1-practica Problemas De Gases Ejercicios 18 Mayo Todo 6i4x3m

Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario

Materia: Química Capítulo Nº 4 GASES

GRUPOS 2 Y 43 EL ESTADO GASEOSO – 2do PARCIAL - PRACTICA

PARTE 1: PROBLEMAS DE PRESIONES 1)

Un manómetro de tubo abierto, que contiene mercurio está conectado a un recipiente con gas. ¿Cuál es la presión dl gas confinado en mmHg en cada una de las situaciones? a) b)

2)

El mercurio en la rama conectada al gas es 4,5 cm superior a la rama abierta a la presión atmosférica, considere la presión atmosférica de 0,955 atm. El mercurio de la rama conectada al gas está 3,8 cm abajo del mercurio en la rama abierta a la atmosfera. Considere la presión atmosférica de 1,02 atm. Rpta. a) 680,8 mHg, b) 813,2 mHg

Un manómetro que conecta dos matraces A y B, contiene un aceite cuya densidad es de 0,847 g/ml. El aceite en el brazo conectado al matraz A esta 74 cm más alto que el brazo conectado al matraz B. El gas del matraz A tiene una presión de 836 torricellis. ¿Cuál es la presión en el matraz B?. Rpta. 882 torr.

3)

Que tan alta debe ser una columna de agua para ejercer una presión igual a la de una columna de mercurio que tiene 760 mmHg de alto?. b) ¿Cuál es la presión sobre el cuerpo de un buzo que esta 25 pies bajo la superficie del agua?

4)

La presión barométrica de la ciudad de Cochabamba a 2570 m sobre el nivel del mar es de 750 milibares. Si el peso molecular promedio del aire es 28,8 g/mol, ¿Cual será la presión barométrica a 25ºC en la ciudad de trinidad ubicada a 236 m sobre el nivel del mar?. Rpta. 0,973 atm.

5)

En un lago a nivel de La Paz, una burbuja de aire triplica su volumen al subir, (a temperatura constan te de 10°C) desde el fondo a la superficie: a) b) c)

6)

¿Cuál es la profundidad del lago? ¿Cuál es la presión total que se ejerce sobre la burbuja cuando está en esa profundidad? ¿Si la burbuja sumergida tenía un diámetro de 1 cm que masa de aire sale a la superficie, cuando se sueltan 1000 burbujas? Maire = 28.97 (g/mol). R. a) 13.46 mH2O b) 1485 mmHg c) 1.28 g aire

Un buzo, que se encuentra bajo el nivel del mar desprende una burbuja de gas que, al llegar a la superficie del mar, incrementa su volumen en 14 veces su valor inicial. Determinar a cuantos metros bajo el nivel del mar se encuentra el buzo, si la temperatura de la burbuja varía de 7°C a 27°C. La densidad relativa del agua de mar es de 1.1 Rpta.- 113.35 m

7)

Calcular la presión que registra un manómetro en U (en mmHg y PSI), en cada uno de los siguientes casos: a) El nivel del mercurio es 5.7 cm más alto que el brazo conectado al recipiente del gas, cuando la presión barométrica es de 495 mmHg b) El nivel del mercurio es de 122 mm más bajo que el brazo conectado al recipiente con gas, cuando la presión barométrica es de 495 mmHg c) El nivel del mercurio coincide en ambos brazos. R. a) 552 mmHg b) 373 mmHg c) 495 mmHg

8)

En el laboratorio de Química de la universidad de Lima, se determinó la presión de un cilindro de gas carbónico a 20°C según el sistema de la figura, si se sabe por recomendación del proveedor, que la presión límite que resiste el cilindro es de 2 atm Será posible dejarlo en una sala de secado cuya temperatura asciende a 70°C sin peligro de explosión:

L1=80 cm kerosene r=0.82 L2=70 cm agua r=1 =60º R. Si 9)

En el Colegio Príncipe de paz, se tiene un sistema simple de manómetros a volumen constante que se muestra en la figura, el gas etino existente está a 25ºC, halle:

Correo: [email protected] Pagina Web: www.ingequimicaumsa.blogspot.com

Gestión: II/2015

Página 1 Doc. Ing. Luis F. Perez A.

Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario

a) b)

Materia: Química Capítulo Nº 4 GASES

Halle la temperatura límite máxima (en ºC) que puede soportar el recipiente, si este recipiente tiene un límite máximo de presión de Pmax = 800 atm. Halle la longitud L5.

Donde: L1 = 130 mmHg L2 = 1000 mm Agua L3 = 500 mm kerosene (ρ = 0,82 g/cc) L4 = 80 mmHg L5 = ??

R. a) 68,85 ºC, b) 2504,8 mm.

PARTE 2: PROBLEMAS DE LEYES DE LOS GASES IDEALES 10) Un gas ideal a una atmosfera de presión, está contenido en una ampolla de volumen desconocido V. se abre una llave, permitiendo que el gas se expanda hacia una ampolla previamente evacuada, cuyo volumen exacto es 0,5 litros. Una vez establecido el equilibrio en las ampollas, se observa que la temperatura no ha cambiado y que la presión del gas es 530 torr. ¿Qué volumen tiene la primera ampolla?. R- 1,15 litros m 3.

11) Un gas ideal ocupa a 204,41ºC un volumen de 0,8496 mantiene constante cual será la temperatura final en K?.

El volumen se reduce hasta 0,2832

m 3,

en tanto que la presión se R. 159,1 K

12) Si se calienta cierta masa de un gas ideal desde 27 °C hasta 87 °C, ¿En cuánto por ciento debería aumentar su presión para que no varíe su volumen? R. 20% 13) Un gas se encuentra a 27 °C. Si su volumen disminuye en un 40% y su presión se reduce a la quinta parte, calcular la variación de la temperatura que sufre en grados Celsius. R. -264°C 14) Una masa de hidrogeno ocupa 650 ml en determinadas condiciones, si su presión se triplica y su temperatura absoluta se duplica, cuál es su nuevo volumen. R.- 40 ml 15) En un recipiente, un gas tiene una presión 860 mmHg. Si el gas se comprime hasta que su volumen sea la tercera parte de su volumen original. ¿Cuál será su nueva presión manométrica en cm de kerosene? El peso específico del kerosén es de 0.82 y la presión barométrica es de 1 atm. R. 3018.5 cm de Kerosene 16) Una vasija abierta, cuya temperatura es de 10°C se calienta a presión constante, hasta 400°C. Calcular la fracción del peso de aire inicialmente contenido en la vasija, que es expulsado. R. 57.9% 17) 5 litros de un gas están a una presión 1 atm y 27ºC, su temperatura aumenta a 227ºC y su presión absoluta a 6 atm. ¿Qué porcentaje ha disminuido el volumen? 18) Utilice el hecho de que hidrogeno bajo 1 atm de presión ocupa 22.4 litros a 0°C, 26.4 litros a 50°C y 30.4 litros a 100°C a) b)

Determine gráficamente el valor del cero absoluto en grados Celsius Calcule el coeficiente de expansión cúbica a para el gas

19) Un neumático de automóvil se infla a una presión de 29 lb/pulg 2 a 65°F. Después de un viaje, la temperatura del neumático ha aumentado a 130°F ¿Cuál será la presión en el neumático suponiendo que no se ha escapado aire de él y que el volumen no ha variado? R. 2.21 atm 20) La presión que se ejerce sobre 25 litros de un gas aumenta desde 15 atm a 85 atm. Calcular el nuevo volumen si la temperatura permanece constante. R. 4.41 (l) 21) Al comprimirse un gas hasta 1/3 de su volumen inicial, la diferencia de sus presiones es 8 atm. Cual será la presión final del gas, si se trata de un proceso isotérmico? R. 12 atm 22) La presión manométrica del aire del neumático de un vehículo es de 30 Ib f/plg2, a una temperatura de 10ºC, cuando la presión barométrica es de 500 mmHg. Después de un recorrido de bajada hasta el nivel del mar, el volumen aumenta en un 10% y la temperatura se incrementa a 59ºF, calcule: a) La nueva presión manométrica en PSI; b) Si el volumen permanece constante, ¿Cuál sería la presión manométrica en PSI? R. a) 22 PSI, b) 25.7 PSI 23) Cierto gas se encuentra a 30°C, si su volumen disminuye en un 35% y su presión se reduce a la sexta parte, calcular: a)

La temperatura final del gas en °C

Correo: [email protected] Pagina Web: www.ingequimicaumsa.blogspot.com

Gestión: II/2015

Página 2 Doc. Ing. Luis F. Perez A.

Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario

b)

Materia: Química Capítulo Nº 4 GASES

La variación de la temperatura que sufre el gas en °C R. a) 32.825 K b) 270.18 K

24) Un corredor de autos infla con aire los neumáticos de su vehículo para participar en el circuito a Pucarani. Cuando infla los neumáticos, la temperatura es de 6°C y la presión manométrica medida es de 31 PSI. Después de la competencia, el volumen del neumático ha aumentado desde 27.2 litros hasta 27.8 litros y la presión manométrica a 32 PSI. Calcular la temperatura del aire encerrado en el interior del neumático. La presión barométrica es de 490 mmHg. R. 26.54 ºC 25) Cierto gas se encuentra a 30°C, si su volumen disminuye en un 35% y su presión se reduce a la sexta parte. Calcular: a) La temperatura final del gas en °C. b) La variación de la temperatura que sufre el gas en °C. R. a) t2=-240.2 ºC b) 270.2 ºC

PARTE 3: PROBLEMAS DE LEYES ECUACIÓN DE ESTADO, ADICIONES Y EXTRACCIONES 26) Un líquido desconocido se evapora a 100ºC y llena un recipiente de 25 ml a una presión de 750 torr. Si el vapor pesa 0,0564 gramos, cual es el peso molecular del líquido?. R. 70 27) Un bulbo de vidrio de 200cc de capacidad tiene una masa de 27.611 g al llenarlo con cierto gas a 25°C y 740 mmHg, al reducir isotérmicamente la presión del gas a 150 mmHg, la masa del bulbo con el resto del gas fue de 27.411 g. Calcular el peso molecular del gas. R. 31.5 (g/mol) 28) Una cierta cantidad de nitrógeno se mantenía originalmente a 4.6 atm de presión en un recipiente de 1 litro a 26°C. Luego este gas se transfiere a un recipiente de 10 litros a 20°C. A este último recipiente, se transfiere una determinada cantidad de oxígeno gaseoso que, originalmente se encontraba en un recipiente de 5 litros a 3.5 atm y 36°C. Calcular la presión total de la mezcla gaseosa en el recipiente final, en atm. R. 2.11 atm 29) En un matraz de vidrio se tiene NH3 a 27 °C y 600 mmHg. Si se agregaron 800 gramos del mismo, la temperatura aumenta a 77°C y la presión a 1050 mmHg. ¿Cual será la masa final del NH3 en el matraz? R. 894.1 g NH3 30) Se recoge en una probeta graduada un volumen de 95 ml de óxido nitroso a 27 °C sobre mercurio el nivel de mercurio dentro de la probeta esta 60 mm arriba del nivel externo del mercurio, cuando el barómetro marca 750 torr. Calcular a) El volumen de la misma masa de gas en condiciones normales. B) Que volumen ocupara la misma masa de gas a 40°C, si la presión barométrica es de 745 torr y el nivel de mercurio dentro de la probeta esta 25 mm por debajo del nivel exterior?. R. 78.4 ml de NO 88.78 ml NO 31) ¿Cuantos globos esféricos de goma de 3 litros de capacidad, pueden llenarse en las condiciones normales con el hidrógeno procedente de un tanque que contiene 500 litros del mismo a 68°F y 5 atm de presión? R. 777 globos 32) Un balón con capacidad de 4 litros tiene 0.54 litros de aire a una atmósfera de presión y 0°C. Cuántos litros de aire a 20°C y una atmósfera de presión serán necesarios para rellenar de aire el balón y que la presión quede aumentada a 25 PSI y la temperatura a 25°C. b) ¿Cual es la masa de oxígeno que contiene el aire inyectado? R. a) 6.11 (l) b) 1.71 g O 2 33) Un cilindro contiene gas helio a una presión de de 1470 kg por cm2 cuando se sustrae del cilindro, cierta cantidad de helio que ocupa un volumen de 4 litros a una presión de 14.7 kg por cm 2, la presión en el cilindro, disminuye hasta ser de 1400 kg/cm2.La temperatura permanece constante. Calcular el volumen de cilindro. R. 0.84 (l) 34) En el laboratorio de Química de la UMSA, se instaló un sistema que consiste en un manómetro en "U" conectado a un tanque esférico conteniendo etano. El recipiente es rígido y tiene una capacidad de 2 dm3. Al sustraer el 30% de la masa de etano de comportamiento ideal, se observa que la altura manométrica "h", al principio en la rama derecha del manómetro, se revierte hacia la rama izquierda. Considerando que este proceso se lleva a cabo a temperatura constante de 25ºC, determine: a) La altura manométrica "h" en mmHg; b) La masa del etano extraída del recipiente esférico; c) la densidad inicial del gas. R. b) 0.5637 g c) 0.939 g/l 35) A un recipiente que contiene un determinado gas, se agrega un 60% en masa del mismo gas. Si su temperatura se incrementa en 20 °C, la presión final resultante es el doble de su valor inicial. Calcular la temperatura final del gas en: a) ºK, b) °C R. 100 K 36) Un minero transporta gas lacrimógeno en un tanque y, para medir la presión, emplea un manómetro en "U", dando una a1tura de "h" en el brazo derecho. Si se extrae el 80% de la masa de1 gas contenido en el tanque, 1a presión manométrica "h" cambia de posición hacia el brazo izquierdo. Determine: a La ecuación de las presiones inicial y final en función de la presión atmosférica b La presión absoluta inicial del gas Correo: [email protected] Pagina Web: www.ingequimicaumsa.blogspot.com

