84	17	14,35	23	21,83
12	10,52	18	15,48	24	22,38
13	11,23	19	16,48	25	23,76

LEY DE DIFUSIÓN DE GRAHAM

1. ¿Cuál de estos dos gases se difunde más rápidamente: amoniaco (NH₃) o dióxido de carbono (CO₂)? ¿En que       

     relación están sus velocidades de difusión?

2. Cierta cantidad de CO₂ se efunde a través de un orificio en 105 segundos, mientras que un volumen igual de

    un gas desconocido lo hace, a través del mismo orificio, en 126 segundos. Halle el peso molecular del gas

    desconocido. (El término efusión se utiliza para indicar el paso de un gas a través de un orificio pequeño y se

    le da el mismo tratamiento matemático que al de difusión).

3. La velocidad de efusión de un gas desconocido a través de un orificio es de 2,365 moles x s^-1. Si la velocidad

    de efusión para el CH₄ a través del mismo orificio es de 7,15 mol x s^-1 en las mismas condiciones de volumen,

    presión y temperatura, ¿cuál será la masa molecular para el gas desconocido?

ESTEQUIOMETRÍA DE GASES

1. Calcular las moles/átomo de Cu que se producen al reaccionar 4.200 ml de H₂ medidos a 0 ^oC y 1 atm, en un

    exceso de CuO, si la ecuación es: CuO  +  H₂     ∆       Cu  +  H₂O

2. Calcule el volumen de O₂ en litros que se necesitan en la combustión completa de 1,5 litros de C₂H₆ (gas

    etano) y los volúmenes en litros de CO₂ y de H₂O que se forman. Todos los volúmenes se midieron a 400 ^oC y

    1 atm.

                                                    2 C₂H_6(g)  +  7 O_2(g)      ∆       4 CO_2(g)  +  6 H₂O_(g)

3. Una muestra de 68,0 g de nitrato de bismuto (III) se trata con 8,5 litros de sulfuro de hidrógeno en CNPT.          

                              2 Bi(NO₃)₃  +  3 H₂S             Bi₂S₃  +  6 HNO₃

    a. ¿Cuántos gramos de sulfuro de bismuto (III) pueden producirse?

    b. Calcule la cantidad en moles de reactante sobrante que queda al final de la reacción.