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TALL ER N° 6 DE QUÍMIC QUÍMICA A GASES IDEALES IDEAL ES Y SOLUCIONES Gases 1. Responda Verdadero (V) o Falso (F) a las siguientes afirmaciones: afirmaciones: a) En un sistema isotérmico, al aumentar la presión, el volumen también se incrementa ( ) b) En un sistema donde la presión permanece constante, al aumentar el volumen, la temperatura también se incrementa ( ) c) En un sistema sistema a volumen constante, cuando la Presión aumenta, aumenta, disminuye la temperatura ( ) d) En un sistema a presión y volumen constante, al aumentar aumentar la cantidad de partículas de gas, la temperatura disminuye. Rpta: F, V, F, V 2. Una muestra gaseosa de una sustancia se enfría enfría a presión constante. .Cual .Cual de los siguientes diagramas representa mejor la situación si la temperatura final es a) superior al punto de ebullición de la sustancia y b) inferior al punto de ebullición pero por encima del punto de congelación de la sustancia?
Rpta: a) (d), b) (b) 3. Una muestra de amoniaco gaseoso ejerce una presión de 5.3 atm a 46oC. .Cual es la presión cuando el volumen del gas se reduce a una decima parte de su valor inicial a la misma temperatura? Rpta: 53 atm 4. Una muestra de aire ocupa un volumen de 3.8 L cuando la presión presión es de 1.2 atm. atm. a) ¿Que volumen ocuparía a 6.6 atm? b) ¿Cual es la presión requerida para comprimirlo a 0.075 L? (La temperatura se mantiene constante.) Rpta: a) 0.69L, b) 61atm 5. En condiciones de presión constante, una muestra de hidrogeno gaseoso gaseoso con un volumen volumen o inicial de 9.6 L a 88 C se enfría hasta que su volumen final es de 3.4 L. .Cual es su temperatura final? 6. Se tiene un sistema a temperatura temperatura contante, que contiene 8L de etano a 3,5 atm de presión. Si se comprime hasta 2L, ¿cuál será la presión final del sistema? Rpta: 14 atm 7. En un sistema que contiene 1 mol de metano a condiciones normales (C.N.) ¿cuál será el volumen final, si la temperatura asciende ha sta 20°C y la presión disminuye hasta 0,5 atm? Rpta: 48 L Taller N° 5
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8. Un cilindro de 20L que contiene nitrógeno gaseoso a 1,4 atm y 10°C puede soportar máximo una presión de 5 atm, ¿cuál es la máxima temperatura (en °C) que puede alcanzar? Rpta: 737,7 °C 9. ¿Qué volumen ocupan 16g de oxígeno gaseoso a 5 atm y 40°C? Rpta: 2,5 L 10. Dado que 6.9 moles del gas monóxido de carbono están presentes en un recipiente con un volumen de 30.4 L, ¿cual es la presión del gas (en atm) si la temperatura es de 62 oC? Rpta: 6.2 atm 11. Cierta cantidad de un gas está contenido en un recipiente de vidrio a 25oC y a una presión de 0.800 atm. Suponga que el recipiente soporta una presión máxima de 2.00 atm. ¿Cuánto se puede elevar la temperatura del gas sin que se rompa el recipiente? Rpta: 472°C 12. El hielo seco es dióxido de carbono solido. Una muestra de 0.050 g de hielo seco se coloca en un recipiente vacio que tiene un volumen de 4.6 L a 30 oC. Calcule la presión interior del recipiente después de que todo el hielo seco se ha convertido en CO2 gaseoso. Rpta: 6.1x10-3 atm 13. Un recipiente de 50L contiene 60g de CO 2, 80g de N2 y 100g de O2 a 5°C. ¿Cuál es la presión total ejercida por los tres gases? Rpta: 3,35 atm 14. ¿Cuál es la densidad del N 2O4 a condiciones normales? Rpta: 4,1 g/L 15. Un recipiente de 2.10 L contiene 4.65 g de un gas a 1.00 atm y 27.0 oC. a) Calcule la densidad del gas en gramos por litro. b) ¿Cual es la masa molar del gas? Rpta: a) 2.21 g/L, b) 54.4 g/mol 16. Para determinar la identidad de un hidrocarburo se le somete a un análisis de densidad a 4 atm y 27°C y da como resultado una densidad de 4,878 g/L. ¿De qué hidrocarburo se trata: CH4, C2H6, C3H8, C4H10? Rpta: C2H6
Solucio nes Químicas 17. Una mezcla de 127g de KClO 3 y 380g de agua a 70°C ¿de qué tipo será?. Rpta: Mezcla homogénea (solución insaturada) a) Si la temperatura desciende hasta 10°C qué sucederá?. Rpta: Mezcla heterogénea (solución saturada con precipitado) b) ¿A qué temperatura será una solución saturada? Rpta: 14°C aprox.
