Este texto propone consejos para calcular el volumen parcial de un gas. Recuerda que el volumen parcial de un gas es el espacio que ocupa un gas dentro de un recipiente, cuando se ejerce sobre él toda la presión de la mezcla de gases.
O calcular el volumen parcial de un gas puede tener en cuenta varias variables, como:
La cantidad de materia en el gas;
La cantidad de materia en la mezcla de gases;
La presión total de la mezcla de gases;
El volumen total de la mezcla de gases;
La fracción en cantidad de materia en el gas;
La temperatura de la mezcla de gases en Kelvin.
Sigue ahora el consejos para calcular el volumen parcial de un gas, en el que utilizamos todas las variables propuestas anteriormente:
→ 1er consejo: fórmulas
Para calcular el volumen total (Vt) de la mezcla de gases, utilice:
Vt = VLA + VB + VC + ...
Para calcular el volumen parcial de un gas a partir del fracción en cantidad de materia de gas (XLA ) y el volumen total (Vt), usar:
VLA = XLA
Vt
Calcular la fracción en cantidad de materia en el gas (X
LA), usamos la relación entre la cantidad de materia en el gas (nLA) y la mezcla (nt):
XLA = NoLA
Nuevo Testamento
Calcular el volumen parcial de un gas a partir de las cantidades de materia en el gas y la mezcla (nt), usar:
VLA= NoLA
Vt Not
Para calcular la cantidad de materia en un gas, simplemente divida la masa por su masa molar (calculado utilizando la fórmula molecular de la sustancia):
NoLA = metroLA
METROLA
Para calcular la cantidad de materia total (nt) de la mezcla, debemos sumar las cantidades de materia de todos los gases:
Not = nLA + nB + nC + ...
Fórmula relativa a la presión parcial (PLA ) y el volumen parcial (VLA ) de un gas:
PAGLA= VLA
PAGt Vt
→ Segundo consejo
Cuando el ejercicio requiere un cálculo de volumen parcial, pero proporciona presiones parciales de los gases de la mezcla:
Un elemento clave que proporcionará el ejercicio, además de las presiones parciales, es el volumen del sistema;
Las presiones parciales proporcionadas deben sumarse para encontrar la presión total del sistema (Pt):
PAGt = PLA + PB + PC
Para determinar el volumen parcial de cada gas en la mezcla, simplemente use la siguiente expresión:
PAGLA= VLA
PAGt Vt
Ejemplo:Una mezcla está formada por los gases CO, O2 es sólo2, en un recipiente cuyo volumen es de 5L. Cada gas contenido en el recipiente tiene la siguiente presión parcial, respectivamente: 0,50 atm, 0,20 atm y 0,30 atm. Calcule los volúmenes parciales de cada uno de los componentes de esta mezcla de gases.
1er paso: Sume las presiones parciales (0,50 atm, 0,20 atm y 0,30 atm) de los tres gases suministrados (CO, O2 es sólo2):
PAGt = PCO + PO2 + PSO2
PAGt = 0,5 + 0,2 + 0,3
PAGt = 1 atm
2do paso: Calcule el volumen parcial de CO usando el volumen total (5L), su presión parcial (0.5 atm) y la presión total (1 atm) en la expresión:
PAGCO = VCO
PAGt Vt
0,5 = VCO
15
1.VCO = 0,5.5
VCO = 2,5 litros
3er paso: Calcule el volumen parcial del O2 usando el volumen total (5L), su presión parcial (0.2 atm) y la presión total (1 atm) en la expresión:
PAGO2= VO2
PAGt Vt
0,2 = VO2
1 5
1.VO2 = 0,2.5
VO2 = 1 L
Paso 4: Calcular el volumen parcial del SO2 usando el volumen total (5L), su presión parcial (0.2 atm) y la presión total (1 atm) en la expresión:
PAGSO2= VSO2
PAGt Vt
0,3 = VSO2
1 5
1.VSO2 = 0,3.5
VSO2 = 1,5 litros
→ 3er consejo
Cálculo del volumen parcial de un gas mediante porcentajes molares:
En este tipo de situación, el ejercicio proporciona la presión total, los porcentajes molares de gases y el volumen total del sistema;
-
Los porcentajes molares dados son las fracciones en cantidad de materia de cada gas. Para usarlos en los cálculos, simplemente divídalos por 100;
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La fórmula indicada para determinar el volumen parcial de gas es la siguiente:
VLA = XLA
Vt
Ejemplo: El aire es una mezcla de gases. Más del 78% de esta mezcla es nitrógeno. El oxígeno representa alrededor del 21%. Argón, 0,9% y dióxido de carbono, 0,03%. El resto está compuesto por otros gases. El volumen ocupado por el oxígeno en esta mezcla, en un ambiente de 10 L, es igual a?