Gestión: II/2015

Página 3 Doc. Ing. Luis F. Perez A.

Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario

Materia: Química Capítulo Nº 4 GASES

c La altura "h" en mmHg. Considere que la presión atmosférica es igual a 495 mmHg. R. a) h = 2/3P0, b) P1=5/3P0, P2=1/3P0 c) h = 330 mmHg 37) Un recipiente rígido contiene 5 litros de un gas a 700 mmHg. Si se extraen a través de un conducto 1.5 litros del gas a una presión de 600 mmHg ¿Cuál será la presión final en mmHg, del gas en el recipiente si el proceso es isotérmico? R. 520 mmHg 38) ¿Qué porcentaje del volumen inicial de aire contenido en una garrafa a 5ºC, se desaloja del mismo si la temperatura se eleva hasta 70°C, cuando se halla sometida a la presión atmosférica solamente? ¿A qué temperatura debe someterse para que se desaloje el 35% del aire inicial? ¿A cuántos °C se comprime hasta la tercera parte de su volumen original? R. c) 92.7 K 39) Un gas ideal de 650 mmHg de presión, ocupa una ampolla de volumen desconocido. Se retiró cierta cantidad de gas y se encontró que ocupaba 1.52 cm3 a la presión de una atmósfera. La presión del gas restante en la ampolla es de 600 mmHg. Considerando que todas las medidas se realizaron a la misma temperatura, calcular el volumen de la ampolla. R. 23.10 cm3

PARTE 4: PROBLEMAS LEY DE DALTON – MEZCLA DE GASES 40) La composición en volumen del aire es 21 % de oxígeno, 78% de nitrógeno y 0.94% de argón. Calcular la presión parcial de cada gas en el aire a una presión total de 760 mmHg. R. PO2=159.6 mmHg, 592.8 mmHg N2, 7.6 mmHg Ar 41) Calcular la presión parcial de cada uno de los gases de una mezcla, cuya composición en volumen es la siguiente: 20% He; 30% CO; 10% H2 Y el resto CH4, siendo la presión total igual a 800 mmHg y la temperatura de 25°C. b) Si el helio tiene 0.25 moles ¿Cuál será el volumen que ocupa este gas? R. a) 160, 240, 80, 320 mmHg b) 29.05 (l) 42) 3 litros de un gas A de presión de 3.5 atm. y 5 litros de un gas B a la presión de 5 atm. Se mezclan en un recipiente de 4 litros para formar una mezcla gaseosa. Calcular: c) d) e)

