Gases

Avance del capítulo

  • Comenzamos este capítulo con un análisis de las sustancias que existen como gases y sus propiedades generales.

  • Aprenderemos las unidades para expresar la presión de los gases y las características de la presión atmosférica.

  • Después, estudiaremos la relación entre presión, volumen, temperatura y cantidad de un gas con base en las diferentes leyes de los gases. Veremos que estas leyes se pueden resumir mediante la ecuación del gas ideal, que se puede utilizar para calcular la densidad o la masa molar de un gas.

  • Veremos que la ecuación del gas ideal se puede utilizar para estudiar la estequiometría que implica a los gases.

  • Aprenderemos que el comportamiento de una mezcla de gases se puede comprender mediante la ley de Dalton de las presiones parciales, la cual es una extensión de la ecuación del gas ideal.

Videos de las clases

Leyes de los gases. Ecuación de gases ideales

Densidad, estequiometría y presiones parciales.

Video de Teams de la clase.

Video de laboratorio.


Practica 02

Resuelva la siguiente práctica. Esta no tiene valor pero si es importante estar practicando.

  1. Explique por qué se expande un globo de helio cuando se eleva en el aire. Suponga que la temperatura permanece constante.

  2. Los gases carecen de forma o volumen definido; se expanden hasta llenar el recipiente que los contiene. Explica esta propiedad física en términos de la teoría cinética molecular (TCM).

  3. Con base en la TCM, explica por qué aumenta la presión de un gas cuando su volumen se reduce a temperatura constante.

  4. Un cilindro de motor de automóvil con un volumen de 400 cm3 se comprime a un volumen de 100 cm3 a temperatura constan te. Si la presión gaseosa inicial era de 1 atm, ¿Cuál es la presión final?

  5. Un tan que contiene 500 mL de aire comprimido a 1800 torr. ¿Qué volumen ocupará el aire comprimido a 750 torr, suponiendo que la temperatura no cambia?

  6. Una muestra de aire ocupa un volumen de 3,8 L cuando la presión es de 1,2 atm. a) ¿Qué volumen ocuparía a 6,6 atm? b) ¿Cuál es la presión requerida para comprimirlo a 0,075 L? (La temperatura se mantiene constante.)

  7. Un volumen de 36,4 L de metano gaseoso se calienta de 25 a 88 °C a presión constante. ¿Cuál es el volumen final del gas?

  8. En condiciones de presión constante, una muestra de hidrógeno gaseoso con un volumen inicial de 9,6 L a 88 °C se enfría hasta que su volumen final es de 3,4 L. ¿Cuál es su temperatura final?

  9. Cuando la constante universal de los gases, R, tiene un valor de 0,0821, ¿cuáles son las unidades específicas que se deben emplear?

  10. ¿Qué presión ejercen, en atmósferas, 44,0 mol de propano en un tanque de 36 L a 22°C?

  11. ¿Qué presión ejercen, en atmósferas, 0,120 mol de vapor de agua en su punto de ebullición de 100.°C, si el volumen está contenido en una tetera de 2,00 L?

  12. ¿Cuántos gramos de helio hay en un globo que contiene 8,50 L del gas a una temperatura de 20°C y a una presión de 800 torr?

  13. Un recipiente contiene oxígeno a una presión parcial de 0,25 atm, nitrógeno a una presión parcial de 0,50 atm y helio a una presión parcial de 0,20 atm. ¿Cuál es la presión dentro del recipiente?

  14. Un recipiente contiene el mismo número de moléculas de nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono. La presión total es de 750 torr. ¿Cuál es la presión parcial de nitrógeno en el recipiente?

  15. La presión en la superficie de Venus es de aproximadamente 100 atm. El dióxido de carbono constituye aproximadamente el 97,0% de los gases atmosféricos. ¿Cuál es la presión parcial de CO2 en la atmósfera de Venus?

  16. El carburo de calcio, CaC2, reacciona con agua y produce acetileno gaseoso, C2H2, que los espeleólogos queman en lámparas de minero cuando exploran cavernas, según la siguiente ecuación química balanceada: CaC2(s) + 2 H2O(l) ⎯→ Ca(OH)2 + C2H2(g) ¿Cuántos mililitros de acetileno puede producir, a una temperatura de 20°C y a una presión de 740. torr, la reacción completa de 2,50 g de CaC2? (1 atm = 760 torr)

  17. Considere la formación de dióxido de nitrógeno a partir de óxido nítrico y oxígeno, según la siguiente ecuación química balanceada: 2 NO (g) + O2 (g) ⎯→ 2 NO2 (g). Si 9,0 L de NO reaccionan con un exceso de O2 a TPE (Temperatura y presión estandar), ¿cuál es el volumen en litros de NO2 producido?

  18. El metano, principal componente del gas natural, se utiliza para calentar y cocinar. El proceso de combustión es CH4 (g) + 2 O2 (g) → 2 H2O (l) + CO2 (g) Si 15.0 moles de CH4 reaccionan, ¿cuál es el volumen producido de CO2 (en litros) a 23,0ºC y 0,985 atm?

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