Problema de Ejemplo de la Ley de Avogadro

La ley de los gases de Avogadro establece que el volumen de un gas es proporcional al número de moles de gas presentes cuando la temperatura y la presión se mantienen constantes. Este problema de ejemplo demuestra cómo usar la ley de Avogadro para determinar el volumen de un gas cuando se agrega más gas al sistema.

Ecuación de la Ley de Avogadro

Antes de que pueda resolver cualquier problema relacionado con la ley de los gases de Avogadro, es importante revisar la ecuación de esta ley. Hay algunas maneras de escribir esta ley de los gases, que es una relación matemática. Se puede afirmar:

Definición y Propiedades de la Unión Metálica

k = V / n

Aquí, k es una constante de proporcionalidad, V es el volumen de un gas y n es el número de moles de un gas. La ley de Avogadro también significa que la constante de gas ideal es el mismo valor para todos los gases, por lo que:

constante = p₁V₁/T₁n₁ = P₂V₂/T₂n₂
V₁/n₁ = V₂/n₂
V​₁n₂ = V₂n₁

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donde p es la presión de un gas, V es el volumen, T es la temperatura y n es el número de moles.

Problema de la Ley de Avogadro

Una muestra de 6,0 L a 25°C y 2,00 atm de presión contiene 0,5 moles de un gas. Si se añaden 0,25 moles adicionales de gas a la misma presión y temperatura, ¿cuál es el volumen total final del gas?

Aleación de Metal Electrum u Oro Verde

Solución

Primero, exprese la ley de Avogadro por su fórmula:

V_i/n_i = V_f/n_f
dónde
V_i = volumen inicial
n_i = número inicial de moles
V_f = volumen final
n_f = número final de moles

Para este ejemplo, V_i = 6,0 L y n_i = 0,5 moles. Cuando se añaden 0,25 moles:

n_f = n_i + 0,25 moles
n_f = 0,5 moles = 0,25 moles
n_f = 0,75 moles

La única variable que queda es el volumen final.

V_i/n_i = V_f/n_f

Resolver para V_f

V_f ​= V_in_f/n_i
V​_f = (6,0 L x 0,75 moles) / 0,5 moles
V_f = 4,5 L / 0,5 V_f = 9 L

Comprueba si la respuesta tiene sentido. Es de esperar que el volumen aumente si se agrega más gas. ¿Es el volumen final mayor que el volumen inicial? Sí. Hacer esta comprobación es útil porque es fácil poner el número inicial de moles en el numerador y el número final de moles en el denominador. Si esto hubiera sucedido, la respuesta de volumen final habría sido menor que el volumen inicial.

Por lo tanto, el volumen final del gas es 9,0

Notas Sobre la Ley de Avogadro

• A diferencia del número de Avogadro, la ley de Avogadro fue propuesta por Amedeo Avogadro. En 1811, planteó la hipótesis de que dos muestras de un gas ideal con el mismo volumen y a la misma presión y temperatura contenían el mismo número de moléculas.
• La ley de Avogadro también se llama principio de Avogadro o hipótesis de Avogadro.
• Al igual que las otras leyes de los gases ideales, la ley de Avogadro solo se aproxima al comportamiento de los gases reales. En condiciones de alta temperatura o presión, la ley es inexacta. La relación funciona mejor para gases mantenidos a baja presión y temperaturas ordinarias. Además, las partículas de gas más pequeñas (helio, hidrógeno y nitrógeno) producen mejores resultados que las moléculas más grandes, que tienen más probabilidades de interactuar entre sí.
• Otra relación matemática utilizada para expresar la ley de Avogadro es:

V / n = k

Aquí, V es el volumen, n es el número de moles del gas y k es la constante de proporcionalidad. Es importante tener en cuenta que esto significa que la constante de gas ideal es lo mismo para todos los gases.