(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) Se sabe que a una presión de 127 atm y a una temperatura de 27 oC el aire se comporta de forma ideal. Por otra parte, las fracciones molares de los componentes del aire son, aproximadamente: N2: 0,78; O2: 0,21; otros: 0,01, y el peso molecular medio del aire es 28,96 g/mol. ¿Cuál es el volumen molar del aire en esas condiciones?
(A). 22,4 L
(B). El valor está comprendido entre 15 y 20 cm3.
(C). Se obtiene un valor comprendido entre 0,18 y 0,21 L/mol.
(D). Se obtiene un valor que no está de acuerdo con ninguna de las otras respuestas.
Solución: C. Aplicando la ecuación de los gases ideales (pV = nRT) para un solo mol de aire (pues queremos calcular el volumen molar): V = [0,082 atmL/(molK)] · 300 K / 127 atm = 0,194 L/mol.
26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) Calcular cuántos gramos de oxígeno estarían contenidos en 1 L de aire a 127 atm y 27 oC suponiendo que el oxígeno se comporte idealmente en dichas condiciones.
(A). El valor está comprendido entre 33 y 36 g.
(B). El valor está comprendido entre 160 y 170 g.
(C). El valor está comprendido entre 80 y 85 g.
(D). Faltan datos para resolverlo.
Solución: A. Del resultado anterior podemos saber los moles contenidos en un litro de aire en esas condiciones: 1 L · (1mol / 0,194 L) = 5,154 moles. Como la fracción molar de oxigeno es de 0,21, es decir, del 21 %, de esos moles serán de oxígeno: 5,154 · (21/100) = 1,082 moles de O2. Y como 1 mol de O2 pesa 32 gramos, tendremos 1,082 · 32 = 34,64 gramos de gas oxígeno en 1 L de aire.
27. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) ¿Cuál es la densidad del aire a 127 atm y 27 oC?
(A). 1 g/cm3 aproximadamente
(B). El valor está comprendido entre 1,2 y 1,4 g/L
(C). Se obtiene un valor entre 140 y 160 g/L
(D). Faltan datos para resolverlo
Solución: C. La densidad de un gas se define como la masa de una cierta cantidad del gas dividida por el volumen que ocupa. Hemos calculado que 1 mol de gas a 127 atm y 27 oC ocupa un volumen de 0,194 L. Como el peso (medio) en gramos de 1 mol de aire es 28,96, la densidad será 28,96 g / 0,194 L = 149,28 g/mol.
