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CAPÍTULO 6 LA
LEY DE LOS GASES IDEALES Y LA TEORÍA CINÉTICA
con un manómetro de tubo abierto. El líquido se evaporó por completo y el mercurio del manómetro cambió de 16.7 mm a 52.4 mm. ¿Cuál es la masa molar del compuesto? Resp. 6.27.
Calcule el peso de 2.65 L de dióxido de carbono gaseoso a 34°C y 1.047 atm. Resp.
6.28.
32.0 g/mol
Una pieza grande de magnesio, de 20 kg, se deja caer por accidente a un recipiente que contiene 500 litros de disolución de HCl concentrado ¿Cuál será el volumen de hidrógeno gaseoso que se desprende, a 1 atm y 32°C? Resp.
6.31.
2.77 g/L
¿Cuál es la masa de 1 mol de un gas cuya densidad, a 40°C y 785 torr, es 1.286 kg/m3? Resp.
6.30.
4.84 g
Determine la densidad de H2S gaseoso a 27°C y 2.00 atm. Resp.
6.29.
44.2 g/mol
2.1 × 104 L de H2
En un caso de muerte se sospecha la inhalación de fosgeno, COCl2. Se secó el gas extraído de los pulmones, se separaron y se identificaron los componentes. Una pequeña muestra de uno de los componentes se colocó en un recipiente de 25 mL que cambió su peso de 18.6600 g a 18.7613 g. La temperatura se mantuvo estable a 24°C y la presión final fue 1 atm. Determine su masa molecular. Resp. 99 u. Este resultado es bastante cercano a la masa del fosgeno, de 98.9164 u, por lo que puede ser considerado un candidato.
6.32.
Un globo desinflado y su carga pesan 216 kg. Calcule cuántos metros cúbicos de hidrógeno gaseoso se requieren para inflar lo suficiente el globo para elevarlo desde la cima de una montaña, a −12°C, a una presión de 628 torr. La densidad del aire en la cima de la montaña es 1.11 g/L. Resp.
6.33.
Uno de los métodos para estimar la temperatura en el centro del Sol se basa en la ley de los gases ideales. ¿Cuál es la temperatura calculada si se supone que el centro del Sol está formado por gases cuya masa molar promedio es 2.0, con densidad de 1.4 × 103 kg/m3 y a la presión de 1.3 × 109 atm? Resp.
6.34.
a) 0.68 × 1028 átomos/m3;
b) 4.2 × 1028 átomos/m3;
c) 7.2 × 1028 átomos/m3
Un tanque de 28 L diseñado para almacenar gas comprimido no puede resistir más de 15 atm de presión. a) ¿Qué cantidad de moles de helio puede contener ese tanque a la temperatura normal (0°C)? b) ¿Qué cantidad de moles de helio puede contener el tanque a 140°F (60°C, la temperatura en un vehículo en un día cálido de verano)? Resp.
6.38.
21 atm
Una de las propiedades importantes del hidrógeno como combustible automotriz es su compactibilidad. Compare la cantidad de átomos de hidrógeno, por metro cúbico, disponibles en a) hidrógeno gaseoso a la presión de 14.0 MPa a 300 K; b) hidrógeno líquido a 20 K, con densidad de 70.0 kg/m3; c) el compuesto sólido DyCo3H5, cuya densidad es 8 200 kg/m3 a 300 K, de donde todo el hidrógeno está disponible para la combustión. Resp.
6.37.
3.9 × 1013 moléculas
El esmog fotoquímico contiene NO2, el gas causante de la “niebla café” sobre las ciudades grandes. Este gas puede producir un dímero, dos unidades idénticas enlazadas químicamente, mediante la reacción 2NO2 → N2O4. Si la reacción de 750 g de NO2 se termina por completo hacia la derecha, ¿cuál será la presión en una cámara de 10 L, a 42°C? Resp.
6.36.
2.3 × 107 K
Una cámara experimental de 100 cm3 se selló a una presión de 1.2 × 10−5 torr y 27°C. ¿Cuál es la cantidad de moléculas de gas que quedan en la cámara? Resp.
6.35.
210 m3
a) 19 moles de He a 0°C; b) 12 moles de He a 60°C
Una botella de plástico se diseña para contener 1 litro de bebida carbonatada, pero la presión es el problema. El espacio de aire sobre la bebida es 100 mL y la botella puede resistir 7.5 atm de presión. ¿Cuánto CO2 puede haber en ese espacio, a la temperatura ambiente (25°C), en moles y en gramos? Resp.
0.030 moles o 1.3 g de CO2