QGI2018 S5 Estados de la Materia (Gases)

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Química General e Inorgánica 2018 Seminario 5: Estados de la Materia: Gases 
 
1) 
Enunciado Nombre Expresión 
El volumen ocupado por una muestra de gas a presión y 
temperatura constantes es directamente proporcional al 
número de moles de moléculas presentes. Principio de Avogadro 
𝑉 = 𝑘 · 𝑛 
 
𝑉1
𝑛1
=
𝑉2
𝑛2
 
El volumen de una determinada cantidad de gas ideal, cuando 
la temperatura se mantiene constante, es inversamente 
proporcional a la presión que se ejerce sobre el gas. 
 
Ley de Boyle-Mariotte 
𝑃 · 𝑉 = 𝑘 
 
𝑃1 · 𝑉1 = 𝑃2 · 𝑉2 
A presión constante, el volumen de una determinada masa 
dada de gases directamente proporcional a la temperatura 
absoluta. 
 
Ley de Charles, 
Gay-Lussac 
𝑉 = 𝑘 · 𝑇 
 
𝑉1
𝑇1
=
𝑉2
𝑇2
 
 
2) Datos: 
 V1 = 3500 mL 
 T1 = 23 ºC = 296.15 K 
 T2 = 263 K 
 V2 = ? 
 
𝑉1
𝑇1
=
𝑉2
𝑇2
 
 
𝑉2 =
𝑉1 · 𝑇2
𝑇1
= 3108.2 𝑚𝐿 
 
 
3) Datos: 
 P1 = 4 atm 
 T1 = 27 ºC = 300.15 K 
 T2 = 402 ºC = 675.15 K 
 P2 = ? 
𝑃1
𝑇1
=
𝑃2
𝑇2
 
 
𝑃2 =
𝑃1 · 𝑇2
𝑇1
= 9 𝑎𝑡𝑚 
 
4) Datos: 
 P1 = 760 mmHg 
 V1 = 2.39 L 
 T1 = -20 ºC = 253.15 K 
 V2 = 0.5 L 
 T2 = 40 ºC = 313.15 K 
 P2 = ? 
𝑃1 · 𝑉1
𝑇1
=
𝑃2 · 𝑉2
𝑇2
 
 
𝑃2 =
𝑃1 · 𝑉1
𝑇1
·
𝑇2
𝑉2
= 4494 𝑚𝑚𝐻𝑔 
 
5.a) Datos: 
 V = 6.38 L 
 T = 358 ºC = 631.15 K 
 P = 955 mmHg = 1.26 atm 
 n = ? 
 
𝑃 · 𝑉 = 𝑛 · 𝑅 · 𝑇 
 
𝑛 =
𝑃 · 𝑉
𝑅 · 𝑇
= 0.15 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 
5.b) Datos: 
 V = 10 L 
 T = 19 ºC = 292.15 K 
 P = 50 atm 
 n = ? 
 
𝑛 =
𝑃 · 𝑉
𝑅 · 𝑇
= 20.9 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 
 
 1 mol de He _______ 4 gr de He 
 20.9 moles de He _______ x = 83.6 gr de He 
 
Química General e Inorgánica 2018 Seminario 5: Estados de la Materia: Gases 
 
6) Datos: 
 UF6 
 P = 779 mmHg = 1.025 atm 
 T = 62 ºC = 335.15 K 
 d = ? [g/L] 
 n = 1 mol 
 
𝑉 =
𝑛 · 𝑅 · 𝑇
𝑃
= 26.8 𝐿 
 
1 mol de UF6 : 352 gramos 
 
𝑑 =
𝑚
𝑉
= 13.13 𝑔/𝐿 
 
7) Datos: 
 %C = 24.7 
 %H = 2.1 
 %Cl = 73.2 
 m = 3.557 g 
 V = 755 mL = 0.755 L 
 T = 0 ºC = 273.15 K 
 P = 1.1 atm 
 
 
𝑛 =
𝑃 · 𝑉
𝑅 · 𝑇
= 0.037 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 
 
𝑀 =
𝑚
𝑛
= 95.931 𝑔 𝑚𝑜𝑙⁄ 
 
 
𝐶2𝐻2𝐶𝑙2 
p/C: 100 % _____ 95.931 g 
 24.7 % _____ 24 gr 
 
 12 gr de C _____ 1 mol de C 
 24 gr de C _____ 2 mol de C 
p/H: 100 % _____ 95.931 g 
 2.1 % _____ 2 gr 
 
 1 gr de H _____ 1 mol de H 
 2 gr de H _____ 2 mol de H 
p/Cl: 100 % _____ 95.931 g 
 73.2 % _____ 70.2 gr 
 
 35 gr de Cl _____ 1 mol de Cl 
 70.2 gr de Cl _____ 2 mol de Cl 
 
8) Datos: 
 V = 250 mL = 0.25 L 
 P = 1.3 atm 
 T = 31 ºC = 303.15 K 
 
𝑛 =
𝑃 · 𝑉
𝑅 · 𝑇
= 0.013 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 
 
 CaCO3 → CaO + CO2 
 100 g 56 g 44 g 
 
 1 mol de CO2 _____ 56 g de CaO 
0.013 mol de CO2 _____ 0.73 g de CaO 
 
9) Datos: 
 V = 250 mL = 0.25 L 
 T = 26 ºC = 299.15 K 
 PT = 765 torr 
 Pvagua = 25 torr 
 
𝑃𝑇 = 𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑝𝑜𝑥𝑖𝑔 
𝑝𝑜𝑥𝑖𝑔 = 𝑃𝑇 − 𝑝𝑎𝑔𝑢𝑎 = 740 𝑡𝑜𝑟𝑟 = 0.974 𝑎𝑡𝑚 
 
