La ley Graham 2022 - sharom arrieta herazo

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INSTITUCION EDUCATIVA SAN MARCOS
 SEDE SAN MARQUITOS
TEMA: Leyes de los gases
ALUMNOS: Sharon Arrieta Ayazo , Kevin Calle Padilla
GRADO: 11a
FECHA: 01/04/2022
PROF: Ever de Jesus Muños Viloria
 
 TRABAJO DE QUMICA
La ley Graham 
La ley de Graham de la difusión y de la efusión formulada en 1829 por el químico británico Thomas Graham, que establece que las velocidades de difusión y efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas densidades o masas molares
En donde:
V= son las masas de difusión y efusión del gas 
D= densidades del gas 
M= son las masas molares del gas
Esta ley se puede utilizar cuando 
· La ley de Graham solo puede usarse para comparar la velocidad de difusión o efusión de gases a una temperatura constante.
· La ley se rompe, como otras leyes de los gases, cuando la concentración de gases se vuelve muy alta. Las leyes de los gases se escribieron para gases ideales, que se encuentran a bajas temperaturas y presiones. A medida que aumenta la temperatura o la presión, puede esperar que el comportamiento previsto se desvíe de las mediciones experimentales. 
Ejercicios
1. Cuál es la velocidad de la difusión de hidrógeno con respecto a la velocidad de difusión del oxígeno a condiciones de presión y temperatura estándar. La densidad del hidrogeno es de 0.09 y el del oxígeno es de 1.43.
Con las masas 
 masa molecular del H2=1*2=2g masa molecular del O2=16*2=32g
 
Las velocidades de difusión son: VH2=4m/s VO2=1m/s
2. Si la velocidad media de una molécula de oxígeno es de una temperatura de 0°C, ¿Cuál será la velocidad media de una molécula de CO2 a la misma temperatura?
Datos 
 
 
La velocidad media de una molécula de CO2 es de 
3. ¿Cuáles serán las velocidades relativas de las moléculas de C3H8 y de CH4 cuando se encuentran en la misma mezcla y a la misma temperatura? La velocidad del C3H8 es 0.603 veces la de CH4
Datos
 
 La velocidad del C3H8 es 0.603 veces la de CH4
4. Cuál es la velocidad de la difusión de hidrógeno con respecto a la velocidad de difusión del oxígeno a condiciones de presión y temperatura estándar. La densidad del hidrógeno es de 0.09 y el del oxígeno es de 1.43. 
 
Las velocidades de difusión son: VH2=4m/s VO2=1m/s
5. ¿Cuáles serán las velocidades relativas de las moléculas de NH3 y de C2H2 cuando se encuentran en la misma mezcla y a la misma temperatura?
masa molecular del NH3=17 g masa molecular del C2H2=26g
 
Las velocidades relativas son: VNH3=1.23m/s VC2H2=1m/s
Ley de Boyle 
La presión que ejerce un gas es inversamente proporcional a su volumen (a temperatura y cantidad de gas constante)
P = k / V → P · V = k (k es una constante)
Por lo tanto: P1 · V1 = P2 · V2
Ejercicios 
1. Una cantidad de gas ocupa un volumen de 80 ml a una presión de 0,986atm. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,2 atm si la temperatura no cambia?
DatosP1 · V1 = P2 · V2 
V1=80ml
P2=1,2 atm 
P1=0,986atm 
El volumen que ocupa es de 65,73ml
2. Una cierta cantidad de gas ocupa un volumen de 200 mL a la presión de 0,986 atm. ¿Qué presión ocuparía un volumen de 50mL a la misma temperatura?
Datos P1 · V1 = P2 · V2 
V1=200ml
V2=50ml
P1=0,986atm 
P2=?
50 ml del gas presentará una presión de 3,94 atm.
3. Disponemos de una muestra de gas que a 200°C presenta una presión de 2,8 atm y un volumen de 15,9 L. ¿Qué volumen ocupará, si a la misma temperatura, la presión baja hasta 1,0 atm?P1 · V1 = P2 · V2 
Datos 
P1=2,8 atm 
V1=15,9L
P2=1,0 atm
V2=?
El gas ocupará un volumen de 44,5 L cuando la presión es de 1 atm.
4. un tanque a presión de 5 atmósferas contiene 100 m3 de un gas. Calcular el volumen que ocuparía en un tanque a presión ambiente de 1 atmósfera si la temperatura permanece constante.
Datos P1 · V1 = P2 · V2 
P1=5atm 
V1=100cm3
P2=1 atm
V2=?
El volumen que ocuparía es de 500cm3
 
