Problemas y ejercicios de las leyes de los gases

Ana Zita Fernandes
Ana Zita Fernandes
Doctora en Bioquímica

Con estos problemas puedes repasar las leyes de los gases.

Ejercicio 1

Una masa de oxígeno ocupa 10 litros bajo una presión de 1,5 atm. ¿Cuál es el volumen del mismo gas en las condiciones estándar de presión?

Aplicamos la ley de Boyle, considerando 1 atm de presión como la condición estándar. Nuestras variables son:

Variable Valor
P1 1,5 atm
P2 1 atm
V1 10 L
V2 ?

Despejamos de la fórmula el volumen 2 que es nuestra incógnita:

estilo tamaño 16px negrita P subíndice negrita 1 negrita V subíndice negrita 1 negrita igual negrita P subíndice negrita 2 negrita V subíndice negrita 2 negrita V subíndice negrita 2 negrita igual fracción numerador negrita P subíndice negrita 1 negrita V subíndice negrita 1 entre denominador negrita P subíndice negrita 2 fin fracción fin estilo

Sustituimos los valores:

estilo tamaño 16px negrita V subíndice negrita 2 negrita igual fracción numerador negrita 1 negrita. negrita 5 negrita espacio tachado diagonal hacia arriba negrita atm negrita. negrita espacio negrita 10 negrita L entre denominador negrita 1 negrita espacio tachado diagonal hacia arriba negrita atm fin fracción negrita igual negrita 15 negrita espacio negrita L fin estilo

Respuesta: 15 litros

Ejercicio 2

Una masa de helio ocupa 0,5 L a 100 ºC. ¿Cuál será su volumen a 0 ºC?

Aplicamos la ley de Charles, transformando las temperaturas a kelvin, sumando 273:

Variables Valor
V1 0,5L
V2 ?
T1 100ºC +273=373 K
T2 0ºC + 273=273 K

Despejamos V2 que es nuestra incógnita:

estilo tamaño 16px fracción negrita V subíndice negrita 1 entre negrita T subíndice negrita 1 igual fracción negrita V subíndice negrita 2 entre negrita T subíndice negrita 2 negrita V subíndice negrita 2 negrita igual fracción numerador negrita V subíndice negrita 1 negrita T subíndice negrita 2 entre denominador negrita T subíndice negrita 1 fin fracción fin estilo

Sustituimos los valores:

estilo tamaño 16px negrita V subíndice negrita 2 negrita igual fracción numerador negrita 0 negrita coma negrita 5 negrita espacio negrita L negrita. negrita 273 tachado diagonal hacia arriba negrita K entre denominador negrita 373 tachado diagonal hacia arriba negrita K fin fracción negrita igual negrita 0 negrita coma negrita 366 negrita L fin estilo

Respuesta: 0,366 L

Ejercicio 3

Un tanque contiene nitrógeno a 25 ºC y 12 atm. ¿Cuál será la presión si se calienta el tanque a 100 ºC?

Aplicamos la ley de Gay-Lussac, transformando las temperaturas a kelvin:

Variables Valor
P1 12 atm
T1 25 ºC +273= 298 K
P2 ?
T2 100 ºC+273= 373 K

Despejamos P2 que es nuestra incógnita:

estilo tamaño 16px fracción negrita P subíndice negrita 1 entre negrita T subíndice negrita 1 igual fracción negrita P subíndice negrita 2 entre negrita T subíndice negrita 2 negrita P subíndice negrita 2 negrita igual fracción numerador negrita P subíndice negrita 1 negrita. negrita T subíndice negrita 2 entre denominador negrita T subíndice negrita 1 fin fracción fin estilo

Sustituimos los valores:

estilo tamaño 16px negrita P subíndice negrita 2 negrita igual fracción numerador negrita 12 negrita espacio negrita atm negrita. negrita espacio negrita 373 negrita K entre denominador negrita 298 negrita K fin fracción negrita igual negrita 15 negrita coma negrita 02 negrita espacio negrita atm fin estilo

Respuesta: 15,02 atm

Ejercicio 4

En una mezcla de gases a 25 ºC, las presiones parciales de cada componente son: hidrógeno 0,200 atm; dióxido de carbono 0,150 atm; metano 0,320 atm y etileno 0,105 atm. ¿Cuál es la presión total de la mezcla?