𝑛𝑜𝑥𝑖𝑔 =
𝑝𝑜𝑥𝑖𝑔 · 𝑉
𝑅 · 𝑇
= 9.9 𝑥 10−3 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 
 
 2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2 
 245.2 g 149.2 g 96 g 
 
 3 moles de O2 _____ 245.2 g de KClO3 
9.9 x 10-3 moles de O2 _____ 0.81 g de KClO3 
 
 
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10) Datos: 
 V = 5 L 
 T = 27 ºC = 300.15 K 
 mHe = 8 g 
 mN2 = 84 g 
 mH2O = 90 g 
 
𝑛𝐻𝑒 =
𝑚𝐻𝑒
𝑀𝐻𝑒
= 2 𝑚𝑜𝑙 
 
𝑛𝑁2 =
𝑚𝑁2
𝑀𝑁2
= 3 𝑚𝑜𝑙 
 
𝑛𝑎𝑔 =
𝑚𝑎𝑔
𝑀𝑎𝑔
= 5 𝑚𝑜𝑙 
 
𝑛𝑇 = 𝑛𝐻𝑒 + 𝑛𝑁2 + 𝑛𝑎𝑔 = 10 𝑚𝑜𝑙 
 
 𝑥𝐻𝑒 =
𝑛𝐻𝑒
𝑛𝑇
= 0.2 𝑥𝑁2 =
𝑛𝑁2
𝑛𝑇
= 0.3 𝑥𝑎𝑔 =
𝑛𝑎𝑔
𝑛𝑇
= 0.5 
 
 
𝑝𝐻𝑒 =
𝑛𝐻𝑒 · 𝑅 · 𝑇
𝑉
 
 
𝑝𝐻𝑒 = 9.8 𝑎𝑡𝑚 
𝑝𝑁2 =
𝑛𝑁2 · 𝑅 · 𝑇
𝑉
 
 
𝑝𝑁2 = 14.8 𝑎𝑡𝑚 
𝑝𝑎𝑔 =
𝑛𝑎𝑔 · 𝑅 · 𝑇
𝑉
 
 
𝑝𝐻𝑒 = 24.6 𝑎𝑡𝑚 
 
 𝑃𝑇 = 𝑝𝐻𝑒 + 𝑝𝑁2 + 𝑝𝑎𝑔 = 49.2 𝑎𝑡𝑚 
 
11) Datos: 
 vH2 = 6 vCl 
 dH2 = 0.0899 g/L 
 dCl = ? 
Ley de Graham: 
 
𝑣𝐶𝑙
𝑣𝐻2
=
√𝑑𝐻2
√𝑑𝐶𝑙
 
 
𝑣𝐶𝑙
6 · 𝑣𝐶𝑙
=
√𝑑𝐻2
√𝑑𝐶𝑙
 
 
 
1
6
=
√𝑑𝐻2
√𝑑𝐶𝑙
 
 
𝑑𝐶𝑙 = 36 · 𝑑𝐻2 = 3.24 𝑔 𝐿⁄ 
 
 
12) Datos: 
 vA = 5 vB 
 MA = 20 
 MB = ? 
 
𝑣𝐴
𝑣𝐵
=
√𝑀𝐵
√𝑀𝐴
 
 
5 · 𝑣𝐵
𝑣𝐵
=
√𝑀𝐵
√𝑀𝐴
 
 
5 =
√𝑀𝐵
√𝑀𝐴
 
 
𝑀𝐵 = 25 · 𝑀𝐴 = 500 
 
 
13.a) Datos: 
 n = 1 
 V = 500 mL = 0.5 L 
 T = 25 ºC = 298.15 K 
 
𝑃 · 𝑉 = 𝑛 · 𝑅 · 𝑇 
 
𝑃 =
𝑛 · 𝑅 · 𝑇
𝑉
= 48.9 𝑎𝑡𝑚 
13.b) Datos: 
 a = 2.25 L2.atm/mol2 
 b = 0.0428 L/mol 
 
(𝑃 +
𝑎 · 𝑛2
𝑉2
) · (𝑉 − 𝑛 · 𝑏) = 𝑛 · 𝑅 · 𝑇 
 
𝑃 =
𝑛 · 𝑅 · 𝑇
𝑉 − 𝑛 · 𝑏
−
𝑎 · 𝑛2
𝑉2
= 44.5 𝑎𝑡𝑚 
 
 
Química General e Inorgánica 2018 Seminario 5: Estados de la Materia: Gases 
 
14.a) En la figura mostrada a la derecha, es una distribución de 
probabilidades de encontrar una molécula a esa temperatura (T = 300 
K) con determinado peso y a determinada velocidad. De la figura se 
puede concluir que las moléculas más pesadas (70.9 g/mol) tienen 
mayor probabilidad de tener una baja velocidad molecular, a diferencia 
de las moléculas más livianas (4.003 g/mol) que tienen más tendencia a 
poseer velocidades moleculares más altas. Por tanto se puede concluir 
que la velocidad molecular es inversamente proporcional al peso 
molecular. 
 
 
14.b) La gráfica expuesta a la derecha es una distribución de 
probabilidades de la velocidad molecular del N2 a diferentes 
temperaturas. En ella se puede ver que a menor temperatura (T = 
100 K) las moléculas del gas tienen una mayor probabilidad a tener 
bajas velocidades, en cambio a altas temperaturas (T = 700 K) las 
moléculas del gas tienen una tendencia a poseer altas velocidades 
moleculares. En conclusión, la velocidad molecular es directamente 
proporcional a la temperatura. 
 
15)