CANTABRIA / JUNIO 99. LOGSE / QUÍMICA / ESTEQUIOMETRIA / OPCIÓN I / PROBLEMA 1 Problema 1.- En un recipiente cerrado y vacío de 20 litros se introducen 0,3 gramos de etano, 2,9 gramos de butano y 16 gramos de oxígeno. Se produce la combustión a 225º C. Calcular: a)El volumen de aire, en condiciones normales, que sería necesario para tener los 16 gramos de oxígeno. b)La presión total y las presiones parciales en la mezcla gaseosa final. c)La densidad de la mezcla gaseosa final. Datos: Masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16. R = 0,082 atm · L / mol · K. Composición volumétrica del aire: 20% de oxígeno; 80% de nitrógeno. Solución: a) Los 16 gramos de oxígeno , es decir 0,5 moles ocupan en condiciones normales 11,2 litros. Al haber en la composición volumétrica del aire un 20% de O el volumen de aire necesario para obtener esta cantidad de O2 es: x = 11,2 · 100 / 20 = 56 L de aire b) Las reacciones de combustión de los dos hidrocarburos son: C2H6 + 7/2 O2 à 2 CO2 + 3 H2O C4H10 + 13/2 O2 à 4 CO2 + 5 H2O Calculando los moles de cada compuesto según las ecuaciones anteriores se obtiene el número de moles de agua, dióxido de carbono y oxígeno sobrante. M(C2H6) = 30 M(C4H10) = 58 n = 0,3 / 30 = 0,01 moles de C2H6 n´ = 2,9 / 58 = 0,05 moles de C4H10 Moles de oxígeno necesarios: (0,01 · 7/2) + (0,05 · 13/2) = 0,36 mol Exceso de O2 : 0,5 – 0,36 = 0,14 mol moles de CO2 obtenidos: (0,01 · 2) + (0,05 · 4) = 0,22 moles moles de H2O obtenidos: (0,01 · 3) + (0,05 · 5) = 0,28 moles Moles totales : nT = 0,14 + 0,22 + 0,28 = 0,64 Los cuales se hallan a una presión de: P·V=n·R·T P · 20 = 0,64 · 0,082 · (273 + 225) www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM P = 1,31 atm CANTABRIA / JUNIO 99. LOGSE / QUÍMICA / ESTEQUIOMETRIA / OPCIÓN I / PROBLEMA 1 Aplicando la Ley de Dalton y utilizando la ecuación anterior de los gases perfectos, se calcula las presión parcial de cada gas: P O2 = 0,286 atm P H2O = 0,573 atm P CO2 = 0,451 atm c) La densidad se define como d = m / V, por lo tanto la densidad de la mezcla será: m = (0,14 · 32) + ( 0,22 · 44) + (0,28 · 18) = 19,2 g d = 19,2 / 20 = 0,96 g/L www.profes.net es un servicio gratuito de Ediciones SM