Ejercicios de Química que necesito para mi tarea

1.11 Se mezclan 20 gramos de O2 con 50 gramos de N2 y 6 g de H2. Calcular la composición de la mezcla expresada en % peso (w/w), % volumen (v/v), fracción mol y % mol (n/n), y peso molecular promedio (PM).

1.13 Para eliminar el CO2 exhalado por los astronautas en vuelos cortos pueden utilizarse absorbentes químicos. El Li2O es uno de los más eficaces en función de su capacidad de absorción por unidad de peso. Si la reacción es:

Li2O + CO2 (g) -------------> Li2CO3

¿Cuántos litros de CO2 se absorberán por gramo de Li2O en condiciones normales de presión

¿Y temperatura?

11.14 A 18°C y 765 mm, 0.645 litros de un gas pesan 4.42 g. Calcular el peso molecular aproximado del gas.

1 respuesta

Respuesta

a)

Masa total = 20 + 50 + 6 = 76 g

% O2(w/w) = 20 · 100 / 76 =26,3%

% N2(w/w) = 50 · 100 / 76 = 65,8%

% H2(w/w) = 6 · 100 / 76 = 7,9%

b)

El volumen, en idénticas condiciones de P y T, es proporcional al número de moles.

n(O2) = 20 / 32 = 0,625 mol

n(N2) = 50 / 28 = 1,786 mol

n(H2) = 6 / 2 = 3 mol

Número total de moles = 5,411 mol

Por lo dicho antes, cualquier relación entre moles será la misma que entre volúmenes:

1.11

% O2(v/v) = 0,625 · 100 / 5,411 = 11,55%

% N2(v/v) = 1,786 · 100 / 5,411 = 33,01%

% H2(v/v) = 3 · 100 / 5,411 = 55,44%

c)

Las fracciones molares son

x(O2) = 0,625 / 5,411 = 0,1155

Etc. Las fracciones molares son los tantos por 1 en moles, es decir, los tantos por cien de moles divididos entre 100.

Los tantos por ciento en moles son los mismos que en volúmenes por lo dicho antes.

d) La masa molecular promedio es

(32 · 26,3 + 28 · 65,8 + 2 · 7,9) / 100 = 27,0

Número de moles correspondientes a 1 g de Li2O (masa molar = 29,9 g/mol):

n = 1 / 29,9 = 3,34 · 10^(-2) mol

Li2O + CO2   --->   Li2CO3

Como se ve, la estequiometría de la reacción es: por cada mol de Li2O se consume un mol de CO2, luego en nuestra reacción se consumirán los mismos moles de CO2 que los moles que tenemos de Li2O:

n = 3,34 · 10^(-2) mol de CO2

Estos moles de CO2 ocupan, en condiciones normales de presión y temperatura (273 K y 1 atm) un volumen dado por

P · V = n  · R · T

1 · V = 3,34 · 10^(-2) · 0,082 · 273

V = 0,75 L de CO2

P · V = n · R · T

La presión en atm vale

P = 765 / 760 = 1,01 atm

T = 18 + 273 = 291 K

1,01 · 0,645 = n · 0,082 · 291

n = 2,73 · 10^(-2)

El número de moles es la masa dividida entre la masa molar, así que

2,73 · 10^(-2) = 4,42 / M

M = 161,9 g/mol

Con lo que la masa molecular será 161,9.

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