Volumen de gas seco que es recogido sobre agua (4977)

, por F_y_Q

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Una muestra de 250 mL de nitrógeno se recoje sobre agua a 15 ^oC, a una presión de 745 mm Hg. ¿Cuál es el volumen de la muestra seca en condiciones normales?

Considera que la presión del vapor del agua a 15 ^oC es 12.8 mm Hg.

P.-S.

La resolución del ejercicio la vamos a dividir en dos partes. En la primera vamos a calcular los moles de nitrógeno seco que están contenidos en el volumen de 250 mL y en la segunda calcularemos el volumen de ese nitrógeno en condiciones normales.

Primera parte.

La presión que corresponde al nitrógeno seco es la diferencia entre la presión medida y la presión del vapor de agua. La conviertes en atmósferas:

P_{\ce{N2}} = (745 - 12.8)\ \cancel{mm\ Hg}\cdot \frac{1\ atm}{760\ \cancel{mm\ Hg}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 0.963\ atm}

Ahora, a partir de la ecuación de los gases ideales, puedes despejar los moles de nitrógeno que corresponden al volumen medido:

PV = nRT\ \to\ n_{\ce{N2}} = \frac{P_{\ce{N2}}\cdot V}{RT} = \frac{0.963\ \cancel{atm}\cdot 0.25\ \cancel{L}}{0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot \cancel{L}}{\cancel{K}\cdot mol}\cdot 288\ \cancel{K}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{10^{-2}}\ \textbf{\ce{mol\ N2}}}}}

Segunda parte.

Si aplicas la definición de volumen molar de un gas, un mol de cualquier gas en condiciones normales de P y T ocupa un volumen de 22.4 L:

10^{-2}\ mol\ N_2\cdot \frac{22,4\ L}{1\ mol} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{0.224\ L\equiv} \textbf{224\ \ce{mL\ N2}}}}