Ejercicios de química resueltos. Química de gases. Ley del gas ideal. Brown 15ed. Práctica 10.8

 [Ejercicios resueltos de la ley del gas ideal]

 Un matraz grande evacuado tiene inicialmente una masa de 134,567 g. Cuando se llena con un gas de masa molar desconocida a 97,99 kPa y 31 °C, su masa es 137,456 g. Al evacuarlo nuevamente y llenarlo con agua a 31 °C, su masa es 1067,9 g. (La densidad del agua a esta temperatura es 0,997 g/mL). Suponiendo que se cumple la ecuación de gas ideal, calcule la masa molar del gas.

Etapa analítica

Usaremos la [Ley del gas ideal en función de la masa] y despejamos la masa molar.

Pero el volumen del matraz no se conoce de manera directa: quizá la marca se borró, o tal vez quien diseñó el ejercicio tenía demasiado tiempo libre y decidió usar agua.

En cualquier caso, lo que debemos hacer es aplicar el [Axioma de densidad] para determinarlo de forma indirecta.

Pero la masa de agua no es conocida, por lo que será igual a la diferencia de masa de agua, siendo esta lasa de frasco lleno de la sustancia m₂ que es agua menos frasco vacío m_o. Lo mismo pasa con la masa real de gas, no la están dando por lo que en ese caso es la masa del frasco lleno de gas m₁ que es el gas menos frasco vacío m_o.

Combinamos todo.

Etapa numérica por factores de conversión

Etapa numérica por teoremas

Solución manual

Hacer las restas manuales

El error por aproximaciones es inferior al 5%.

Referencias

Brown, T. L., LeMay, H. E. Jr., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. M. (2022). Chemistry: The Central Science (15th ed., AP Edition). Pearson Savvas Higher Education.

García García, J. L. (2025). Dimensional Analysis in Chemistry Textbooks 1900-2020 and an Algebraic Alternative. Educación química, 36(1), 82-108.

García García, J. L. (2025). Química general: Una guía moderna para bachillerato y universidad con enfoque algebraico. Ciencias de Joseleg.