5.1
5.188 Una muestra de amoniaco gaseoso ejerce una presión de 5.3 atm a 46ºC. ¿Cuál es laUna muestra de amoniaco gaseoso ejerce una presión de 5.3 atm a 46ºC. ¿Cuál es la presión cuando el volumen del gas se reduce a una décima parte (.!" de su valor inicial
presión cuando el volumen del gas se reduce a una décima parte (.!" de su valor inicial
a la misma temperatura#
a la misma temperatura#
5.20
5.20Una muestra de aire ocupa un volumen de 3.$ % cuando la presión es de !.& atm.Una muestra de aire ocupa un volumen de 3.$ % cuando la presión es de !.& atm. aa" ¿'ué" ¿'ué volumen ocupar
volumen ocupara a a a 6.6 atm#6.6 atm# bb" ¿Cuál es la presión re)uerida para comprimirlo a .*5 %# (%a" ¿Cuál es la presión re)uerida para comprimirlo a .*5 %# (%a
temperatura se mantiene constante."
5.22
5.22 +n condiciones de presión constante, una muestra de -idrógeno gaseoso con un volumen+n condiciones de presión constante, una muestra de -idrógeno gaseoso con un volumen inicial de .6 % a $$ºC se en/ra -asta )ue su volumen /inal es de 3.4 %. ¿Cuál es su
inicial de .6 % a $$ºC se en/ra -asta )ue su volumen /inal es de 3.4 %. ¿Cuál es su
t
5.24 +l cloro 0 el /l1or moleculares se com2inan para /ormar un producto gaseoso. +n las mismas condiciones de presión 0 temperatura se encuentra )ue un volumen de Cl &reacciona
con tres vol1menes de ¶ o2tener dos vol1menes del producto. ¿Cuál es la /órmula del
producto#
5.28 ¿or )ué la densidad de un gas es muc-o menor )ue la de un l)uido o un sólido en condiciones atmos/éricas# ¿'ué unidades se usan normalmente para epresar la densidad de los gases#
5.30 ado )ue 6. moles del gas monóido de car2ono están presentes en un recipiente con un volumen de 3.4 %, ¿cuál es la presión del gas (en atm" si la temperatura es de 6&ºC#
5.32Cierta cantidad de un gas está contenido en un recipiente de vidrio a &5ºC 0 a una presión de .$ atm. 7uponga )ue el recipiente soporta una presión máima de &. atm. ¿Cuánto se puede elevar la temperatura del gas sin )ue se rompa el recipiente#
5.34 %a temperatura de &.5 % de un gas, inicialmente a 8+, se eleva a &5ºC a volumen constante. Calcule la presión /inal del gas en atm. 5.3* %a presión de 6. % de un gas ideal en un recipiente /lei2le se reduce a un tercio de su presión original, 0 su temperatura a2soluta disminu0e a la mitad. ¿Cuál es el volumen /inal del gas#
5.36 Un gas li2erado durante la /ermentación de glucosa (en la manu/actura de vino" tiene un volumen de .*$ % a &.!ºC 0 !. atm. ¿Cuál es el volumen del gas a la temperatura de /ermentación de 36.5ºC 0 !. atm de presión#
5.40 +l -ielo seco es dióido de car2ono sólido. Una muestra de .5 g de -ielo seco se coloca en un recipiente vaco )ue tiene un volumen de 4.6 % a 3ºC. Calcule la presión interior del recipiente después de )ue todo el -ielo seco se -a convertido en C9&gaseoso.
5.42 : *4! torr 0 44ºC, *.! g de un gas ocupan un volumen de 5.4 %. ¿Cuál es la masa molar del gas#
5.447uponiendo )ue el aire contiene *$; de <&, &!; de 9&0 !; de :r, todos en volumen,
5.46Calcule la densidad del 2romuro de -idrógeno (=>r" gaseoso en gramos por litro a *33 mm=g 0 46ºC.
5.48 Un compuesto tiene la /órmula emprica 74. : &ºC, .! g del compuesto gaseoso ocupan un volumen de &&.! m% 0 ejercen una presión de !.& atm. ¿Cuál es la /órmula
molecular del gas#
5.50 Una cantidad de .&&5 g de un metal ? (masa molar @ &*. gAmol" li2eró .33 % de -idrógeno molecular (medido a !*ºC 0 *4! mm=g" al reaccionar con un eceso de ácido clor-drico. eduBca a partir de estos datos la ecuación correspondiente 0 escri2a las /órmulas del óido 0 del sul/ato de ?.
