PROBLEMA TIPO CONCENTRACIÓN MEZCLA DE GASES

Se mezclan en un recipiente 20 gramos de nitrógeno con 30 gramos de oxígeno alcanzando a 270ºC una presión de 700 mm. Calcular:

  1. La densidad de la mezcla
  2. La concentración de cada gas en % en peso
  3. Las fracciones molares de cada gas
  4. Las presiones parciales de cada gas

Masas atómicas: N = 14 , O = 16

SOLUCIÓN

  1. La densidad de la mezcla son los gramos de mezcla por litro de mezcla (no confundir con la concentración en gramos de un gas por litro de mezcla)
  2. Moles N2 = 20/28 =0,7142
    Moles O2 = 30/32 = 0,9375
    Moles mezcla = 1,6517

    Presión en atmósferas = 700/760 = 0,921
    PV = nRT è Volumen mezcla = nRT/P = 1,6517·0,082·(273+270)/0,921 = 79,852 litros

    Densidad mezcla = 50 g/ 79,852 l = 0,626 gramos mezcla/litro mezcla

  3. El % en peso de un gas son los gramos de gas por cada 100 de mezcla
  4. % en peso de N2 = 20/50 · 100 = 40 %
    % en peso de O2 = 30/50 · 100 = 60 %

  5. La fracción molar de un gas es moles gas/moles totales
  6. Fracción molar N2 = 0,7142/1,6517 = 0,4324
    Fracción molar O2 = 0,9375/1,6517 = 0,5676

  7. Presión parcial de un gas en la mezcla es lo que contribuye a la presión total. Se calcula

Pi = Fracción molar·Presión total ; o bien Pi = niRT/V

Presión parcial N2 = 0,4324 · 700 = 302,68 mm
Presión parcial O2 = 0,5676 · 700 = 397,32 mm

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