(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS).
La composición en volumen del aire seco a presión atmosférica es, aproximadamente: 78,08% de nitrógeno, 20,95% de oxígeno, 0,93% de argón, y 0,04% dióxido de carbono. ¿Cuál es, aproximadamente, la presión parcial del oxigeno a presión atmosférica? (Considerar comportamiento ideal de todos los gases).
(A). 0,571 atm
(B). 0,31 atm
(C). 0,23 atm
(D). 0,21 atm
Solución: D. La presión parcial se define como la presión total multiplicada por la fracción molar. La fracción molar es el número de moles del compuesto de referencia dividido por el número de moles totales. Pero, por la ley de Avogadro, el número de moles es proporcional al volumen independientemente de la naturaleza del gas (siempre que el gas se pueda tratar como ideal). Por lo tanto, la fracción molar en % de un gas en una mezcla cuyo volumen de referencia es 100 es igual al porcentaje en volumen del gas. Para pasarlo a tanto por 1 se divide por 100. Se obtiene 0,2095. Por lo tanto, la presión parcial del O2 para una presión total de 1 atm es 0,2095·1 atm, que es aproximadamente igual a 0,21 atm.
26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). Aproximadamente, ¿cuál se puede considerar el peso molecular medio del aire (considerándolo un gas ideal) si se entiende como peso molecular medio la media ponderada de los pesos moleculares de los componentes en función de su proporción molar? (Pesos atómicos: C: 12; N: 14; O: 16; Ar: 40).
(A). 29
(B). 32
(C). 35
(D). 38
Solución: A. De la ecuación de estado de los gases ideales se puede deducir V = n(RT/p), lo que significa que para unas condiciones determinadas de p y T el volumen ocupado por un gas es proporcional al número de moles, y viceversa. Por lo tanto, las proporciones molares en % son las mismas que las proporciones en volumen en % y el peso molecular medio del aire es: [(28·78,08) + (32·20,95) + (40·0,93) + (44·0,04)] / 100 = 28,95.
27. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). ¿Cuál es la proporción en masa aproximada del oxígeno? (Pesos atómicos: C: 12; N: 14; O: 16; Ar: 40).
(A). 57,1%
(B). 31%
(C). 23%
(D). 21%
Solución: C. La ecuación de estado de los gases ideales, pV = nRT, permite relacionar el volumen con la masa: m = VM (p/RT), siendo M la masa molecular, que en el caso del O2 es 32. Para un volumen de referencia de aire de 100 L, la masa de oxígeno es: m(O2) = 20,95·32·(p/RT). La de los demás gases es: N: m(N2) = 78,08·28·(p/RT); m(Ar) = 0,93·40·(p/RT); m(CO2) = 0,04·44·(p/RT). El porcentaje en masa de O2 será igual a la masa de este gas dividida por la suma de las masas de todos los gases, multiplicando el resultado por 100: 100·[20,95·32·(p/RT)] / [(20,95·32·(p/RT)) + (78,08·28·(p/RT)) + (0,93·40·(p/RT)) + (0,04·44·(p/RT))] = 100·20,95·32· / (20,95·32 + 78,08·28 + 0,93·40 + 0,04·44) = 23,15%.