5. Un gas recibe una presión de 2 atmósferas y ocupa un volumen de 125 cm3, calcular la presión que debe soportar para que su volumen sea de 95 cm3
DatosP1 · V1 = P2 · V2 
P1 = 2 atm.
V2 = 95 cm3
V1 = 125 litros
P2 =?
La presión que debe soportar es de 2,63 atm
Ley de charles 
El volumen del gas es directamente proporcional a su temperatura (a presión constante)
V = k · T (k es una constante)
Por lo tanto: V1 / T1 = V2 / T2
Ejercicios
1. Una cantidad fija de gas a 296,15 K ocupa un volumen de 10,3 Litros, determine la temperatura final del gas si alcanza un volumen de 23,00 L a presión constante.
Datos V1 / T1 = V2 / T2 
T1=296,15K
V1=10,3L
V2=23,00L
T2=?
La temperatura final es de 661,3°K
2. Una masa de oxígeno ocupa 200 ml a 100°C. Determine su volumen a 0°C, si la presión se mantiene constante.V1 / T1 = V2 / T2 
Datos 
V1=200ml
T1=0°C273.15K
T2=100°C 373.15K
V2=?
El volumen a O°C es de 273,2ml
3. El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 mL a la temperatura de 293,15 K. Calcule el volumen del gas si la temperatura asciende a 363,15 K y la presión se mantiene constante.
Datos V1 / T1 = V2 / T2 
V1=200ml
T1=293,15K
T2=363,15K
V2=?
El volumen del gas es de 247,8 ml 
4. Un gas tiene una temperatura de 400K y tiene un volumen de 100cm3. ¿Qué volumen ocupará este gas a una temperatura de 310K?
Datos 
T1=400 KV1 / T1 = V2 / T2 
V1=100cm3
T2=310K
V2=?
El volumen que ocupará es de 77,5cm3
5. Un gas tiene una temperatura de 500K y tienes un volumen de 150cm3. ¿Determine la temperatura final del gas si alcanza un volumen de 75,5cm3?
Datos V1 / T1 = V2 / T2 
T1=500k
V1=150cm3
V2=75,5cm3
T2=?
La temperatura final es de 251,6°K
Ley de gay Lussac 
La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura (a volumen constante)
P = k · T (k es una constante)
Por lo tanto: P1 / T1 = P2 / T2
Ejercicios 
1. Un tanque contiene gas a 293.15ºk Y 10 atmósferas de presión. El tanque está preparado para soportar 13 atmósferas. Si debido a un incendio, la temperatura asciende a 373.15ºk ¿soportaría el tanque la presión?
DatosP1 / T1 = P2 / T2 
T1=293.15K
P1=10 atm
T2=373.15K
P2=13 atm
 
