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ESTADO GASEOSO
 

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    ESTADO GASEOSO ESTADO GASEOSO Document Transcript

    • PRÁCTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA UNMSM TEMA: ESTADOS DE LA MATERIA ESTADO GASEOSO C) TEMPERATURA (T) Es uno de los tres estados de agregación de la °۱ °۴ െ ૜૛ ۹ െ ૛ૠ૜ ‫ ܀‬െ ૝ૢ૛ ൌ ൌ ൌ materia, se caracteriza principalmente porque las ૞ ૢ ૞ ૢ moléculas se encuentran grandemente distanciados, esto, porque las fuerzas de repulsión entre ellas es K = °C + 273 mucho mayor que las fuerzas de atracción TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR DE LOS GASES IDEALES O2 Boltzman, Clausius y Maxwell relacionan lasde gas propiedades mecánicas de las moléculas (gas) con la P, V, T. Los postulados de esta teoría son las siguientes: CLASES DE GASES Las sustancias están constituidas por moléculas pequeñísimas ubicadas a gran distancia entre sí; A) GAS IDEAL.- Es un gas hipotético donde no su volumen se considera despreciable en existen fuerzas de atracción ni repulsión. Los comparación con los espacios vacíos que hay gases reales tienen un comportamiento cercano entre ellas. al ideal a elevadas temperaturas y a bajas Las moléculas de un gas son totalmente presiones. independientes unas de otras, de modo que no B) GAS REAL.- Es aquel que se encuentra en la existe atracción intermolecular alguna. naturaleza como el oxígeno (O2), nitrógeno (N2), Las moléculas de un gas se encuentran en hidrógeno (H2), etc. movimiento continuo, en forma desordenada; chocan entre sí y contra las paredes del recipiente, PROPIEDADES GENERALES DE LOS GASES de modo que dan lugar a la presión del gas Los choques de las moléculas son elásticos, no Compresibilidad hay pérdida ni ganancia de energía cinética, Expansibilidad aunque puede existir transferencia de energía Difusión entre las moléculas que chocan. Efusión La energía cinética media de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura VARIABLES DE ESTADO absoluta del gas; se considera nula en el cero absoluto. Son parámetros termodinámicos que determinan el comportamiento del estado gaseoso. De acuerdo con los postulados enunciados, podemos hacernos una imagen clara y concisa de los gases. A) PRESIÓN (P) 1 atm < > 760 mmHg < >101,3 kPa B) VOLUMEN (V) 1 L < > 103 mL < >103 cm < > 1 dm3 Página | 1
    • “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” deba producir por cambios en las variables de estado ECUACIÓN UNIVERSAL DE LOS GASES (P, V, T) IDEALES condición inicial condición finalLlamado también ecuación de estado, relacionamatemáticamente las variables de estado (P, V, T) yla cantidad de gas (moles). P. V = R. T. nDonde:P: Presión absoluta ( atm, mmHg) P1, V1, T1 P2, V2, T2V: Volumen (L)T: Temperatura absoluta (K) ௠ P1 V1 P V PVn: Número de moles del gas ݊ ൌ = 2 2 = .......... = i i = cte M T1 T2 TiR: Constante universal de los gases idealesValores de R: atm . L mmHg . L PROCESOS RESTRINGIDOSR = 0,082 mol.K R = 62,4 mol.K Es aquel tipo de proceso, donde una de las variables de estado del gas (P, V, T) permanecen constante.OTRA ECUACIÓN: Encontramos tres leyes fundamentales: P. = T. R . D 1. LEY DE BOYLE MARIOTTE (T: CTE) “Proceso isotérmico”, si una masa de gas se somete a un proceso, manteniendo la T constanteD: Densidad del gas (g/L) se cumple que la presión absoluta varía en función inversa con el volumen. CONCEPTOS IMPORTANTES1. CONDICIONES NORMALES (C.N) P1 . V1 = P2 . V2 Un gas se encuentra en condiciones normales (C.N) cuando: P = 1 atm = 760 mmHg T= 0°C = 273K2. VOLUMEN MOLAR (Vm) Es el volumen ocupado por una mol de gas a 2. LEY DE CHARLES (P: CTE) ciertas condiciones de presión y temperatura. “Proceso isobárico”, si una masa de gas se A condiciones normales: somete a un proceso, manteniendo la P constante, se cumple que el volumen varía en función ୭ୡ୳୮ୟ 1 mol-g (gas) ሱۛۛሮ 22,4L directa con la T absoluta. ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES V1 V2 =Permite caracterizar cambios de estados de un T1 T2sistema gaseoso siempre y cuando la masapermanezca constante es decir el cambio de estado se Página | 2
