(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS.) Van der Waals propuso esta expresión para explicar el comportamiento de los gases reales en vez de como lo hacía la ecuación de estado de los gases ideales: (p + n2a/V2) (V – nb) = nRT. Para el gas CCl4 los coeficientes de la expresión valen: a = 20,4 L2atm/mol2; b = 0,1383 L/mol. ¿Qué presión ejercen 153,81 g de CCl4 contenidos en un recipiente de 22,4 L a 273 K suponiendo que este gas tenga comportamiento ideal? (Pesos atómicos: Cl: 35,45; C: 12,01.)
(A). Falta un dato para calcularla.
(B). Se obtiene un valor entre 0,2 y 0,8 atm.
(C). Se obtiene un valor entre 1,2 y 2 atm.
(D). 1 atm
Solución: D. El peso molecular del CCl4 es 153,81 g/mol. Por lo tanto, como tenemos precisamente 1 mol de este compuesto ocupando un volumen a 273 K que es el volumen de un mol de gas ideal a esa temperatura, la presión será 1 atm. De todos modos se puede comprobar aplicando la ecuación de estado de los gases ideales: pV = nRT.
26. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE.) ¿Qué presión ejercería la cantidad dicha de CCl4 si aplicamos solo la corrección del covolumen?
(A). Se obtiene una presión mayor que la que ejercería el gas ideal.
(B). Se obtiene una presión menor que la que ejercería el gas ideal.
(C). Se obtiene exactamente la misma presión que ejercería el gas ideal porque el covolumen por sí solo no afecta a la presión.
(D). No se puede calcular porque hay que tener en cuenta el otro factor.
Solución: A. Si solo vamos a corregir el covolumen, el factor a lo consideramos igual a 0 y la expresión a usar es: p(V – nb) = nRT, Despejando: p = nRT / (V – nb) = 1 × 0,082 × 273 / (22,4 – 1 × 0,1383) = 1,01 atm. Esto demuestra que si solo tenemos en cuenta el covolumen la presión real aumenta respecto a la ideal porque el volumen accesible a las moléculas es menor que el del contenedor, al ocupar las propias moléculas un volumen (el covolumen), es decir, no ser puntuales. Por otro lado, no hay que tener en cuenta el otro factor, como dice una de las respuestas, porque en el enunciado se nos dice que no lo hagamos así.
27. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES.) ¿Cuánto vale la corrección que hay que hacer a la presión debida a las fuerzas intermoleculares?
(A). 20,4 L2atm/mol2
(B). 0,1383 L/mol
(C). 760 torr
(D). 0,041 atm
Solución: D. El sumando que corrige la presión por causa de las fuerzas intermoleculares es n2a/V2 = 12 × 20,4 / 22,42 = 0,041 atm. Es mayor corrección que la debida al covolumen y actúa en sentido contrario: disminuye la presión real respecto a la ideal porque las fuerzas de atracción intermoleculares tienen el efecto de reducir la presión.