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18. Identifique las soluciones insaturadas en la siguiente lista e indique cuánta sal debería agregar para saturarlas a 30°C: a) 392 g de NaNO3 en 425 g de agua b) 187 g de KNO3 en 425 g de agua c) 60 g de K2Cr 2O7 en 425 g de agua Rpta: Solubilidad en 100g de agua a) 95g aprox., b) 44g aprox., c) 16g aprox. d)11,75g , c) 8g 19. Seleccione de la siguiente lista la solución saturada con precipitado e indique la masa del precipitado: a) 89 g de NaNO3 en 425 g de agua b) 40 g de KNO3 en 425 g de agua c) 73,8 g de K2Cr 2O7 en 425 g de agua Rpta: Solubilidad en 100g de agua a) 95g aprox., b) 44g aprox., c) 16g aprox. c) 5,8 g (sin disolver) 20. ¿Cómo prepararía 800mL de una solución saturada de KNO3 a 10°C sabiendo que la densidad de dicha solución es de 1,08 g/mL? Rpta: Solubilidad 20g en 100g, entonces 144 g KNO3 en 720 g agua. 21. ¿Cuál es la concentración e %m/m de la solución mencionada en el problema 13? Rpta: 16,67% m/m 22. La solubilidad del KNO3 es de 155 g por 100 g de agua a 75°C, y de 38.0 g a 25°C. ¿Cuál es la masa (en gramos) de KNO3 que cristalizará al enfriar exactamente 100 g de esta disolución saturada de 75°C a 25°C? Rpta: a) 45.9g KNO3 23. Se requiere preparar una solución saturada de nitratos a 25° y cuenta con Pb(NO 3)2 y KNO3. ¿Con cuál de las dos sales necesitará menor cantidad de soluto? Justifique. a) Para su práctica de laboratorio requiere preparar una solución de dicromato de potasio K2Cr 2O7, si a 80°C mezcla 140 g de la sal con 250 g de agua, indique si se disolverá toda la sal o si deberá calentar más para disolver la mezcla. Justifique b) Para analizar el contenido de oxígeno disuelto en el agua (un parámetro para medir contaminación), requiere preparar 150 mL de solución 4M de cloruro de manganeso MnCl2. ¿Qué masa de soluto disolvería? ( MnCl2 masa molar: 126 g/mol ) 24. Utilizando el gráfico de solubilidades de diferentes sales, conteste:
120 110 100
a)
A 50°C se tiene 80 g de sulfato de cobre II (CuSO4) en 250 mL de agua, ¿Qué tipo de solución se ha formado? Justifique su respuesta b) A 20°C ¿Cuánto sulfato de cobre II como máximo se podría disolver en 250 mL para tener una solución saturada? Justifique su respuesta. (¿Cuál es la concentración molar (mol/L) de la solución preparada en b)? Considere que la solución tiene una densidad de 1,15 g/mL.Dato: masa molar: CuSO4=159,5g/mol
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) a u g a g 0 0 1 / o t u l o s
g ( d a d i l i b u l o s
90 80 70
KNO3
60 50
CuSO4
40 30 20
NaCl
10 0 0
10
20
30
40
50
60
t e m p e r a t u r a (º C )
70
80
90
1 00
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25. ¿Cuántos gramos de etanol (densidad=0,788g/mL) contienen 650mL de solución de etanol al 28% v/v? Rpta: 143,42 g 26. ¿Cuál es la molaridad de una solución que contiene 15g de KNO3 en 70g de agua? Dato: densidad de la solución = 1,05 g/m Rpta: 1,8346 M 27. Calcule la cantidad de agua (en gramos) que se debe agregar a: a) 5.00 g de urea (NH2)2CO para preparar una disolución a 16.2% en masa y b) 26.2 g de MgCl 2 para preparar una disolución a 1.5% en masa. 28. El ácido sulfúrico concentrado que se utiliza en el laboratorio es H2SO4 a 98.0% en masa. Calcule la molaridad de la disolución ácida. La densidad de la disolución es de 1.83 g/mL. Rpta: 18.3M 29. La densidad de una disolución acuosa que contiene 10.0% en masa de etanol (C2H5OH) es de 0.984 g/mL. . a) Calcule su molaridad. c) ¿Qué volumen de la disolución contendrá 0.125 moles de etanol? Rpta: a) 2.13M, b) 58.7mL 30. ¿Cuántos gramos de dicromato de potasio (K2Cr 2O7) se requieren para preparar 250 mL de una disolución cuya concentración sea de 2.16 M? Rpta: 159 g (K2Cr 2O7) 31. ¿Cuál de los siguientes diagramas representa mejor la hidratación del NaCl cuando se disuelve en agua? El ion Cl – es más grande en tamaño que el ion Na+. Rpta: C
32. Describa cómo prepararía 250 mL de una disolución de NaNO3 0.707 M. Rpta: Disolver 15.0 g de NaNO3 en agua hasta enrazar 250 mL de solución 33. Determine los gramos de cada uno de los siguientes solutos que se necesitan para preparar 2.50 × 102 mL de una disolución 0.100 M de: a) yoduro de cesio (CsI), b) ácido sulfúrico (H2SO4), c) carbonato de sodio (Na 2CO3), d) dicromato de potasio (K 2Cr 2O7), e) permanganato de potasio (KMnO4). Rpta: a) 6.50g CsI, b)2.45g H2SO4, 2.65g Na2CO3, 7.36g K2Cr 2O7, 3.95g KMnO4
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