La presión final de la mezcla gaseosa si el proceso es isotérmico El peso molecular de la mezcla gaseosa si los gases A y B juntos tienen una masa de 30 gramos a 62 °C La presión total de la mezcla gaseosa cuando la temperatura inicial del gas A es de 30 °C y la del gas B es de 270°F, considerando temperatura promedio como temperatura de la mezcla. R. a) 8.875 atm b) 23.21 g/mol c) 8.53 atm

43) Dos vasijas A y B se conectan por una tubería con una válvula, la vasija A contiene 0.142 m 3 de aire a 27.2 atm y a 93.3°C; la vasija B de volumen desconocido contiene aire a 0.68 atm. y 0°C. Se abre la válvula y se determina que la presión del sistema es 13.64 atm y la temperatura 43.3°C. ¿Cuál es el volumen de la vasija B? R. 0.1088 m3 44) Una vasija A de 5 litros de capacidad contiene nitrógeno gaseoso a una presión de 1 atm y está conectada mediante una válvula a una vasija B de 3 litros de capacidad que contiene oxígeno gaseoso a una presión de 22.5 PSI: Todo el conjunto se mantiene a 27 °C. Si la válvula se mantiene cerrada calcular: a. El número de moles en la vasija B b. La fracción molar en la vasija c. El número de átomos en B d. Si se abre la válvula calcular la presión parcial de cada gas y la presión total del sistema d. Las fracciones molares de los gases. R. a) 0.1867 mol b) 1 c) 2.25*1023 átm d) PT = 1,2 atm, 0.625 atm N2, 0.575 atm O2 e) XN2= 0.521 45) Una mezcla de gases está compuesta de butano y octano, se llena un bulbo de 200 cc de capacidad, a una presión de 750 mmHg y 20°C, si el peso del butano en el bulbo es de 0.38 g. ¿Cuál es el porcentaje molar de butano y octano en la mezcla? R. 79.9% But y 20.1% Oct 46) Una vasija de 10 litros que contiene 8.4 g de nitrógeno gaseoso se conecta por medio de una válvula a una vasija de 6 litros que contiene 4.0 g de oxígeno. Después de abrir la válvula y permitir que los gases se mezclen ¿Cuál será la presión parcial de cada gas y la presión total del sistema si la temperatura a la que se encuentra es de 80.6 °F? R. PN2=0.461 atm PO2= 0.192 atm 47) En un recipiente de 2 litros de capacidad, se recogen 5 litros de oxígeno a la presión de 2 atm y 10 litros de nitrógeno a la presión de 4 atm. Calcule: a)

La presión final de1 gas que queda en el recipiente

Correo: [email protected] Pagina Web: www.ingequimicaumsa.blogspot.com

Gestión: II/2015

Página 4 Doc. Ing. Luis F. Perez A.

Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario

b) c)

Materia: Química Capítulo Nº 4 GASES

Las masas de O2 y de N2 finales contenidas en dicho recipiente La masa molecular promedio de la mezcla. Durante el proceso 1a temperatura se ha mantenido constante a 25°C. R. a) 25 atm b) 13.095 g O2 c) 28.84 g/mol

48) Un estudiante del curso prefacultativo de Ingeniería, tiene en su casa una garrafa de gas licuado con una composición de 60% de propano y 40% de butano (masa). Estos gases pesan en total 10 lb. El volumen de la garrafa es de 20 litros y el gas se encuentra a una temperatura de 15°C. Suponiendo que los gases componentes no están licuados. Cuál es la presión que ejerce el gas licuado en la garrafa?. R. 110 atm. 49) Un recipiente cerrado a "A" contiene un volumen "VA" de 0.8 litros de aire a 20 atmósferas y 40°C; este recipiente está conectado a través de una válvula a otro recipiente "B", que contiene un volumen V B a 760 mmHg y 20°C. Una vez que se abre la válvula, el aire se estabiliza a 10 atm y 30°C determinar el volumen del recipiente B. R. 0.835 (l) 50) En el laboratorio de Química de la UMSA, se tiene una mezcla de gases cuya composición en volumen es 24% de hidrógeno, 18% de monóxido de carbono, 52% de anhídrido carbónico y el resto nitrógeno. Determinar: a) b) c)