Aplicamos la ley de presiones parciales de los gases, sumando todas las presiones de cada gas para obtener la presión total de la mezcla:

estilo tamaño 16px negrita P subíndice negrita total negrita igual negrita P subíndice negrita hidrógeno negrita más negrita P subíndice negrita CO subíndice negrita 2 fin subíndice negrita más negrita P subíndice negrita metano negrita más negrita P subíndice negrita etileno fin estilo

Sustituimos los valores:

estilo tamaño 16px negrita P subíndice negrita total negrita igual negrita 0 negrita coma negrita 200 negrita espacio negrita atm negrita más negrita 0 negrita coma negrita 150 negrita espacio negrita atm negrita más negrita 0 negrita coma negrita 320 negrita espacio negrita atm negrita más negrita 0 negrita coma negrita 105 negrita espacio negrita atm negrita P subíndice negrita total negrita igual negrita 0 negrita coma negrita 775 negrita espacio negrita atm fin estilo

Respuesta: 0,775 atm

Ejercicio 5

¿Qué volumen ocupará 15 gr de argón a 90ºC y 0,967 atm?

Aplicamos la ley de los gases ideales, transformando la temperatura a Kelvin y los gramos a moles (masa molar del argón es igual a 39,9 gr.mol):

Variables Valores
Presión 0,967 atm
Temperatura 90 ºC+273= 363 K
n 15gr/39,9gr/mol= 0,376 mol
V ?

Despejamos volumen que es nuestra incógnita:

negrita P negrita por negrita V negrita igual negrita nRT negrita V negrita igual fracción negrita nRT entre negrita P

Sustituimos los valores, siendo R igual a 0,0821 L.atm/mol K:

negrita V negrita igual fracción numerador negrita 0 negrita coma negrita 367 tachado diagonal hacia arriba negrita mol negrita multiplicación en cruz negrita 0 negrita coma negrita 0821 estilo mostrar fracción numerador negrita L negrita espacio tachado diagonal hacia arriba negrita atm entre denominador tachado diagonal hacia arriba negrita mol negrita espacio tachado diagonal hacia arriba negrita K fin fracción fin estilo negrita multiplicación en cruz negrita 363 tachado diagonal hacia arriba negrita K entre denominador negrita 0 negrita coma negrita 967 negrita espacio tachado diagonal hacia arriba negrita atm fin fracción negrita igual negrita 11 negrita coma negrita 59 negrita espacio negrita L

Respuesta: 11,59 litros

Vea también Leyes de los gases

Fórmulas de las leyes de los gases

Para realizar ejercicios sobre las leyes de los gases, vas a necesitar las siguientes fórmulas:

Ley Variables Fórmula
Boyle

Presión (atmósfera)
Volumen

negrita P subíndice negrita 1 negrita V subíndice negrita 1 negrita igual negrita P subíndice negrita 2 negrita V subíndice negrita 2
Charles

Volumen
Temperatura (Kelvin)

fracción negrita V subíndice negrita 1 entre negrita T subíndice negrita 1 negrita igual fracción negrita V subíndice negrita 2 entre negrita T subíndice negrita 2
Gay-Lussac

Temperatura (Kelvin)
Presión (atmósfera)

fracción negrita P subíndice negrita 1 entre negrita T subíndice negrita 1 negrita igual fracción negrita P subíndice negrita 2 entre negrita T subíndice negrita 2
Avogadro

Volumen
Moles

fracción negrita V subíndice negrita 1 entre negrita n subíndice negrita 1 negrita igual fracción negrita V subíndice negrita 2 entre negrita n subíndice negrita 2
Gases ideales

Presión (atmósfera)
Volumen (Litro)
Mol
Temperatura (Kelvin)

negrita P negrita por negrita V negrita igual negrita nRT
Graham Velocidad de difusión
Peso molecular
estilo tamaño 16px fracción negrita Velocidad subíndice negrita gas negrita 1 fin subíndice entre negrita Velocidad subíndice negrita gas negrita 2 fin subíndice igual raíz cuadrada de fracción numerador negrita Peso negrita espacio negrita molecular subíndice negrita gas negrita 2 fin subíndice entre denominador negrita Peso negrita espacio negrita molecular subíndice negrita gas negrita 1 fin subíndice fin fracción fin raíz fin estilo
Presiones parciales de los gases Presión estilo tamaño 16px negrita P subíndice negrita total negrita igual negrita P subíndice negrita gas negrita 1 fin subíndice negrita más negrita P subíndice negrita gas negrita 2 fin subíndice negrita más negrita P subíndice negrita gas negrita 3 fin subíndice negrita más negrita. negrita. negrita. negrita espacio negrita más negrita P subíndice negrita gas subíndice negrita n fin subíndice fin estilo

Siendo R es una constante igual a 0,0821 L.atm/K.mol.