Moles y gases
Otra aplicación:
¿Cual es la densidad del helio en condiciones normales?
Se llaman condiciones normales a 0 ºC y 1 atm de presión
Vamos a utilizar la ecuación de los gases:
y por tanto llevan 661. 28,9 = 19100 g = 19,1 kg de aire.
p.V = nRT n= 300.15/283.0,082 = 661 moles
Ya hemos estudiado bastantes sobre los gases y las leyes que gobiernan su comportamiento. Recordemos que:
a) en cualquier gas se cumple que p.V/T permanece constante aunque cambiemos algunas de esas magnitudes.
b) la presión de un gas depende del número de partículas, de la cantidad de sustancia y no del peso de esta.
Por tanto podemos decir que: p.V/T = cte . n
la cte se suele escribir con la letra R, y la expresión anterior queda como:
p.V = n . R . T
El valor de R es el siguiente:
Si las unidades que utilizamos son atmósferas, litros, ºK, y el mol R =0,082 atm.L/mol.ºK
Cuando los gases están muy comprimidos no cumplen exactamente la ley anterior. En química se reserva el nombre de "gas ideal" para los que cumplen la ley anterior.
Esta ley es interesante ya que conociendo la presión, el volumen y la temperatura de un gas podemos calcular la cantidad de sustancia y después la masa.
Por ejemplo. ¿Cuanto pesa el aire contenido en una botella de 1,5L, a 20ºC y 1 atmósfera de presión?
1.1,5 = n . 0,082 . 293 n=0,062 moles de aire. Y como 1 mol de aire pesa de media 28´9g
La masa del aire contenido en la botella será 1,80 g.
Otro ejemplo.
¿Que cantidad de aire en moles y en gramos tienen las botellas de aire comprimido de los buceadores?
Vamos a buscar la presión en Internet y obtenemos 300 atm, el volumen que tienen es 15L y la temperatura de uso 10ºC.
1. V = n . 0,082 . 273 pero el número de moles de Helio se obtiene dividiendo la masa entre la masa molar que es 4 es decir, n= m/4
1. V = m/4 . 22,4 m/V = 1.4/22,4 = 0,18 g/L es por tanto una densidad mucho menor que la del aire que es aproximadamente 1 g/L.
Puedes intentar estos otros ejercicios:
1 ¿Cuál será el valor de R en el sistema Internacional.?
2. ¿Cuál es el volumen de 1 mol de cualquier gas en condiciones normales (p = 1 atm y t = 0 0C)?
3. Dentro de un recipiente de 10 l de volumen hay gas oxígeno (02) a una presión de 1 atm y 27 ºC de temperatura. Calcula la cantidad de sustancia, la masa, el número de moléculas y la densidad del oxígeno que hay en el recipiente.
4. Dentro de un recipiente de 25 l de volumen hay 56,911 g de un gas desconocido a una presión de 2 atm y 20 ºC de temperatura. Calcula la masa molar y la masa molecular de dicha gas.
5. Tenemos dos recipientes, 'A' y 'B', herméticamente cerrados, que contienen dos gases diferentes en las mismas condiciones de presión y temperatura. Sabemos que las masas de los gases de los recipientes 'A' y 'B'son iguales. Además, la masa molar del gas 'A' es el triple de la masa malar del gas 'B'. Deduce: la proporción entre el número de moléculas de los dos recipientes.
En los archivos adjuntos tienes un resumen de la teoría de los gases encontrada en la página web del IES La Magdalena. Avilés.