Mezclas de Gases: Propiedades y Leyes, Exámenes selectividad de Mecánica

¡Descarga Mezclas de Gases: Propiedades y Leyes y más Exámenes selectividad en PDF de Mecánica solo en Docsity! MEZCLAS DE GASES MEA... POLITÉCNICA NACIONAL ¿Qué es una mezcla de gases? • El estudio de las mezclas gaseosas es importante por cuanto muchas sustancias gaseosas son en realidad una mezcla de gases, por ejemplo: • El aire, es una mezcla de Nitrógeno 78% en volumen, Oxígeno 21% y otros gases 1%. Ley de las presiones parciales o de Dalton: • Presión parcial 𝑃𝑖 se define como la presión que presentaría cada gas si ocupara el volumen total de la mezcla, a la misma temperatura T. 𝑃𝑖 = 𝑛𝑖 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 𝑉 (T, V corresponden a la temperatura y volumen de la mezcla) Ley de las presiones parciales o de Dalton: • Si PT es la presión total de la mezcla, para una mezcla de varios componentes 𝑃𝑇 = 𝑛𝑇 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 𝑉 𝑛𝑇 = 𝑛1 + 𝑛2 + 𝑛3 +⋯ 𝑃𝑇 = 𝑛1 𝑅 ∙ 𝑇 𝑉 + 𝑛2 𝑅 ∙ 𝑇 𝑉 + 𝑛3 𝑅 ∙ 𝑇 𝑉 +⋯ 𝑃𝑇 = 𝑃1 + 𝑃2 + 𝑃3 +⋯ Fracción molar, en mezclas gaseosas • Fracción molar en una mezcla de gases (yi) • Al dividir la presión parcial para la presión total, tendremos • Donde 𝑦i es la fracción molar del componente en la mezcla, • La presión parcial de cada gas es 𝑦𝑖 = 𝑛𝑖 𝑛𝑇 𝑛𝑖 = 𝑃𝑖 ∙ 𝑉 𝑅 ∙ 𝑇 𝑦𝑖 = 𝑛𝑖 𝑛𝑇 = 𝑃𝑖 ∙ 𝑉 𝑅 ∙ 𝑇 𝑃𝑇 ∙ 𝑉 𝑅 ∙ 𝑇 = 𝑃𝑖 𝑃𝑇 𝑃𝑖 = 𝑦𝑖 ∙ 𝑃𝑇 Peso molecular de una mezcla de gases • El peso molecular o masa molar promedio de una mezcla de gases es el promedio ponderado de los pesos moleculares de los gases que participan en la mezcla, el producto de los pesos moleculares por sus fracciones molares 𝑃𝑀𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 = 𝑦1 ∙ 𝑃𝑀1 + 𝑦2 ∙ 𝑃𝑀2 + 𝑦3 ∙ 𝑃𝑀3 Ejercicio: 24. La composición volumétrica del aire es 21% de oxígeno, 78% de nitrógeno y 1% de argón Calcular: a) El peso molecular promedio del aire. Datos : • %𝑉𝑂2 = 21%, 𝑦𝑂2 = 0,21, 𝑃𝑀(𝑂2) = 32 𝑔 𝑚𝑜𝑙 • %𝑉𝑁2 = 78%, 𝑦𝑁2 = 0,78, 𝑃𝑀(𝑂2) = 28 𝑔 𝑚𝑜𝑙 • %𝑉𝐴𝑟 = 1%, 𝑦𝐴𝑟 = 0,01, 𝑃𝐴 𝐴𝑟 = 39,95 𝑔 𝑚𝑜𝑙 • volumen del recipiente 𝑉 = 2 𝐿 • Masa de aire 𝑚𝑎𝑖𝑟𝑒 = 3 𝑔 • temperatura 𝑇 = 18 °𝐶 = 291 𝐾 • constante de los gases ideales 𝑅 = 0,082 𝑎𝑡𝑚. 𝐿/𝐾.𝑚𝑜𝑙 Usamos la fórmula para el Peso molecular de una mezcla de gases • 𝑃𝑀𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 = 𝑦1 ∙ 𝑃𝑀1 + 𝑦2 ∙ 𝑃𝑀2 + 𝑦3 ∙ 𝑃𝑀3 • 𝑃𝑀𝑎𝑖𝑟𝑒 = 𝑦𝑁2 ∙ 𝑃𝑀𝑁2 + 𝑦𝑂2 ∙ 𝑃𝑀𝑂2 + 𝑦𝐴𝑟 ∙ 𝑃𝐴𝐴𝑟 • 𝑃𝑀𝑎𝑖𝑟𝑒 = 0,78 ∙ 28 𝑔 𝑚𝑜𝑙 + 0,21 ∙ 32 𝑔 𝑚𝑜𝑙 + 0,01 ∙ 39,95 𝑔 𝑚𝑜𝑙 = 28,96 𝑔 𝑚𝑜𝑙 • El peso molecular del aire es 28,96 𝑔 𝑚𝑜𝑙 , se puede utilizar el datos para posteriores cálculos