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Presiones parciales

Wednesday, February 17th, 2010

En un recipiente de 5L se introduce una mezcla de 4 gases ideales en condiciones estándar. La mezcla está constituida por 14g de oxígeno, 20g de nitrógeno, 5 gramos de hidrógeno y 32g de dióxido de carbono. Calcula las presiones paraciales de cada gas y la presión total del recipiente.
Datos: R=0,082atm.L/K.mol; O=16; H=1; N=14; C=12

Solución

La presión total será la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases.
La presión parcial se define como la presión que ejercería el gas en las mismas condiciones si estuviera sólo en el mismo recipiente.
Podemos calcular la presión parcial a partir de la ecuación de los gases ideales o a partir de la fracción molar.

Pgas=ngasRT/V=Χgas.PTOT
Χgas=ngas/ntotales

Lo primero que debemos hacer es calcular los moles de cada una de las sustancias gaseosas que tenemos. Para ello debemos calcular sus pesos moleculares pues n=m/PM
PM(O2)=16.2=32g → n(O2)=14/32=0,44moles
PM(H2)=1.2=2g → n(H2)=5/2=2,5moles
PM(N2)=14.2=28g → n(N2)=20/14=1,43moles
PM(CO2)= 12 + 16.2=44g → n(CO2)=32/44=0,73moles

P(O2)=n(O2)RT/V=0,44. 0,082.298/5 = 2,15atm
P(H2)=n(H2)RT/V=2,5. 0,082.298/5 = 12,22atm
P(N2)=n(N2)RT/V=1,43. 0,082.298/5 = 6,99atm
P(CO2)=n(CO2)RT/V=0,73. 0,082.298/5 = 3,57atm

PTOT=P(O2)+P(H2)+P(N2)+P(CO2)=2,15+12,22+6,99+3,57=24,93atm


Ley de Proust y Ley de Dalton

Thursday, January 14th, 2010

Dadas las siguientes muestras determina si se trata de uno o de varios gases. ¿Qué leyes estás utilizando? Si hay varios gases, demuestra que se verifica para ellos la ley de Dalton.

X (g) Y (g)
19,782 2,667
23,738 6,400
12,438 3,352
20,001 2,696

Solución

Para saber si se trata de uno o varios compuestos, aplicamos la ley de Proust que dice: “cuando dos o más elementos reaccionan para dar lugar al mismo compuesto, lo hacen siempre en la misma proporción.”

X (g) Y (g) X/Y
19,782 2,667 19,787/2,667=7,419
23,738 6,400 23,738/6,400=3,709
12,438 3,352 12,438/3,352=3,711
20,001 2,696 20,001/2,696=7,419

La proporción en la que reaccionan los elementos en el primer experimento coincide con la del 4º y la del 2º con el 3º, de modo que tenemos 2 compuestos distintos.

Puesto que tenemos 2 gases distintos, verificamos la ley de Dalton que dice: ” dos o más elementos pueden reaccionar en diferentes proporciones. En ese caso, si tomamos una cantidad fija de uno de ellos y comparamos las cantidades variables del otro elemento que se combinan con la cantidad fija del primero para dar lugar a los diferentes compuestos, estas cantidades variables se encuentran en una relación de números enteros sencillos.”
Por ejemplo, fijamos la cantidad de Y=1g

Para el primer compuesto
si 2,667g de Y se combinan con 19,782g de X
1g de Y se combina con 7,419g de X

Para el segundo compuesto
si 3,352g de Y se combinan con 12,438g de X
1g de Y se combina con 3,711g de X

Comparamos las cantidades variables de X:
7,419/3,711=2/1 → relación de números enteros sencillos