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Soluciones líquidas y presión de vapor

"La presión de vapor del agua a 80° C es de 355 torr. Un recipiente de 100 mL contenía oxígeno saturado de agua a 80° C, siendo la presión total del gas de 760 torr. El contenido del recipiente se bombeó a un recipiente de 50 mL a la misma temperatura. ¿Cuáles eran las presiones parciales de oxígeno y de vapor de agua, y cuál era la presión total en el estado final de equilibrio? No tengas en cuenta el volumen de agua que pueda condensarse".

Esta pregunta se da en mi módulo y la solución dada a la misma es bastante vaga. ¿Podría alguien explicármelo? Muchas gracias. Lo que particularmente no pude entender es cómo la presión del vapor de agua en el recipiente de 50 mL permanece inalterada.

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Zhora Puntos 222

La clave para entender este tipo de preguntas es que la presión de vapor de equilibrio (saturación) de un líquido puro es, en una primera aproximación (es decir, asumiendo un comportamiento ideal), independiente de la presencia de otros gases, como (en este caso) el oxígeno. Por lo tanto, se puede pensar en $\pu{355 Torr}$ como ser siempre la presión del vapor cuando está en equilibrio con el líquido puro a $T=\pu{80 ^\circ C}$ . Para que se establezca el equilibrio es necesario que haya (más que) suficiente sustancia para llenar el volumen con vapor a esa presión. La cantidad mínima de sustancia que llenará el volumen de vapor a esa presión viene dada, en las condiciones ideales supuestas, por la ley de los gases ideales: $$n=\frac{pV}{RT_b}$$ donde en el presente problema $T_b=\pu{80 ^\circ C}$ , $p=\pu{355 Torr}$ y V es el volumen ocupado por el vapor, que cambia de $V<\pu{100 mL}$ a $V<\pu{50 mL}$ . En el presente problema no se sabe qué cantidad de agua es inicialmente un líquido, sólo que la desigualdad $V<\pu{100 mL}$ es satisfecha por el vapor. Durante la reducción de volumen, parte del vapor se condensa en líquido adicional para mantener la presión de equilibrio. El oxígeno se trata aquí como un espectador, aunque contribuye a la presión total en el recipiente. En la práctica, también altera la presión de vapor del líquido, aunque en este caso en una cantidad insignificante.

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