Si soportaría el tanque la presión por que es de 12.72atm
2. Un gas en un tanque ejerce 2 atmósferas de presión a 25ºC. Calcular la temperatura a la que habría que enfriarlo para que la presión disminuyera hasta 1 atmósfera.
DatosP1 / T1 = P2 / T2 
T1=298.15K
P1=2 atm
T2=?
P2=1 atm
La temperatura es de 104,07°K
3. Un gas se encuentra a una presión de 25 atmósferas y una temperatura de 400 K ¿Cuál será la presión si la temperatura se incrementa a 1200 K?
DatosP1 / T1 = P2 / T2 
T1=400 K
P1=25atm
T2=1200K
P2=?
La presión será de 75 atm 
4. Un gas se encuentra a una presión de 10 atm y una temperatura inicial desconocida es calentado hasta 650 K, a esta temperatura su presión es de 85 atm ¿Cuál era la temperatura inicial?
DatosP1 / T1 = P2 / T2 
T1=?
P1=10 atm
T2=650K
P2=85atm
La temperatura inicial es de 76,47K
5. Un gas se encuentra a una presión de 30 atmósferas y una temperatura de 500 K ¿Cuál será la presión si la temperatura se incrementa a 1500 K?
Datos
T1=500KP1 / T1 = P2 / T2 
P1=30atm
T2=1500 K
P2=?
La presión es de 90 atm
Ley de Avogadro
A presión y temperatura constantes, una misma cantidad de partículas de un elemento tienen el mismo volumen
El volumen (V) es directamente proporcional a la cantidad de partículas de gas (n)
Por lo tanto: V1 / n1 = V2 / n2
Ejercicios 
1. Si 0.00901 moles de gas neón a una temperatura y presión particulares ocupan un volumen de 242 ml, ¿Qué volumen ocuparían 0?00703 moles bajo las mismas condiciones?
Datos V1 / n1 = V2 / n2 
N1=0.00901 moles
V1=242 mlN2=0.00703 moles 
V2=?
2. Si 0.00801 moles de gas neón a una temperatura y presión particulares ocupan un volumen de 230 ml, ¿Qué volumen ocuparían 0,00601 moles bajo las mismas condiciones?
Datos V1 / n1 = V2 / n2 
N1=0.00801 moles
V1=230ml
N2=0.00601 moles 
V2=?
3. Si se tienen 5 L de un gas que contiene 0.95 mol y se aumenta la cantidad de gas hasta llegar a tener 1.44 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas a temperatura y presión constantes?
Datos V1 / n1 = V2 / n2 
N1=0.95mol
V1=5L
N2=1.44mol 
V2=?
4. Si se tienen 10 L de un gas que contiene 1.85 mol y se aumenta la cantidad de gas hasta llegar a tener 2.88 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas a temperatura y presión constantes?
Datos V1 / n1 = V2 / n2 
N1=1.85mol
V1=10L
N2=2.88mol 
V2=?
5. Si 8.01 moles de gas neón a una temperatura y presión particulares ocupan un volumen de 5ml, ¿Qué volumen ocuparían 6,01 moles bajo las mismas condiciones?
Datos V1 / n1 = V2 / n2 
N1=8.01 moles
V1=5ml
N2=6.01 moles 
V2=?
Ley de dalton 
La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que ejercen cada uno de los gases que la componen. A la presión que ejerce cada gas de la mezcla se denomina Presión Parcial. Por lo tanto, esta ley se puede expresar como:
 P total = p1+p2+...+pn
 Ejercicios 
1. calcular la presión de una mezcla de los siguientes gases contenidos en un recipiente de 2 litros a 100ºC:
Datos 
20 gramos de O2 = 20 / 32 = 0,625 moles
20 gramos de H2 = 20 / 2 = 10 moles
20 gramos de CO2 = 20 / 44 = 0,454 moles
 
n= 0,625 +10 + 0,454 = 11,08 moles
P total = (R·T/V) · (n1+n2+n3) = (0,0821 · 373 / 2) · 11,08 = 169 atmósferas
La presión es de 169 atmósferas
2. calcular la presión de una mezcla de los siguientes gases contenidos en un recipiente de 3 litros a 100ºC:
Datos 
30 gramos de O2 = 30 / 32 = 0,937 moles
30 gramos de H2 = 30/ 2 = 15 moles
30 gramos de CO2 = 30 / 44 = 0,681moles
n=0,937 + 15 + 0,681 = 16,618 moles 
PTotal = (R·T/V) · (n1+n2+n3) = (0,0821 · 373 / 3) ·16,618= 169,63 atmosferas 
La presión es de 169,63 atmósferas 
3. calcular la presión de una mezcla de los siguientes gases contenidos en un recipiente de 6 litros a 200ºC:
Datos 
64 gramos de O2 = 64 / 32 = 2 moles
24 gramos de H2 = 24 / 2 = 12 moles
45 gramos de CO2 = 45 / 44 = 1,022moles
 
n= 2 + 12 + 1,022 = 15,022 moles
P total = (R·T/V) · (n1+n2+n3) = (0,0821 · 473 / 6) ·15,022 = 97,22 atmósferas
La presión es de 97,22 atmósferas
4. calcular la presión de una mezcla de los siguientes gases contenidos en un recipiente de 4 litros a 80ºC:
Datos 
44 gramos de O2 = 44/ 32 = 1,37 moles
34 gramos de H2 = 34 / 2 = 17 moles
88 gramos de CO2 = 88 / 44 = 2 moles
 
