Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-251

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Preguntas y problemas 219
muestra en la i gura 5.15. El volumen del gas es de 7.80 
L y la presión es de 0.980 atm. Calcule la cantidad de 
zinc metálico (en gramos) consumido en la reacción 
(presión de vapor de agua a 258C 5 23.8 mmHg.)
5.73 El helio se mezcla con oxígeno gaseoso para bucear a 
grandes profundidades en el mar. Calcule el porcentaje 
en volumen de oxígeno gaseoso en la mezcla si un buzo 
tiene que sumergirse a una profundidad en la que la 
presión total es de 4.2 atm. La presión parcial del oxí-
geno se mantiene a 0.20 atm a esta profundidad.
5.74 Una muestra de amoniaco gaseoso (NH3) se descompo-
ne completamente en nitrógeno e hidrógeno gaseosos 
sobre lecho de hierro caliente. Si la presión total es de 
866 mmHg, calcule las presiones parciales de N2 y H2.
5.75 Considere los tres recipientes de gases que se muestran 
a continuación. Todos ellos tienen el mismo volumen y 
están a la misma temperatura. a) ¿Qué recipiente tiene 
la menor fracción molar del gas A (esfera azul)? b) 
¿Qué recipiente tiene la máxima presión parcial del gas 
B (esfera verde)?
i) ii) iii)
5.76 El volumen del recuadro de abajo es el doble que el de 
arriba. Ambos contienen átomos de helio (rojos) y 
moléculas de hidrógeno (verdes) a la misma temperatu-
ra. a) ¿Qué recuadro tiene una presión total mayor? b) 
¿Qué recuadro tiene una presión parcial de helio 
menor?
Teoría cinética molecular de los gases
Preguntas de repaso
5.77 ¿Cuáles son los supuestos básicos de la teoría cinética 
molecular de los gases? ¿Cómo explica esta teoría la 
ley de Boyle, la ley de Charles, la ley de Avogadro y
la ley de Dalton de las presiones parciales?
5.78 ¿Qué expresa la curva de distribución de velocidades de 
Maxwell? ¿Tal teoría funcionaría para una muestra
de 200 moléculas? Explique.
5.79 ¿Cuál de los siguientes enunciados es correcto? a) El 
calor se produce por el choque entre las moléculas de 
los gases. b) Cuando un gas se calienta, las moléculas 
chocan entre sí con más frecuencia.
5.80 ¿Cuál es la diferencia entre difusión y efusión de un 
gas? Enuncie la ley de Graham y dei na los términos en 
la ecuación (5.17).
Problemas
5.81 Compare los valores de las raíces de la velocidad cua-
drática media del O2 y del UF6 a 658C.
5.82 La temperatura en la estratosfera es de 2238C. Calcule 
las raíces de la velocidad cuadrática media de las molé-
culas de N2, O2 y O3 en esta región.
5.83 La distancia promedio que recorre una molécula entre 
colisiones sucesivas se conoce como la trayectoria libre 
promedio. Para una cantidad dada de un gas, ¿en qué 
forma depende la trayectoria libre promedio de: a) la 
densidad, b) la temperatura a volumen constante, c) 
la presión a temperatura constante, d) el volumen a 
temperatura constante y e) el tamaño de los átomos? 
5.84 A cierta temperatura, las velocidades de seis moléculas 
gaseosas en un recipiente son de 2.0 m/s, 2.2 m/s, 2.6 
m/s, 2.7 m/s, 3.3 m/s y 3.5 m/s. Calcule la raíz de la 
velocidad cuadrática media y la velocidad promedio de 
las moléculas. Estos dos valores promedio están muy 
cercanos, pero el valor de la raíz de la velocidad cuadrá-
tica media siempre es mayor. ¿Por qué?
5.85 Con base en su conocimiento de la teoría cinética de los 
gases, derive la ley de Graham [ecuación (5.17)].
5.86 El isótopo 235U experimenta una i sión cuando se le 
bombardea con neutrones. No obstante, su abundancia 
natural es de sólo 0.72%. Para separarlo del isótopo 
más abundante 238U, primero se convierte el uranio en 
UF6, el cual se vaporiza fácilmente a una temperatura 
por encima de la ambiente. La mezcla de 235UF6 y 
238UF6 gaseosos se somete a muchas etapas de efusión. 
Calcule el factor de separación, es decir, el enriqueci-
miento de 235U en relación con 238U después de una 
etapa de efusión.
5.87 Un gas que se libera de la fermentación de la glucosa se 
efundirá a través de una barrera porosa en 15.0 min. 
Bajo las mismas condiciones de temperatura y presión, 
le toma 12.0 min a un volumen igual de N2 efundirse a 
través de la misma barrera. Calcule la masa molar del 
gas y sugiera qué gas podría ser.
5.88 El níquel forma un compuesto gaseoso de fórmula 
Ni(CO)x. ¿Cuál es el valor de x dado el hecho de que en 
las mismas condiciones de temperatura y presión, el 
metano (CH4) se efunde 3.3 veces más rápido que
el compuesto?