LEYES VOLUMETRICAS Ley de Gay Lussac

Son aplicables a sustancias (gaseosas) a las mismas condiciones de presión y temperatura. En las reacciones gaseosas; los coeficientes molares, nos indican también los coeficientes volumétricos.

1. LEY DE LOS VOLUMENES CONSTANTES Y VOLUMENES DEFINIDOS: Existe una relación constante y definida entre los volúmenes de los gases que reaccionan y producidas, cualquier exceso deje de combinarse.Ejemplo:

2H2 (g)

2 mol2V

+ O2(g)

1 mol1V

→ 2H2O2 mol

2V

Se tiene la reacción de fase gaseosa:

Relación molar

Relación volumen

litros

cm3

Condiciones Normales

N2(g)

1 mol

1 V

1 litro

1 cm3

22,4 litros

+ 3H2(g)

3 mol

3V

3 litros

3 cm3

67,2 litros

→ 2NH3

2 mol

2V

2 litros

2 cm3

44,8 litros

Recordar: A Condiciones Normales (C.N.) 1 mol ocupa 22,4 litros

2. Ley de AVOGADRO Volúmenes iguales de gases distintos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas. Número o constante de Avogadro ( N ): Es el número de moléculas de cualquier gas contenidas en 22,4

L a 0oC y a 1 atmósfera de presión.N = 6,023 · 1023

3. LEY DE LOS VOLUMENES PROPORCIONALES :Los volúmenes de dos o mas gases que reaccionan con un mismo volumen de un tercero, son los mismos con que reaccionaran entre sí.Ejemplo:

3H2 (g)

2V+ N2(g)

1V→ 2NH3

2V

3Cl2 (g)

3V+ N2(g)

1V→ 2NCl3

2V

De ambas reacciones: Como el H2 y el Cl2 reaccionan con el mismo volumen de N2 entonces ellos reaccionaran entre sí, en la misma relación de volúmenes:

V H2

V Cl2

= 3

3

= 1

1

Por lo tanto: H2 (g)

1 mol+ Cl2(g)

1 mol→ 2HCl

2 mol

4. CONTRACCION VOLUMETRICA (C): Es la relación que existe entre la disminución del volumen, respecto a la suma de volúmenes reaccionantes. También se puede definir como la disminución en volumen de los reactantes en relación al producto.

C = Vr – Vp Vr

Donde: Vr = Suma de los volúmenes de los reaccionantes. Vp = Suma de los volúmenes resultantes.

Ejemplo:

3H2 (g)

3V+ N2(g)

1V→ 2NH3 (g)

2V

Tenemos: Vr = 3+1 = 4 Vp = 2

C = Vr – Vp = 4 – 2 = 2 = 1 Vr 4 4 2

La contracción es de ½ es decir de 0,5 o 50%; significa que la reducción del volumen del producto con respecto a los reactantes son del 50%

Recordar: En el conteo de los volúmenes de los reactantes y del producto, solo se deben tomar en cuenta las especies en estado gaseoso, omitiéndose los sólidos y líquidos.

EFICIENCIA O RENDIMIENTO DE UNA REACCIÓN (ŋ):

ŋ = Wreal x 100 o ŋ = Vreal x 100 W teórico V teórico

Los pesos y volúmenes reales: Se obtienen experimentalmente en el laboratorio, es dato del problema.Los pesos y volúmenes teoricos: Se obtienen por estequiometria.

ES IMPORTANTE RECORDAR LA ECUACION DE LOS GASES IDEALES:En CONDICIONES NORMALES ( 1 atm y 273oK), un mol de un gas ideal ocupa un volumen de 22,4 litros, así resulta que: R (constante de los gases) = 0,082 atm. litro/ oK. mol = 62,4 mmHg. Litro/oK. molPor lo tanto para 1 mol se puede escribir: P. V = R. TY para un numero de “n” moles la ecuación será: P.V = n. R. T

CTA III (QUIMICA)

TEMA: LEYES VOLUMETRICAS

PROF. ELMER SEGURA CHAVEZ

APLICO LEYES VOLUMETRICAS

1. Se hace reaccionar 3 litros de hidrogeno molecular con suficiente oxigeno. Determinar el volumen de Agua que se producirá. La reacción es: H2 + O2 → H2Oa. 1,5 litros b. 2 litros c. 3 litros d. 4 litros e. 4,5 litros

2. 5 litros de Nitrógeno molecular reacciona con hidrogeno para producir gas de amoniaco (NH3). Determinar el volumen en litros de amoniaco producido. La reacción es: N2 + H2 → NH3 a. 1000 cm3 b. 100 cm3 c. 10 cm3 d. 10000 cm3 e. 5000 cm3

3. En la siguiente reacción: H2(g) + Cl2(g) → HCl(g); 7 moles de hidrogeno molecular reacciona con Oxigeno para producir HCl(g). Determinar el volumen de HCl producido si se encuentra en condiciones normales.a. 246,8 litros b. 313,6 litros c. 245,8 litros d. 233 litros e. N.A.

4. 128 g de Fe reacciona con HCl para producir hidrogeno molecular. Calcular el volumen de H 2 que se obtiene si están en condiciones normales (C.N).Reacción: Fe + HCl → Fe Cl2 + H2

a. 22,4 litros b. 44,8 litros c. 43,09 litros d. 48,78 litros e. 54,2 litros5. Determinar el volumen de amoniaco(NH3) en condiciones normales, que se obtiene cuando

reaccionan 200g de N2 con suficiente hidrogeno molecular. La reacción es: N2 + H2 → NH3

a. 120 l b. 180 l c. 248 l d. 320 l. e. 380 l6. Determinar el volumen de hidrogeno en C.N., que se obtiene cuando reacciona 100 g. de aluminio con

suficiente acido clorhídrico.La reacción es: Al + HCl → Al Cl3 + H2

a. 100 l b. 110 l c. 124,4 l d. 130 l e. N.A.7. Determinar la contracción volumétrica en las siguientes reacciones químicas:

a. H2 + O2 → H2O(g)

b. H2(g) + Cl2(g) → HCl(g)

c. Fe(s) + H2O(g) → Fe3O4(s) + H2(g)

d. CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O (l)

8. Completa la siguiente tabla:Compuesto moles masa(gramos) Volumen(l) a C.N. moléculas

H2 20NH3 34O2 3x1023

C3H8 264N2 200

CO2 10

9. Se quieren preparar 3 kg de amoníaco a partir de la reacción:N2 + 3H2 → 2 NH3

Calcular: a) Volumen de nitrógeno medido en CNPT necesarios. b) Masa de hidrógeno necesaria

a. 1976,5 litros; 529,2 g H2 b. 1834,6 litros; 2336 g de H2 c. 2980 l; 455 g de H2

d. 1896,43 litros: 296,4 g H2 e. 9820 litros; 2234g de H2

10. Se hacen reaccionar 5,5 litros de oxígeno medidos en CNPT con cantidad suficiente de nitrógeno, Reacción: N2(g) + O2(g) → N2O5 (g)

calcular: a) Los moles de nitrógeno que reaccionan. b) Volumen de nitrógeno necesario.

11. El ácido bromhídrico y el ácido sulfúrico reaccionan según la ecuación:H2SO4 + 2HBr → SO2 + Br2 + 2H2O

Si reaccionan 3 moles de H2SO4, calcular:a) Masa de HBr necesaria.b) Número de moles de Br2 formados, sabiendo que la reacción tiene un rendimiento del 90 %.c) Volumen de SO2 que se desprende simultáneamente (medidos en CNPT).