5.52 :l disolver 3. g de una muestra impura de car2onato de calcio en ácido clor-drico se /ormaron .656 % de dióido de car2ono (medido a &.ºC 0 *& mm=g". Calcule el porcentaje en masa del car2onato de calcio en la muestra. lantee las suposiciones.
5.54 +l etanol (C&=59=" se )uema en el aire C& =5 9=(l" D 9&(g" E C9&(g" =&9(l"
)ue se re)uieren para )uemar &&* g de etanol. 7uponga )ue el aire contiene &!.; de 9 &en
volumen.
5.56 Una muestra de aire sólo contiene nitrógeno 0 ogeno gaseosos, cu0as presiones parciales son de .$ atm 0 .& atm, respectivamente. Calcule la presión total 0 las /racciones molares de los gases.
<& .$ 9&.&
5.58Un matraB de &.5 % a !5ºC contiene una meBcla de <&, =e 0 <e a presiones parciales de
.3& atm para <&, .!5 atm para =e 0 .4& atm para <e. a" Calcule la presión total de la
meBcla. b" Calcule el volumen en litros a 8+ )ue ocuparán el =e 0 el <e si el <&se elimina
5.60 Una meBcla de -elio 0 neón gaseosos se recolectó so2re agua a &$.ºC 0 *45 mm=g. 7i la presión parcial del -elio es de 36$ mm=g, ¿cuál es la presión parcial del neón# (%a presión de vapor de agua a &$ºC @ &$.3 mm=g."
5.62 Una muestra de Binc metálico reacciona completamente con un eceso de ácido clor-drico
Fn(s" D &=Cl(ac" E FnCl&(ac" D =&(g"
+l -idrógeno gaseoso generado se recoge so2re agua a &5.ºC por medio de un dispositivo semejante al )ue se muestra en la /igura 5.!5. +l volumen del gas es de *.$ % 0 la presión es de .$ atm. Calcule la cantidad de Binc metálico (en gramos" consumido en la reacción (presión de vapor de agua a &5ºC @ &3.$ mm=g".
5.64Una muestra de amoniaco gaseoso (<=3" se descompone completamente en nitrógeno e
-idrógeno gaseosos so2re lec-o de -ierro caliente. 7i la presión total es de $66 mm=g calcule las presiones parciales de <&0 =&.
5.72 %a temperatura en la estratos/era es de G&3ºC. Calcule las races de la rapideB cuadrática media de las moléculas de <&, 9&0 93en esta región.
+strategia ara calcular la velocidad de la raB cuadrada de la media , usamos la
ecuación ( 5.!6 " del teto . ¿'ué unidades de2eran utiliBamos para H 0 ? por lo )ue
los Urms se epresarán en unidades de m A s .
7olución ara calcular Urms , las unidades de H de2en ser $.3!4 I A mol
⋅
J , 0 por)ue
! I @ ! Kg
⋅
m& A s& , las unidades de la masa molar de2e ser Kg A mol.
5.74 : cierta temperatura, las velocidades de seis moléculas gaseosas en un recipiente son de &. mAs, &.& mAs, &.6 mAs, &.* mAs, 3.3 mAs 0 3.5 mAs. Calcule la raB de la rapideB cuadrática media 0 la rapideB promedio de las moléculas. +stos dos valores promedio están mu0 cercanos, pero el valor de la raB de la rapideB cuadrática media siempre es ma0or. ¿or )ué#
5.80 : &*ºC, !. moles de un gas contenido en un recipiente de !.5 % ejercen una presión de !3 atm, ¿es éste un gas ideal#
5.82 +n las mismas condiciones de temperatura 0 presión, ¿cuál de los siguientes gases se comportará más idealmente <e, <&o C=4# +pli)ue.