    • “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”3. LEY DE GAY LUSSAC (V: CTE) D) 1,78 x 10-1 E) 1,92 x 10-2 “Proceso isocórico o isométrico”, si una masa de gas se somete a un proceso manteniendo el V 4. Una muestra de 1,00L de un gas es recolectada a constante, se cumple que la presión absoluta 27ºC y 1,25 atm. ¿Cuál es la presión del gas a varía en función directa con la T absoluta. 183ºC si el volumen es de 5,00L? A) 0,335 B) 0,380 C) 0,076 D) 0,760 E) 0,038 P1 P2 = 5. Un gas tiene una densidad de 0,900 g/L a 77ºC y a T1 T2 una presión de 0,350 atm. ¿Cuál es el peso molecular del gas? A) 64,8 B) 18,6 C) 73,2 D) 16,2 E) 73,8 6. El gas de una celda de descarga de láser seSEMANA Nº 9: ESTADOS DE LA MATERIA prepara mezclando 2,0 mol de CO2, 1,0 mol de N2 y 17 mol de He. Si la presión total es de 3,0 atm.1. Marque la alternativa que corresponda a las Determine respectivamente la presión parcial de siguientes aseveraciones para los gases ideales. cada gas en la mezcla I. A temperatura constante, la presión de un gas A) 0,30; 0,25 y 2,45 es inversamente proporcional a las moles de B) 0,32; 0,16 y 2,52 gas C) 0,30; 0,15 y 2,55 II. Un aumento en el volumen de una cantidad D) 0,16; 0,32 y 2,52 dada de gas, a presión constante, ocasiona un E) 0,15; 0,30 y 2,55 incremento en la temperatura absoluta. III. A volumen constante, la presión de un gas 7. Un gas X, se difunde 1,66 veces más rápido que aumenta proporcionalmente con la N2O(g). ¿A cuál de los siguientes gases temperatura corresponde el peso molecular de X? Dato: P.A ( N= 14; Ne= 20; C= 12; He= 4; H= 1) A) VVV B) FVV C) FVF D) VFV E) VVF A) N2 B) Ne C) CH42. Un gas en un globo para observaciones D) He E) NH3 meteorológicas tiene un volumen de 1,50L a una 8. En la combustión completa de 3,8g de CS2, presión de 1 atm. Suponiendo que la temperatura ¿cuántos litros, en C.N, de SO2 se producen y es constante, ¿a qué volumen, en litros, se cuántas moles de CO2 se forman? P.A (S=32; expandirá el gas en el globo al ascender a 2500m C=12) si la presión a esta altura es de 0,75 atm? CS2 + O2 → CO2 + SO2 A) 0,50 B) 1,12 C) 0,11 D) 2,00 E) 0,20 A) 2,24 y 0,05 B) 1,12 y 0,053. Un gas ejerce una presión de 137kPa a 27ºC. Si la C) 1,79 y 0,04 temperatura del gas aumenta a 147ºC a volumen D) 22,4 y 0,5 constante. ¿Cuál será la presión final, en Pa, del E) 0,89 y 0,04 gas? 9. Indique el cambio respectivo que ocurre, como A) 1,92 x 10-1 B) 1,78 x 101 resultado de un aumento de las fuerzas C) 1,92 x 105 Página | 3
    • “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” intermoleculares, en cada una de las siguientes A) 380 B) 600 C) 760 propiedades de los líquidos: D) 700 E) 680 I. Presión de vapor 16. Para un gas ideal, calcule la temperatura a la que II. Punto normal de ebullición 0,60 moles ocupan 41,0L a 2,40 atm de presión III. Tensión superficial IV. Viscosidad A) 4 x 103 A) Aumenta, aumenta, disminuye, disminuye B) 2 x 104 B) Disminuye, aumenta, disminuye, disminuye C) 2 x 102 C) Aumenta, disminuye, aumenta, disminuye D) 2 x 103 D) Disminuye, aumenta, aumenta, aumenta E) 4 x 102 E) Disminuye, aumenta, disminuye, aumenta 17. Disponga los siguientes gases en orden creciente10. ¿Cuál es la humedad relativa, si la presión parcial a su velocidad de difusión del vapor de agua en el aire es 14,4 mmmHg y la temperatura del aire es 22,4°C? I. PH3 II. ClO2 Dato: P H2O(22,4ºC) = 20,32 mmHg III. Kr IV. NH3 A) 68,9 B) 70,9 C) 68,6 P.A: H=1; N=14; O=16; P=31; Cl=35,5; Kr= 83,8 D) 79,0 E) 66,7 A) ClO2< Kr < PH3 < NH311. Una masa de neón ocupa 200mL a 87ºC. ¿Cuál B) Kr < ClO2 < PH3 < NH3 es su nuevo volumen, en mL, a -1ºC, C) NH3 < PH3 < Kr < ClO2 permaneciendo constante la presión? D) ClO2 < Kr < NH3 < PH3 E) PH3 < NH3 < Kr < ClO2 A) 166 B) 144 C) 181 D) 170 E) 151 18. Respecto a las propiedades