Densidad resultante de la mezcla de dos gases en un volumen fijo

, por F_y_Q

A un recipiente rígido de 6 L, que contiene 4,25 g de helio, se le agrega, a temperatura constante, neón hasta duplicar la presión inicial. Calcula la densidad de la solución gaseosa resultante.


SOLUCIÓN:

Al tratarse de un recipiente rígido (volumen constante) y hacerse el proceso a temperatura constante, lo único que varía es la presión y los moles de gases que contiene el recipiente. Sabemos la relación entre la presión inicial y final con lo que podemos saber la relación entre los moles iniciales y finales, que también será el doble:
\frac{P_1}{P_2} = \frac{\frac{n_1RT}{V}}{\frac{n_2RT}{V}}\ \to\ \frac{\cancel{P_1}}{2\cancel{P_1}} = \frac{n_1}{n_2}\ \to\ n_2 = 2n_1
El número de moles al final es el doble. Si calculamos los moles de helio que hay al principio podremos saber los moles de neón que hemos introducido:
4,25\ \cancel{g}\ He\cdot \frac{1\ mol}{4\ \cancel{g}} = 1,06\ mol\ He
Hemos añadido 1,06 moles de Ne que representan una masa de:
1,06\ \cancel{mol}\ Ne\cdot \frac{20,2\ g}{1\ \cancel{mol}} = 21,41\ g\ Ne
La masa total de gas al final de proceso es (4,25 + 21,41) g = 25,66 g. La densidad de la mezcla será:

\rho = \frac{m_T}{V} = \frac{25,66\ g}{6\ L} = \bf 4,28\frac{g}{L}