n= 1,37 + 17 + 2 =20,37 moles
P total = (R·T/V) · (n1+n2+n3) = (0,0821 · 325 / 4) ·20,37 = 135,88 atmósferas
La presión es de 135,88 atmósferas
5. En un balón de 5 litros, se tiene una muestra que contiene 2,43 moles de nitrógeno y 3,07 moles de oxígeno, a 298 K. calcular la presión de la mezcla de los gases contenidos en el balón.
Datos
N1=2,43 moles de N
N2=3,07 moles de O
T=298K
n= 2,43+ 3,07 = 5,50 moles
P total = (R·T/V) · (n1+n2+n3) = (0,0821 · 298 / 5) ·5,50 = 26,91 atmósferas
La presión es de 26,91 atmósferas  
Ley General de los Gases:
La Ley General de los Gases consiste en la unión de las siguientes leyes:
Ley de Boyle: P1 · V1 = P2 · V2
Ley de Gay-Lussac: P1 / T1 = P2 / T2
Ley de Charles: V1 / T1 = V2 / T2
Todas ellas se condensan en la siguiente fórmula que es aplicable para una misma cantidad de gas:
P1 · V1 / T1 = P2 · V2 / T2
donde:
· P es la presión
· V es el volumen
· T es la temperatura absoluta (en grados Kelvin)
Ejercicios 
1. Un gas tiene una presión de 600 mmHg, un volumen de 670 ml y una temperatura de 100ºC. Calcular su presión a 200ºC en un volumen de 1,5 litros.
P1 = 650 mmHg Despejamos P2:
P2 = (P1 · V1 / T1) · (T2 / V2)
P2 = (650 · 0,67 / 373) · (473 / 1,5) = 368 mmHg
V1 = 670 ml = 0,67 litros
T1 = 100ºC = 373ºK
P2 =?
V2 = 1,5 litros
T2 = 200ºC = 473ºK
2. Calcular la temperatura de una determinada cantidad de gas que pasa de 1 atmósfera a 2 atmósferas de presión y de un volumen de 1 litro a 0,5 litros si la temperatura inicial es 25ºC.
P1 = 1 atm.
V1 = 1 litro
T1 = 25ºC → T1 = 25 + 273 = 298ºK
P2 = 2 atm.
V2 = 0,5 litros
T2 =?
Despejamos T2:
T2 = (P2 · V2) · T1 / (P1 · V1)
T2 = (2 atm. · 0,5 litros) · 298ºK / (1 atm. · 1 litro) = 1192ºK
T2 = 1192ºK → en grados Centígrados: T2 = 1192 - 273 = 919ºC
3. Un volumen de 450 ml de oxígeno fue tomado o colectado a 30°C y 480 mm de Hg. ¿Qué volumen ocupará el oxígeno al variar la temperatura a 45°c y una presión de 650 mm de Hg?
P1= 480 mm de Hg
V1= 450 ml
T1= 30° + 273 = 303 K
P2= 650 mm de Hg
T2= 45°C + 273 = 318 K
V2=?
Despejamos 
V2 = (P1 * V1) * T2 / (P2 * T1)
V2 = (480 mmHg * 450 ml) *318K / (650 mmHg * 303K) =348.75 ml 
4. Un gas ocupa un volumen de 300 ml a 35°C y 760 mm de Hg se comprime dentro de un recipiente de 100 ml de capacidad a una presión de 1.5 atm. ¿Cuál es la temperatura final del gas en °c ?.
P1= 1 atm 
V1= 300 ml
T1= 35° + 273 = 308 K
P2= 1.5 atm
T2=? 
V2=100ml 
T2 = (P2 · V2) · T1 / (P1 · V1)
T2 = (1.5 atm. · 100ml) · 308ºK / (1 atm. · 300 ml) = 154ºK
T2 = 154ºK → en grados Centígrados: T2 = 154 - 273 = -119ºC
5. Un volumen de 500 ml de oxígeno fue tomado o colectado a 40°C y 490 mm de Hg. ¿ que volumen ocuparía el oxígeno al variar la temperatura a 50°c y una presión de 700 mm de Hg?
P1= 490 mm de Hg
V1= 500 ml
T1= 40° + 273 = 313 K
P2= 700 mm de Hg
T2= 50°C + 273 = 323K
V2=?
Despejamos 
V2 = (P1 * V1) * T2 / (P2 * T1)
V2 = (490 mmHg * 500 ml) *323K / (700 mmHg * 313K) =361.11 ml