Un Recipiente De 3 Litros De Capacidad Contiene Gas Amoniaco (NH3) En Condiciones Normales. ¿Qué Masa Del Gas Está Representada En Este Volumen?

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**2. Un recipiente de 3 litros de capacidad contiene gas amoniaco (NH3) en condiciones normales. ¿Qué masa del gas está representada en este volumen?**

En este artículo, exploraremos la relación entre el volumen de un gas y su masa, utilizando el ejemplo de un recipiente de 3 litros que contiene gas amoniaco (NH3) en condiciones normales. Comprender esta relación es fundamental en la física, ya que permite calcular la masa de un gas a partir de su volumen y viceversa.

Condiciones Normales

Antes de comenzar, es importante definir qué se entiende por "condiciones normales". En la física, las condiciones normales se refieren a un conjunto de parámetros que se consideran estándar para la medición de propiedades físicas. En el caso del gas, las condiciones normales se definen como:

  • Presión: 1 atmósfera (1013 mbar)
  • Temperatura: 0°C (273,15 K)

La Ley de los Volumenes

La ley de los volúmenes establece que, a temperaturas y presiones constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional a su cantidad molar. Esto se puede expresar matemáticamente como:

V = nRT/P

donde:

  • V es el volumen del gas
  • n es la cantidad molar del gas
  • R es la constante de los gases ideales
  • T es la temperatura en kelvins
  • P es la presión en pascals

Cálculo de la Masa del Gas

Ahora, podemos utilizar la ley de los volúmenes para calcular la masa del gas amoniaco contenido en el recipiente de 3 litros. Primero, debemos convertir el volumen del gas de litros a metros cúbicos:

3 litros = 0,003 m³

A continuación, podemos utilizar la fórmula de la ley de los volúmenes para calcular la cantidad molar del gas:

n = PV/RT

donde:

  • P es la presión en pascals (1013 mbar = 101300 Pa)
  • V es el volumen en metros cúbicos (0,003 m³)
  • R es la constante de los gases ideales (8,3145 J/mol·K)
  • T es la temperatura en kelvins (273,15 K)

Sustituyendo los valores, obtenemos:

n = (101300 Pa × 0,003 m³) / (8,3145 J/mol·K × 273,15 K) ≈ 0,0012 mol

Conversión de Mol a Gramos

Finalmente, podemos convertir la cantidad molar del gas a gramos utilizando la masa molar del amoniaco (17,03 g/mol):

m = n × M

donde:

  • m es la masa en gramos
  • n es la cantidad molar del gas (0,0012 mol)
  • M es la masa molar del amoniaco (17,03 g/mol)

Sustituyendo los valores, obtenemos:

m ≈ 0,0012 mol × 17,03 g/mol ≈ 0,0204 g

En resumen, hemos utilizado la ley de los volúmenes para calcular la masa del gas amoniaco contenido en un recipiente de 3 litros a condiciones normales. La masa del gas se encuentra en aproximadamente 0,0204 g. Esta relación es fundamental en la física y permite calcular la masa de un gas a partir de su volumen y viceversa.

  • ¿Qué es la ley de los volúmenes? La ley de los volúmenes establece que, a temperaturas y presiones constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional a su cantidad molar.
  • ¿Cómo se calcula la cantidad molar de un gas? La cantidad molar de un gas se puede calcular utilizando la fórmula n = PV/RT, donde P es la presión, V es el volumen, R es la constante de los gases ideales y T es la temperatura.
  • ¿Cómo se convierte la cantidad molar a gramos? La cantidad molar se puede convertir a gramos utilizando la masa molar del gas y la fórmula m = n × M.
  • Ley de los volúmenes: Una explicación detallada de la ley de los volúmenes y su aplicación en la física.
  • Constante de los gases ideales: Una explicación de la constante de los gases ideales y su valor.
  • Masa molar del amoniaco: La masa molar del amoniaco y su valor.