(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). (En estos ejercicios, considérese que se trata con gases ideales). Una mezcla de 14 g de nitrógeno, 40 g de argón y 44 g de un gas desconocido ocupa un volumen de 99,9 L bajo una presión de 1 atm a una temperatura de 25 ºC. ¿Cuál es la masa molecular del gas desconocido? (Pesos atómicos: N = 14, Ar = 40).
(A). Se obtiene un valor muy próximo a 21.
(B). Se obtiene un valor muy próximo a 17.
(C). Se obtiene un valor comprendido entre 28 y 44.
(D). El valor que se obtiene no concuerda con ninguna de las otras respuestas.
Solución: B. Basta aplicar la ecuación de estado de los gases ideales teniendo en cuenta que tenemos tres gases y que, por tanto, la cantidad total de moles de los tres es:
pV = nRT = (n1+ n2 + n3) RT
También hay que considerar que el número de moles es igual al cociente entre la masa y el peso molecular expresado en gramos.
Sustituyendo los datos:
1 · 99,9 = [(14/28) + (40/40) + (44 / M3)] · 0,082 · 298
De esa ecuaciónse obtiene M3 = 17.
26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). Si se retiran los 40 g de argón manteniendo constantes la temperatura y el volumen, ¿qué valor alcanzará la presión?
(A). El valor que se obtiene está comprendido entre 560 y 590 mmHg.
(B). Seguirá siendo de 1 atm.
(C). En torno a 0,5 atm.
(D). Se obtiene un valor que no concuerda con ninguna de las otras respuestas.
Solución: A. Aplicamos de nuevo la ecuación de estado pero ahora solo a los dos gases que quedan en el recipiente:
99,9 p = (n1 + n3) RT = [(14/28) + (44/17)] · 0,082 · 298
El resultado es p: 0,755 atm, que equivale a 574 mmHg.
27. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). A la mezcla inicial (nitrógeno + argón + tercer gas) se añaden 14 g de un cuarto gas cuya fórmula empírica es CH2. Si se mantiene la presión a 1 atm y la temperatura a 25 oC, ¿se puede calcular el volumen que ocupará la nueva mezcla? (Pesos atómicos: C: 12; H: 1).
(A). Sí, se obtiene un valor comprendido entre 99,9 y 120 L.
(B). Sí, se obtiene un valor comprendido entre 120,01 y 130 L.
(C). Sí, se obtiene un valor comprendido entre 130,01 y 140 L.
(D). No.
Solución: D. Con estos datos no se puede calcular el volumen porque para ello necesitaríamos aplicar la fórmula
pV = nRT = (n1+ n2 + n3 + n4) RT
Pero esa fórmula contiene a la variable n4, la cual se calcularía dividiendo la masa del gas 4 (14 g) entre su peso molecular. El peso molecular no se puede conocer con seguridad porque el enunciado da la fórmula empírica, no la molecular. Una fórmula empírica solo proporcionaría el peso molecular en el caso en que fórmula empírica y fórmula molecular coincidiesen, lo cual es poco habitual en los hidrocarburos.