Cuando a 0 2 son cero, la ecuación de van der Laals se convierte simplemente en la
ecuación del gas ideal. +n otras pala2ras, un gas ideal tiene cero para los valores de a
0 2 de la ecuación de van der Laals . or lo tanto, es lógico )ue el gas con los valores
más pe)ueMos de a 0 2 se comporta más como un gas ideal en un conjunto espec/ico
de condiciones de presión 0 temperatura. e las opciones dadas en el pro2lema, el
gas con los valores de a 0 2 es más pe)ueMos <e.
5.84%a /órmula emprica de un compuesto es C=. : &ºC, .!45 g de este compuesto ocupan un volumen de *.& m% a una presión de .*4 atm. ¿Cuál es la /órmula molecular del compuesto#
5.86 +l porcentaje en masa de 2icar2onato (=C93 G" en una ta2leta de :lKaN7eltBer es de
3&.5;. Calcule el volumen (en m%" de C9& generado a 3*OC 0 !. atm cuando una persona
ingiere una ta2leta de 3.& g. ( Sugerencia: %a reacción ocurre entre el =C9 G30 el =Cl del
5.88 +n el proceso metal1rgico de re/inamiento de n)uel, el metal primero se com2ina con monóido de car2ono para /ormar tetracar2onilo n)uel, el cual es un gas a 43ºC
<i(s" D 4C9(g" E <i(C9"4(g"
+sta reacción separa el n)uel de otras impureBas sólidas.
a" : partir de $6.4 g de <i, calcule la presión de <i(C9" 4en un recipiente con un volumen de
4. %. (7uponga )ue la reacción anterior es completa." b" : temperaturas por arri2a de 43ºC, la presión del gas aumenta muc-o más rápido )ue lo )ue predice la ecuación del gas ideal. +pli)ue.
5.90 Una persona adulta sana e-ala alrededor de 5. P !& m% de una meBcla gaseosa en
cada respiración. Calcule el n1mero de moléculas presentes en este volumen a 3*ºC 0 !.! atm. +numere los componentes principales de esta meBcla gaseosa.
5.92 Un 2arómetro )ue tiene un área de sección transversal de !. cm&, a nivel del mar mide
una presión de *6. cm de mercurio. %a presión ejercida por esta columna de mercurio es igual a la )ue ejerce todo el aire en ! cm&de la super/icie de la 8ierra. 7i la densidad del mercurio es
de !3.6 gAm% 0 el radio promedio de la 8ierra es de 6 3*! Km, calcule la masa total de la atmós/era de la 8ierra en Kilogramos. ( Sugerencia: +l área super/icial de una es/era es 4 πr &,
donde r es el radio de la es/era."
5.94 +l volumen de una muestra de =Cl gaseoso puro /ue de !$ m% a &5ºC 0 !$ mm=g. 7e disolvió completamente en unos 6 m% de agua 0 se valoró con una disolución de <a9=. 7e re)uirieron !5.* m% de esta disolución para neutraliBar el =Cl. Calcule la molaridad de la disolución de <a9=.
5.96 Considere el siguiente aparato. Calcule las presiones parciales de -elio 0 de neón después de a2rir la válvula. %a temperatura permanece constante a !6ºC.
5.100 Cierto -idrato tiene la /órmula ?g794Q x =&9. 7e calienta en un -orno una cantidad de
54.& g del compuesto con el /in de secarlo. Calcule x si el vapor generado ejerce una presión de &4.$ atm en un recipiente de &. % a !&ºC.
5.102 +l siguiente aparato se utiliBa para medir la rapideB atómica 0 molecular. 7uponga )ue un -aB de átomos de un metal se dirige -acia un cilindro rotatorio al vaco. Un pe)ueMo ori/icio en el cilindro permite )ue los átomos -agan colisión en el área 2lanco. Como el cilindro está girando, los átomos )ue viajan a distintas velocidades c-ocarán en di/erentes posiciones del 2lanco. Con el tiempo se depositará una capa del metal en el área 2lanco, 0 la variación en su espesor corresponderá a la distri2ución de rapideB de ?aRell. +n un eperimento se encontró )ue a $5ºC, algunos átomos de 2ismuto (>i" c-ocaron en el 2lanco en un punto situado a &.$ cm de la manc-a opuesta a la a2ertura. +l diámetro del cilindro es de !5. cm 0 gira a !3 revoluciones por segundo. a" Calcule la rapideB (mAs" a la cual se mueve el 2lanco. (Sugerencia: %a circun/erencia de un crculo está dada por & πr , donde r es el radio." b" Calcule el tiempo (en segundos" )ue toma al 2lanco viajar &.$ cm. c " etermine la rapideB de los átomos de >i. Compare los resultados del inciso c " con los o2tenidos para la ur ms del >i a
5.104 +l ogeno comprimido se vende en el comercio en cilindros metálicos. 7i un cilindro de !& % se llena con ogeno a una presión de !3& atm a &&ºC, ¿cuál es la masa (en gramos" de
9&presente# ¿Cuántos litros de este gas a !. atm 0 &&ºC producira el cilindro# (7uponga un
comportamiento ideal del gas."
