Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-256

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224 CAPÍTULO 5 Gases
inesperado accidente en el mar, las tabletas de LiH 
reaccionarían con el agua del mar y se llenarían sus 
chalecos y botes salvavidas con hidrógeno gaseoso. 
¿Cuántos gramos de LiH se necesitarían para llenar un 
salvavidas de 4.1 L a 0.97 atm y 128C?
5.142 La atmósfera de Marte está compuesta principalmente 
de dióxido de carbono. La temperatura de la superi cie 
tiene 220 K y la presión atmosférica unos 6.0 mmHg. 
Tomando estos valores como “TPE marcianas”, calcule 
el volumen molar en litros de un gas ideal en Marte.
5.143 La atmósfera de Venus está compuesta de 96.5% de 
CO2, 3.5% de N2 y 0.015% de SO2 en volumen. Su 
presión atmosférica estándar es de 9.0 3 106 Pa. 
Calcule las presiones parciales de los gases en pascales.
5.144 Una estudiante intenta determinar el volumen de un 
bulbo como el que se muestra en la página 191, y éstos 
son sus resultados: masa del bulbo llenado con aire seco 
a 238C y 744 mmHg 5 91.6843 g; masa del bulbo al 
vacío 5 91.4715 g. Suponga que la composición del 
aire es de 78% de N2, 21% de O2 y 1% de argón. ¿Cuál 
es el volumen (en mililitros) del bulbo? (Sugerencia: 
Primero calcule la masa molar promedio del aire, como 
se muestra en el problema 3.152.)
5.145 Aplique sus conocimientos de la teoría cinética de los 
gases a las siguientes situaciones. a) Dos matraces de 
volúmenes V1 y V2 (donde V2 > V1) contienen el mismo 
número de átomos de helio a igual temperatura. i) 
Compare las raíces de la velocidad cuadrática media 
(rms) y las energías cinéticas promedio de los átomos 
de helio (He) en los matraces. ii) Compare la frecuencia 
y la fuerza con las cuales chocan los átomos de He con 
las paredes de los recipientes. b) En dos matraces que 
tienen el mismo volumen se coloca un número igual de 
átomos de He a las temperaturas T1 y T2 (donde T2 > 
T1). i) Compare las raíces de la velocidad cuadrática 
media de los átomos en los dos matraces. ii) Compare 
la frecuencia y la fuerza con las cuales chocan los áto-
mos de He con las paredes de los recipientes. c) Un 
mismo número de átomos de He y de neón (Ne) se 
colocan en dos matraces de igual volumen, y la tempe-
ratura de ambos gases es de 748C. Discuta la validez de 
los siguientes enunciados: i) La raíz de la velocidad 
cuadrática media del He es igual a la del Ne. ii) Las 
energías cinéticas promedio de los dos gases son las 
mismas. iii) La raíz de la velocidad cuadrática media de 
cada átomo de He es 1.47 3 103 m/s.
5.146 Se ha dicho que en cada respiración tomamos, en pro-
medio, moléculas que una vez fueron exhaladas por 
Wolfgang Amadeus Mozart (1756-1791). Los siguien-
tes cálculos demuestran la validez de este enunciado. a) 
Calcule el número total de moléculas en la atmósfera. 
(Sugerencia: Utilice el resultado del problema 5.106 y 
use el valor de 29.0 g/mol para la masa molar del aire.) 
b) Suponiendo que el volumen de aire de cada respira-
ción (inhalado o exhalado) es de 500 mL, calcule el 
número de moléculas exhaladas en cada respiración a 
378C, que es la temperatura corporal. c) Si Mozart vivió 
exactamente 35 años, ¿cuántas moléculas exhaló en 
este periodo? (Una persona promedio respira 12 veces 
por minuto.) d) Calcule la fracción de moléculas en la 
atmósfera que fueron exhaladas por Mozart. ¿Cuántas 
moléculas de Mozart respiraríamos con cada inhalación 
de aire? e) Enuncie tres suposiciones importantes en 
estos cálculos.
5.147 ¿A qué temperatura los átomos de He tendrán el mismo 
valor de urms que las moléculas de N2 a 258C?
5.148 Calcule la distancia (en nanómetros) entre las molécu-
las de vapor de agua a 1008C y 1.0 atm. Suponga un 
comportamiento ideal. Repita el cálculo para el agua 
líquida a 1008C, si la densidad del agua a esa tempera-
tura es de 0.96 g/cm3. Comente los resultados obteni-
dos. (Suponga que las moléculas de agua son esferas 
con un diámetro de 0.3 nm.) (Sugerencia: Calcule pri-
mero la densidad de las moléculas de agua. Luego, con-
vierta esta densidad a densidad lineal, es decir, el 
número de moléculas en una dirección.)
5.149 ¿Cuál de los gases nobles no tiene un comportamiento 
ideal en ninguna circunstancia? ¿Por qué?
5.150 Una relación conocida como la fórmula barométrica es 
útil para estimar el cambio en la presión atmosférica 
con respecto a la altitud. La fórmula está dada por 
P 5 P0e
2gmh/RT donde P y P0 son las presiones a la altu-
ra h y a nivel del mar, respectivamente, g es la acelera-
ción debida a la gravedad (9.8 m/s2), m es el promedio 
de la masa molar del aire (29.0 g/mol), y R es la cons-
tante de los gases. Calcule la presión atmosférica en 
atm a una altura de 5.0 km, suponiendo que la tempera-
tura sea constante a 58C y P0 5 1.0 atm.
5.151 Una muestra de 5.72 g de grai to se calentó con 68.4 g 
de O2 en un matraz de 8.00 L. La reacción que se pro-
dujo fue
 Después de que la reacción se completó, la temperatura 
en el matraz fue de 1828C. ¿Cuál era la presión total en 
el interior del matraz?
5.152 Una mezcla equimolar de H2 y D2 se efunde a través de 
un orii cio (pequeño agujero) a cierta temperatura. 
Calcule la composición (en fracciones molares) del gas 
que atraviesa el orii cio. La masa molar de D2 es de 
2.014 g/mol.
5.153 Una mezcla de carbonato de calcio (CaCO3) y carbona-
to de magnesio (MgCO3) con 6.26 g de masa reacciona 
completamente con el ácido clorhídrico (HCl) para 
generar 1.73 litros de CO2 a 488C y 1.12 atm. Calcule 
los porcentajes en masa de CaCO3 y MgCO3 en la mez-
cla.
5.154 Una muestra de 6.11 g de una aleación de Cu-Zn reac-
ciona con ácido HCl para producir hidrógeno gaseoso. 
Si el hidrógeno gaseoso tiene un volumen de 1.26 L a 
C(graito) 1 O2(g) ¡ CO2(g)