La densidad de la mezcla a 20°C El peso molecular aparente de la mezcla La presión parcial de nitrógeno R. a) 0.814 (g/l) b) M =30.08 g/mol c) 29.7 mmHg

51) El manómetro de un tanque de aire comprimido marca una presión de 22.8 kPa, en un lugar donde la presión atmosférica es de 90 kPa ¿Qué volumen de aire a 15°C es necesario inyectar dentro del tanque para que el manómetro marque 39.8 kPa cuando la temperatura del tanque sube a 37°C? c) d)

La capacidad del tanque es de 0.5 metros cúbicos Cuál es la masa de oxígeno que contiene el aire inyectado? R. a) 0.0433 m3 b) 0.0098 g O2

52) En un recipiente de 3 litros de capacidad se recoge 5 litros de oxigeno medidos a la presión de 2 atm y 10 litros de nitrógeno a la presión de 4 atm. Se dejan salir 15 litros de la mezcla a la presión de 1 atm. Calcular: (La temperatura se mantiene constante a 10°C) a) La presión final en el recipiente, b) El peso de O2 y N2 contenidos al final en dicho recipiente. R. a)11.7atm b)33.5g N2, 10.2g O2 53) A un recipiente de 20 litros de capacidad y una presión absoluta de 785 mmHg se introducen 10 gramos de una mezcla gaseosa cuya composición centesimal en masa es de 10% de hidrógeno, 40% de acetileno 50% de ciclo propano. Calcular: a) b) c) d)

La temperatura del sistema en °C El peso molecular de la mezcla gaseosa La fracción molar del ciclo propano La presión parcial del acetileno. R. a) 65.5ºC b) 13.45 g/mol c) 0.12 d) 162.495 mmHg

54) A partir de los datos reunidos en el Vogager 1, los científicos han estimado la composición de la temperatura de Titán la mayor luna de Saturno, La presión total de la superficie es de 1220 mmHg. La atmósfera consta de 82% de moles de N 2, 12% moles de Ar, 6% de moles de Metano. a) b)

Calcular la presión parcial de nitrógeno en la atmósfera del Titán Si se debe mantener esta atmósfera en un espacio cerrado de 120 litros a 295 K. ¿Cuál sería la masa de argón existente? R. a) 1000.4 mmHg b) 38.2 g Ar

55) 16,55 g de yodo sólido se colocan en un matraz de 2.5 litros. A continuación se le agrega nitrogeno a 20°C y 760 mmHg, se cierra el matraz herméticamente y se calienta hasta 200°C, temperatura a la cual el yodo se vaporiza completamente. Cual la presión total en el matraz al final del calentamiento? R. 2.62 atm.

PARTE 2: GASES HÚMEDOS 56) Una muestra de aire está saturada en un 50% con vapor de agua a 30°C y se halla a una presión de 700 mmHg ¿Cuál será la presión parcial de vapor de agua si la presión del gas se reduce al 100 mmHg? La presión de vapor del agua a 30°C es 31.8 mmHg. 57) Una burbuja de nitrógeno seco de 1 cm de diámetro se liberó a una profundidad de 10 m en el lago Titicaca, conforme la burbuja se expande debido a la disminución en la presión ya que el nitrógeno de la burbuja se humedece. Suponiendo un comportamiento ideal, calcular el diámetro de la burbuja en la superficie del lago, sabiendo que la temperatura del agua es de 13°C. La presión de vapor de agua a esa temperatura es 11.23 mmHg. Correo: [email protected] Pagina Web: www.ingequimicaumsa.blogspot.com

Gestión: II/2015

Página 5 Doc. Ing. Luis F. Perez A.

Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario

Materia: Química Capítulo Nº 4 GASES

58) Se recogen sobre agua 2.5 dm3 de una mezcla gaseosa compuesta por metano y acetileno a 20°C y 495 mmHg. La mezcla recogida sale con una humedad del 90% a 20°C y 495 mmHg. La presión de vapor a 20°C es de 17.54 mmHg. Determinar: a) b) c)

Los moles totales de metano y acetileno El volumen del gas húmedo La masa de agua evaporada

59) Un científico debe medir la presión de vapor del agua a una cierta temperatura. Para ello, recoge hidrogeno sobre agua, encontrándose que el gas húmedo contiene 4 mg de hidrogeno y 1.08 mg de agua. Si la presión en el tubo colector es de 14.7 lbf/plg2, cuando la humedad relativa es de 50% ¿Cuál será la presión de vapor de agua? R. 44.08 mmHg 60) Se recogen 28 cc de nitrógeno sobre mercurio a -10°C y presión de 778 mmHg. Calcular el volumen que obtenemos al recogerlo sobre agua a 40°C y presión de 700 mmHg. La presión de vapor del agua a 40°C es 55.3 mmHg. R. 0.0359 (l) 61) Una muestra de 500 litros de aire seco a 25°C y 750 mmHg de presión se hace burbujear lentamente a través de agua a 25°C y se recoge en un gasómetro cerrado con agua. La presión del gas recogido es de 750 mmHg. ¿Cuál es el volumen del gas húmedo? La Pvap H2O a 25°C es 23.8 mmHg. R. 516.38 (l) m3

62) En un ambiente de (20*80*3) de la facultad de ingeniería de la UMSA a la temperatura de 12°C se determinó que la humedad relativa, es del 65%. Con estos datos determinar. a) b) c)

El número de moléculas de agua presentes en el ambiente La masa total de aire La humedad absoluta R. a) 9.8*1026 molec. b) 3.85 g aire c) 0.00042

63) Se hacen burbujear lentamente a través de éter etílico 50 litros de aire a 20°C y 760 mmHg, El aire saturado de vapor de éter sale a 20°C y I atm. Calcular: a) b)

Los gramos de éter que se evaporan Si la mezcla se comprime isotérmicamente a 10 atm, la cantidad de éter que se recupera al estado líquido. La presión de vapor de éter a 20°C es, de 422 mmHg (Suponer despreciable el volumen de éter en estado líquido) R. a) 192 g éter b) 183 g éter

64) Una muestra de 100 ml de gas seco medido a 20"C y a 750 mmHg ocupa un volumen de 104 ml cuando se recogió sobre agua a 25°C y 750 mmHg. Calcular: a) b)

La presión de vapor de agua a 25°C La humedad relativa del gas P*V (25"C) = 23.76 mmHg. R. a) 16.5 mmHg dm3

65) Un frasco de 2 contiene una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono a 10°C y 786 torr. La humedad relativa de dicha mezcla gaseosa es del 75%. Calcular: a) b)

¿Cuantas libras de vapor de agua estarán contenidas en dicho volumen? ¿Cuál es el peso de monóxido de carbono, si la mezcla contiene 0.12 gramos de hidrógeno? La tensión de vapor de agua a 10°C es de 9.21 mmHg. R. a) 0.014 g b) 0.7896 g CO

66) 10 litros de aire a una temperatura de 30 °C y una presión de 800 mmHg, son burbujeados a través de éter. El aire húmedo obtenido tiene una humedad relativa del 75% y está a la misma presión y temperatura.

a) b)

Calcule el volumen final de la mezcla y los gramos de éter que se evaporan Si la mezcla se comprime isotérmicamente a 1000 mmHg ¿Cual es la cantidad de éter que condensa? La Pv* del éter a 30°C es de 500 mmHg R. a) 18.82 (l) b) 27.62 g

67) Aire saturado en un 70% de alcohol etílico, a 40°C y 760 mmHg, se comprimen dentro de un tanque de 120 litros de capacidad a 10 atm y 30°C. Calcular el volumen de aire en las condiciones iniciales. Las presiones de vapor del alcohol etílico a 30 y 40°C son respectivamente 78.8 y 135.3 mmHg. Suponer nulo el volumen de alcohol etílico condensado. R. 1401.38 (l) 68) 10 litros de aire, saturados de humedad a 50°C y presión de 1 atm se comprimen a temperatura constante a 5 atm. Calcular el volumen final que se obtiene. (Aunque la presión se hace cinco veces mayor, el volumen no se reduce a la quinta parte, o Correo: [email protected] Pagina Web: www.ingequimicaumsa.blogspot.com

Gestión: II/2015

Página 6 Doc. Ing. Luis F. Perez A.

Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario

Materia: Química Capítulo Nº 4 GASES

sea a 2 litros, como podría suponerse, debido a que la presión parcial de vapor de agua, igual a 92.5 mmHg no puede aumentar y parte de él por disminuir el volumen, se condensa al estado líquido. Como la masa de gas disminuye, el volumen obtenido será menor que el supuesto). R. 1.8 (l) 69) En un cilindro con tapa movible de 5 cm de área, se halla un gas húmedo a 7 °C y humedad relativa del 80%. Calcular la fuerza que ejerce el gas seco sobre la base, si la presión barométrica es de 766 mmHg y la presión de vapor de agua a 7°C vale 7.5 mmHg. R. 50.7 N 70) 4,60 litros de aire a 40°C y presión de 716.2 mmHg, saturado en un 70% de vapor de agua, se comprimen a 786 mmHg a la temperatura de 30°C. Calcule el volumen final obtenido. Las presiones de vapor del agua a 40°C y 30°C, son respectivamente 55.3 mmHg y 31.8 mmHg. R. 4 (l) 71) En un edificio con acondicionamiento de aire se absorben desde el exterior 1200 litros de aire, a la temperatura de 11°C, presión de 780 mmHg y humedad relativa de un 20%. Dicho aire pasa a través de los aparatos adecuados, donde la temperatura aumenta a 20ºC y la humedad a un 50 %. Si la presión en el edificio es de 765 mmHg. Calcular: a) b) c) d)

La densidad del aire húmedo inicial El volumen ocupado de aire en edificio Los gramos de agua que contiene este aire La cantidad de agua que se evaporo para mantener la humedad del 50% dentro de1 edificio. La presiones de vapor de agua a 11°C y 20°C son respectivamente, 9.84 mmHg y 17.53 mmHg. R. a) 1.973 (g/l) b) 1273.7 (l) c) 2.4 g H2O d) 8.59 g H2O

72) A 35°C la presión de vapor de agua es de 42.75 mmHg. Si la humedad relativa en un recipiente herméticamente cerrado es de 35% a 35°C y del 90% cuando la temperatura desciende a 18°C. ¿Cuál es la presión de vapor de agua a 18°C? R. 15.7 mmHg 73) Se recoge oxígeno sobre agua a 18ºC, presentando el gas una presión de 792.4 mmHg. Si se sabe que 2.5 moles de dicho gas ocupan 58.2 litros a 18°C. Calcular cual es la humedad relativa del oxígeno Pv*Agua = 15.5 torr a 18°C. R. 28.6% 74) 1 litro de aire saturado de vapor de benceno a 20°C y a la presión total de 750 mmHg se expande a dicha temperatura, en o con el líquido, hasta un volumen de 3 litros. La presión de vapor de benceno a 20°C es de 74.7 mmHg. Hallar la presión final del aire saturado de vapor de benceno. R. 299.8 mmHg 75) Aire saturado en un 60% de alcohol etílico, a 40 °C y 760 mmHg se comprime dentro de un tanque de 100 litros de capacidad a 10 atrn y 30 °C. Calcular el volumen final obtenido. Las presiones de vapor del alcohol etílico a 30 y 40 °C son respectivamente, 78.8 y 135.3 mmHg. Suponer nulo el volumen del alcohol etílico condensado. R. 8.74 (l) 76) En el laboratorio de química de la UMSA se hace burbujear anhídrido sulfuroso a través de agua a 10ºC; recogiéndose un volumen de 0.8 pies cúbicos, se encuentra que la presión total es de 60.9 cm Hg. Cual es la masa: (La presión de vapor del agua a 10°C es de 9.21 mmHg)

a) b)

De agua evaporada Anhídrido sulfuroso R. a) 0.213 g H2O b) 49.24 g SO2

Correo: [email protected] Pagina Web: www.ingequimicaumsa.blogspot.com

Gestión: II/2015

Página 7 Doc. Ing. Luis F. Perez A.