5.1067e sa2e )ue el etileno gaseoso (C&=4" )ue despiden las /rutas es el responsa2le de )ue
maduren. Con esta in/ormación, epli)ue por )ué una penca de plátanos madura más rápido en una 2olsa de papel cerrada )ue en un /rutero.
%a /ruta madura más rápidamente de2ido a )ue la cantidad (presión parcial" de gas de etileno dentro de la 2olsa aumenta.
: medida )ue la pluma se utiliBa disminu0e la cantidad de tinta, lo )ue aumenta el volumen dentro de la pluma. Como el volumen aumenta, la presión dentro de las disminuciones de la pluma. 7e necesita el agujero para igualar la presión como el volumen dentro de los aumentos de la pluma.
5.110 +l óido nitroso (<&9" se puede o2tener por la descomposición térmica del nitrato de amonio (<=4<93". a" +scri2a una ecuación 2alanceada de la reacción. b" +n cierto
eperimento, un estudiante o2tiene .34 % de gas a *!$ mm=g 0 &4ºC. 7i el gas pesa .5$ g, calcule el valor de la constante de los gases.
5.112¿Cuál de las siguientes moléculas tiene el ma0or valor de a C=4, &, C6=6o <e#
+l valor de SaS indica la intensidad con moléculas de un tipo dado de gas se atraen entre antera. C6=6 tiene la ma0ores atractivos intermoleculares de2ido a su ma0or tamaMo en comparación con las otras opciones. or lo tanto, tiene un valor TaS más grande.
5.114+n !5, un -om2re se as/iió cuando camina2a por una mina a2andonada en nglaterra. +n ese momento -u2o una cada 2rusca de la presión atmos/érica de2ido a un cam2io climático. 7ugiera cuál pudo ser la causa de la muerte.
%os gases del interior de la mina eran una meBcla de dióido de car2ono, monóido de car2ono, metano 0 otros perjudiciales compuestos. %a 2aja presión atmos/érica causada los gases sean epulsados de la mina (los gases en la mina /ueron a una presión más alta" , 0 el -om2re so/ocado .
5.116 a" ¿'ué volumen de aire a !. atm 0 &&ºC se necesita para llenar un neumático de 2icicleta de .$ % a una presión de 5. atm a la misma temperatura# (92serve )ue 5. atm es la presión manométrica, )ue es la di/erencia entre la presión en el neumático 0 la presión atmos/érica. %a presión del neumático antes de in/larlo era de !. atm." b"¿Cuál es la presión total en el neumático cuando el manómetro marca 5. atm# c " +l neumático se in/la llenando el cilindro de una 2om2a manual con aire a !. atm 0 luego, por compresión del gas en el cilindro, se agrega todo el aire de la 2om2a al aire en el neumático. 7i el volumen de la 2om2a es 33; del volumen del neumático, ¿cuál es la presión manométrica en el neumático después de tres 2om2eos completos# 7uponga )ue la temperatura es constante.
5.118+l espacio interestelar contiene principalmente átomos de -idrógeno a una concentración aproimada de ! átomoAcm3. a" Calcule la presión de los átomos de =. b" Calcule el volumen
(en litros" )ue contiene !. g de átomos de =. %a temperatura es de 3 J.
5.120 %a -umedad relativa se de/ine como la relación (epresada como porcentaje" entre la presión parcial del vapor de agua en el aire 0 la presión del vapor en e)uili2rio (vea la ta2la 5.3" a una temperatura dada. +n un da de verano en Carolina del <orte, la presión parcial del vapor de agua en el aire es de 3. P !3a a 3ºC. Calcule la -umedad relativa.
