Ejercicio 1: Sea un aula estándar de 30 alumnos que mide 12 metros de ancho por 15 de largo y 3 de altura.
Calcular el peso del aire del aula en kilogramos sabiendo que su composición en volumen es 78,08% N2, 20,95% O2, 0,93% Argón y 0,04% CO2 suponiendo condiciones normales. Los pesos moleculares de estos cuatro gases son 28, 32, 40 y 44 gramos/mol respectivamente.
Solución:
En primer lugar calculamos el volumen del aire contenido en el aula:
- Volumen = ancho · largo · alto = 12 · 15 · 3 = 540 m3 = 540.000 litros
Ahora calculamos el volumen que ocupa cada uno de los gases:
- Volumen N2 = 540.000 · 0,7808 = 421.632 litros
- Volumen O2 = 540.000 · 0,2095 = 113.130 litros
- Volumen Ar = 540.000 · 0,0093 = 5.022 litros
- Volumen CO2 = 540.000 · 0,0004= 216 litros
Suponiendo que son gases ideales en condiciones normales, calculamos los moles de cada uno:
- moles N2 = 421.632 / 22,4 = 18.823 moles
- moles O2 = 113.130 / 22,4 = 5.050 moles
- moles Ar = 5.022 / 22,4 = 224 moles
- moles CO2 = 216 / 22,4 = 10 moles
A continuación calculamos el peso de cada uno de los gases teniendo en cuenta sus pesos moleculares:
- Peso N2 = 18.823 · 28 = 527.044 gramos = 527,044 kg
- Peso O2 = 5.050 · 32 = 161.600 gramos = 161,600 kg
- Peso Ar = 224· 40 = 8.960 gramos = 8,960 kg
- Peso CO2 = 10 · 44 = 440 gramos = 0,44 kg
Por último, el peso total del aire es la suma de todos ellos:
- Peso aire = 527,044 + 161,600 + 8,960 + 0,44 = 698 kg
Otras Unidades de Concentración:
- % Peso a Peso (%P/P) = (peso del soluto / peso de la disolución) · 100
- % Vol. a Vol. (%V/V) = (gramos de soluto / ml de la solución) · 100
- Fracción molar = (moles soluto / moles soluto + solvente)
- Molaridad (M) = (moles soluto / litros de solución)
- Molalidad (m) = (moles soluto / masa de solvente en kg)
- Normalidad (N) = (nº de Equivalentes / litros de disolución)
- Formalidad (F) = (nº de peso-fórmula-gramo o Masa Molecular / litros de disolución)
- Partes por millón (ppm) = unidades de sustancia que hay por cada millón de unidades del conjunto
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