(TEMA 3) 3. De las siguientes expresiones sobre unidades de presión indique cuál es la correcta:
(A). 1 atm equivale a 1 torr.
(B). 1 Pa (pascal) equivale a 760 torr.
(C). 1 torr equivale a 760 mm de Hg.
(D). 1 Pa es igual a 1 N m–2.
Solución: D. El pascal (Pa) es una unidad de presión integrada en el Sistema Internacional de Unidades (no es una unidad básica, pero sí una unidad derivada coherente). Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton (1 N) sobre una superficie de 1 m2 normal a la fuerza. Teniendo eso en cuenta y que la presión se define como “fuerza dividido por superficie”, la equivalencia es: 1 Pa = 1 N / m2.
El torr es una unidad de presión definida como (1/760) atm o bien como 133,320 Pa aproximadamente. El torr no coincide exactamente con el mm de Hg, pero la diferencia es tan extremadamente pequeña que se considera que torr y mm de Hg son unidades equivalentes. Por eso, cabe decir en la práctica que 1 atm = 760 torr. Como 1 Pa no es lo mismo que 1 atm (pues 1 Pa ≈ 9,87·10–6 atm), es falso que 1 Pa = 760 torr.
(TEMA 3) 4. Se dispone de cierta cantidad de ozono en un recipiente cerrado de volumen V a una presión p y temperatura T. Supóngase que, manteniendo la temperatura constante, mediante cierto procedimiento químico se transforma todo el ozono en oxígeno molecular. ¿Ocurrirá algo con la presión? (Supónganse gases ideales).
(A). Sí, aumentará un 50 %.
(B). Sí, disminuirá a la tercera parte.
(C). Sí, disminuirá a dos tercios.
(D). No, no cambiará.
Solución: A. La reacción de transformación del ozono en oxígeno sería: 2 O3 ⟶ 3 O2. Esto significa que el número de moles existentes en el recipiente se multiplica por 1,5. Como para un V y T fijos la presión solo depende del número de moles, la presión tras la reacción será 1,5 veces la inicial. Es decir, aumentará un 50%.
Esto se puede razonar de otra manera. Supongamos que tenemos una masa m de ozono (O3). Al final de la reacción, como todo el ozono se convierte en oxígeno (O2), tendremos la misma masa m de oxígeno. Pero el número de moles es diferente. Como la fórmula del ozono es O3, si llamamos A al peso atómico del oxígeno (O), el peso molecular del ozono (O3) es 3A. Lógicamente, el del oxígeno molecular (O3) es 2A. Por lo tanto, el número de moles de ozono es m/(3A) y el de oxígeno es m/(2A). Por la ley de los gases ideales la presión al principio (cuando solo hay ozono) es:
p = m/(3A) R T / V.
Al final, cuando solo hay O2:
p’ = m/(2A) R T / V.
Dividiendo una expresión entre otra se llega a:
p‘ = 1,5 p. Por eso, si p es (por ejemplo) 1 atm, p‘ es 1,5 atm, luego se produce un incremento del 50%.
La pregunta se podría responder sin hacer ningún cálculo, pues la presión necesariamente ha de aumentar (ya que la reacción produce un aumento del número de moles, aunque la masa se conserve) y solo una de las respuestas habla de un aumento de la presión.