1er paso: transformar el porcentaje de oxígeno gaseoso (O2) en fracción molar dividiendo el valor proporcionado por 100:
XO2 = 21
100
XO2 = 0,21
2do paso: utilizar el volumen total (33,6 L) y la fracción en cantidad de materia del O2 (0.21) en la expresión:
VO2 = XO2
Vt
VO2 = 0,21
10
VO2 = 10. 0,21
VO2 = 2,1 litros
→ Cuarto consejo
Cuando el ejercicio informa volúmenes, temperaturas y presiones de cada gas, entonces dice que se mezclaron y comienzan a ejercer una nueva presión.
En este caso, tenemos el volumen, la presión y la temperatura de cada gas individualmente;
El ejercicio informará la presión que ejerce la mezcla de estos gases a una nueva temperatura;
Calcule el número de moles de cada gas (nLA) a través de su presión, volumen y temperatura (en Kelvin) en la expresión de clapeyron:
PAGLA.VLA = nLA.R.T
Después de calcular el número de moles de cada gas, es necesario sumarlos para determinar el número total de moles (nt):
Not = nLA + nB + ...
Con el número de moles, debemos determinar el volumen total a través de la presión total del recipiente y la temperatura, también en la ecuación de Clapeyron.
PAGt.Vt = nt.R.T
Al final tendremos suficientes datos para calcular el volumen parcial de cada gas (VLA) a través de su número de mol (nLA), número total de moles y volumen total en la siguiente expresión:
VLA = NoLA
Vt Not
Ejemplo:Un volumen de 8.2 L de gas hidrógeno que se encuentra a 227 ° C, ejerciendo una presión de 5 atm y un volumen de 16.4L de gas nitrógeno, a 27 ° C y 6 atm, se transfieren a otro recipiente mantenido a una temperatura constante de -73 ° C. Sabiendo que la mezcla ahora ejerce una presión de 2 atm, calcule el volumen del recipiente y los volúmenes parciales de cada gas. Dado: R = 0.082 atm. Topo-1.K-1
1er paso: calcule el número de moles de cada gas usando volumen, temperatura (en Kelvin; simplemente agregue el valor dado a 273) y presión:
Para gas hidrógeno (H2)
PAGH2.VH2 = nH2RT
5.8.2 = nH2.0,082.500
41 = nH2.41
NoH2 = 41
41
NoH2 = 1 mol
Para gas nitrógeno (N2)
PAGN2.VN2 = nN2RT
6.16.4 = nN2.0,082.300
98,4 = nN2.24,6
NoN2 = 98,4
24,6
NoN2 = 4 mol
2do paso: Determine el número total de moles usando el número de moles de los gases encontrados en el paso 1:
Not = nH2 + nN2
Not = 1 + 4
Not = 5 mol
3er paso: Calcule el volumen del recipiente donde se realizó la mezcla. Para esto, usaremos la suma de los números molares de los gases encontrados en los pasos 1 y 2, la presión total suministrada y la temperatura (-73 OC, que, en Kelvin, es 200) en la siguiente expresión:
PVt = nt.R.T
2.Vt = 5.0,082.200
2.Vt = 82
Vt = 82
2
Vt = 41 litros
Paso 4: Calcule el volumen parcial de cada gas usando el volumen total, la cantidad de moles de cada gas y la cantidad de moles totales:
Para hidrógeno gaseoso:
VH2= NoH2
Vt Not
VH2 = 1
41.5
5. VH2 = 41.1
5.VH2 = 41
VH2 = 41
5
VH2 = 8,2 litros
Para gas nitrógeno:
VN2= NoN2
Vt Not
VN2= 4
41 5
5. VN2 = 41.4
5.VN2 = 164
VN 2 = 164
5
VN2 = 32,8 litros
Por mí. Diogo Lopes Dias
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