Un tanque de 75 x 103 L a 27ºC y 30 atm de presión, almacena el gas acetileno (C2H2) . Determinar : a) El volumen del tanque que almacenaría la misma cantidad de gas a condiciones normales. b)¿Qué masa de acetileno, en kg, contiene el recipiente (a)? Dato = 0,082 L-atm/molg K . DATOS : p.a, C=12 ;H=1 ; R = 0.082 L-atm/molgK°

Juan Rodrigo 5 respuestas
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Javier Hernández Obregón
Primeramente hay que hacer la salvedad que debemos asumir comportamiento ideal del gas acetileno. Usamos la ecuación del gas ideal pV=nRT convertimos la temperatura en °C a temperatura absoluta K (27°C + 273.15)= 300.15 K Calculamos la masa molecular del acetileno (2*M(C)+ 2*M(H)= 26 g/mol) b) Despejamos la ecuación del gas ideal n=(pV)/(RT) = (30 atm*75x10^3L)/(0,082 L atm/mol K * 300.15 K)= 91417.7 mol m= M*n= 91417.7 mol * 26g/mol = 2376860.35 gramos = 2377 kg a) a) Como la misma cantidad de gas es la que tendríamos en condiciones normales (0°C y 1 atm) entonces volvemos a utilizar la ecuación del gas ideal pV=nRT 0°C=273.15 K V=(nRT)/p = (91417.7mol*0,082 L atm/mol K *273.15 K) / 1 atm = 2047601.07 L Saludos, recuerda que mejor es entender más que cumplir
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Vicente Nicolás Rodríguez Arias
Juan Rodrigo, espero que estés bien. En orden de pasos:___1) Determinar los mol del gas en las condiciones del problema, despejando de la ecuación de estado de un gas ideal PV=nRT. Así, tendríamos n=(PV)/(RT). **Convertir °C->K **. Nos quedaría: n=(30atm*75x10^3L)/(0.082atmL/molK*(27°C+273) = 91463 mol. __2) Determinar el Volumen que puede contener esos mol, pero en condiciones normales (P=1atm y T=273K). Así, tendríamos V=(nRT)/P=(91463 mol*0.082atmL/molK*273K)/(1atm)=2047491 L. con esto responderíamos a). __3) Luego, para convertir mol (n) en masa (m), debemos hacer uso de la fórmula n=m/M, con M:Masa molar. ¿Cómo determinar la Masa molar del C2H2? Sumando lo que contiene: 2átC + 2átH = 2*p.a(C)+2*p.a.(H)=2*12+2*1=26 g/mol. Por lo tanto, y como en el paso 1) ya tenemos los mol, calculamos: __m=n*M=91463 mol*26g/mol=2378038 g. ___4)Finalmente, los gramos se pasan a kilogramo, sabiendo que 1kg=1000g=2378038g/10000g/kg=2378kg. ___ATTE Vicente.
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Noel Pérez Alegre
Tenés que usar la ecuación gral de los gases: P*V=n*R*T para calcular n (el número de moles, luego utilizarla otra vez con la Tº 273K y la Presión: 1 atm para calcular el volumen que ocupa. Para la segunda pregunta como sabés M (la masa molar 26 g/mol) calculás con los moles que sacaste la masa de gas haciendo una regla de tre simple.
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Enrique Lisbona Cortés
Profesor Verificado
Hola Juan Rodrigo. Veo un error muy importante en el enunciado. En primer lugar los litros son una unidad de volumen, y las unidades de volumen son unidades cúbicas. En el enunciado solo veo dos dimensiones, lo que lleva a unidades cuadradas, por lo que no se puede determinar el volumen del tanque si solo das alto y ancho, falta profundidad. Una vez se subsane ese error, para realizar el ejercicio basta con aplicar la ley de los gases ideales P(presión)V(volumen) = n(nº moles)R(cte)T(Kelvin). Necesitarías para ello la temperatura a la que está el tanque, que te permitiría saber los moles iniciales de gas acetileno (esos moles luego te permitirían, multiplicados por el peso molecular del acetileno, saber la masa de acetileno que contiene el tanque). Para saber el volumen del tanque, una vez tienes los moles, sustituyes en la ecuación de los gases ideales aplicando condiciones normales (273K, 1atm).
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Hola Juan Rodrigo. Considerando el gas acetilano como un gas ideal sabemos que P*V=n*R*T. A las condiciones de presión y temperatura que te da el ejercicio en su enunciado (P1=30 atm y T1=300.15), el gas ocupa ese volumen que te dan (V1=75*10^3 l). En el apartado a) te preguntan qué volumen tendría que tener un tanque para contener la misma cantidad de gas (número de moles gas, n, el mismo por lo tanto) para estar en condiciones normales (a una temperatura de 0 ºC o equivalentemente de T2=273.15 K y a una presión de P2=1 atm). Aplicando la ley de los gases ideales sabes que para cada situación (la del tanque 1, el de volumen conocido yla del tanque 2, el del volumen a averigüar): V2=n*R*T2/P2 y que V1=n*R*T1/P1. Dividiendo la primera ecuación entre la segunda llegas a que V2/V1=(T2*P1)/(T1*P2). Despejando V2 tienes que V2=(V1*T2*P1)/(T1*P2). Por tanto, sustituyendo valores: V2=(75*10* 3*273.15*30)/(300.15*1)=2047601 l. En el apartado b) te piden la masa de acetileno correspondiente. De la ecuación de los gases ideales tienes que el número de moles del acetileno es n=(P*V)/(R*T). Por otra parte, el número de moles de una sustancia (n) se relaciona con la masa de esta (m) y su masa molar (M) de la siguiente forma: n=m/M. Sustituyendo esta relación en la ecuación de los gases ideales tienes que la masa del gas vendrá dada por: m=(M*P*V)/(R*T). Como el número de moles es el mismo en cada situación (tanto en el tanque que te describen en el enunciado como en el tanque en que acabas de calcular el volumen) puedes usar indiferentemente los valores de presión, volumen y temperatura de uno u otro. La masa molar del acetileno la obtienes atendiendo a su fórmula, que te indica que su molécula se compone de dos átomos de carbono (C=12 u) y dos de hidrógeno (H=1 u). Por tanto, M=12*2+1*2=26g/mol. Sustituyendo entonces ya todos los valores en la ecuación de los gases ideales (tomo por ejemplo los valores del tanque del enunciado): m=(26*30*75*10^3)/(0.082*300.15)=2376860.35 g. Expresado en Kg te da una masa de m=2376.86 Kg.
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Juan Rodrigo
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