de los líquidos se puede decir que:12. ¿A cuántos gramos equivale 1,00L del gas monóxido de carbono, medido a condiciones I. Cuanto mayor es la viscosidad de un normales (C.N)? líquido, este fluye más rápidamente. II. La presión de vapor de un líquido varía A) 1,16 B) 1,25 C) 1,42 inversamente a las fuerzas de atracción D) 1,52 E) 1,65 intermolecular. III. El punto de ebullición de un líquido13. Determine la densidad de gas acetileno (C2H2), depende de la presión de vapor sobre él. en g/L, medidos a condiciones normales (C.N) A) VVV B) FVV C) FVF A) 1,07 B) 1,70 C) 1,16 D) VVF E) VFV D) 1,27 E) 1,30 19. Complete: Líquidos que presentan grandes14. Si 3,30 x 10-2 mol de N2(g) ocupan un volumen fuerzas intermoleculares tendrán………….. de 825mL, ¿qué volumen ocuparán 4,00 x 1021 viscosidad…………….presión de vapor moléculas de N2(g) a la misma temperatura y y………………….. tensión superficial. presión? A) alta; alta; baja B) baja; alta; baja A) 166 B) 1 x 1026 C) 176 C) alta; baja; baja D) 1 x 1020 E) 162,5 D) alta; baja; alta E) baja; baja; alta15. Un recipiente de 1,00L se llena con 2,00L de N2 20. Los siguientes gases se hallan a la misma a 300 mmHg y con 2,00L de H2 a 80 mmmHg. temperatura ocupando el mismo volumen. ¿Cuál Determine la presión de la mezcla en el de ellos tiene mayor presión? recipiente. Página | 4
    • “Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria” A) 770g de N2 P:A ( O=16; He=4 ) R= 0,082 atm-L/mol-K B) 48,5g de Ar C) 8g de H2 A) 0,5; 69,6 B) 1,0; 139,2 D) 64g de O2 C) 0,7; 73,1 E) 48g de CH4 D) 0,7; 146,2 E) 1,0; 69,6 6. (UNMSM-2005-II) El enunciado: “Si una PRÁCTICA DOMICILIARIA muestra de gas se mantiene a temperatura constante, una disminución de su volumen 1. (UNMSM-2002) Una mezcla de gases, que se produce un aumento en la presión ejercida por el encuentran en un recipiente cerrado, a la presión gas”, corresponde a la ley de : de 800 mmHg, contiene 5 moles de N2, 2 moles A) Gay-Lussac B) Charles de O2 y moles de CO2. Calcular la presión parcial C) Boyle en mmHg de cada gas. D) General de los gases E) Dalton A) PN = 240 PO = 160 PCO = 400 7. (UNMSM-2006-II) Calcule la presión (en B) PN = 400 PO = 160 PCO = 240 atmósfera) de 160g de metano contenidos en un C) PN = 200 PO = 180 PCO = 420 recipiente de 2L a una temperatura de 300K. D) PN = 350 PO = 200 PCO = 250 P.A (C=12, H=1); R=0,082 atm.L/ mol.K E) PN = 500 PO = 100 PCO = 200 A) 121 atm B) 120 atm C) 125 atm2. (UNMSM-2005-I) Una cierta cantidad de N2, se D) 118 atm E) 123 atm encuentra almacenada en un tanque sellado de 20,5L, a una presión de 2atm y a la temperatura de 8. (UNMSM-2008-I) ¿Cuántos gramos de CO hay en un recipiente de 1,64L de capacidad, que 250K. Calcular la masa del N2. contiene gas CO a la temperatura de 7ºC y 2atm Dato: P.A(N=14) ; R=0,082 atm.L/mol.K de presión? P.A (C=12, O=16), R= 0,082 atm.L/mol.K: A) 28g B) 56g C) 14g A) 2,0g B) 1/4g C) 7,0g D) 36g E) 70g D) 4,0g E) 1/2g3. (UNMSM-2005-I) Si una mol de un gas ideal pesa 9. (UNMSM-2009-II) A 27ºC y 1 atm, una mezcla 67,2g, calcule la densidad de ese gas a CN (0ºC, compuesta por igual número de moles de 1atm) en kg/m3. oxígeno y helio se encuentra confinada en un recipiente de 3 litros. El número de átomos de A) 6 B) 3 C) 2 D) 5 E) 1 oxígeno y de helio en este recipiente es, respectivamente.4. (UNMSM-2005-II) En un balón de 50mL, Datos: R = 0,082 atm.L/mol.K; O= 16uma; herméticamente cerrado, se colocó un gas ideal; He = 4uma. luego, se incrementó la temperatura absoluta del gas en 100%. ¿En qué porcentaje se incrementará A) 3,67 x 1022 y 3,67 x 1022 la presión? B) 7,34 x 1022 y 3,67 x 1022 C) 7,34 x 1022 y 7,34 x 1022 A) 0% B) 50% C) 200% D) 1,47 x 1022 y 1,47 x 1022 D) 25% E) 100% E) 2,94 x 1022 y 1,47 x 10225. (UNMSM-2005-II) Señale cómo se obtienen, en Profesor: Antonio Huamán Navarrete una mezcla de 96g de oxígeno y 12g de helio a Lima, Abril del 2013 10ºC y una atm de presión total, la presión parcial (atm) y el volumen parcial (L) del oxígeno. Página | 5