GASES
1. Una mezcl mezcla a gaseosa gaseosa conti contiene ene 20g 20g de Argón(Ar) Argón(Ar),, 10g de CO2, 25g de O2 y 14g de Nitrógeno (N2), sabiendo que la presión total es de 10 atmósferas. Determinar la presión parcial del oxígeno (O 2)
2. Se recog recogiero ieron n 40 litros litros de de hidróg hidrógen eno o (H2) sobre agua a 754 mmHg y 22ºC ¿cuántos gramos de H2 seco se han recogido? Dato: P VH2O = 19,8 mmHg
3. Se tiene tiene una una mezc mezcla la gaseo gaseosa sa confo conform rmad ada a por por 6,02 6,023 3 1024 moléculas de metano (CH4); 448 litros de Etano (C2H6) a C.N. y 440 g de Propano (C 3H8). Si la presión de la mezcla mezcla es 12. Determinar Determinar la presión parcial del propano en atmósferas 4. Calcular Calcular la presión presión total total que ejerce ejerce el el gas “Metano” “Metano” a 35 ºC ºC en 3 litros de de un gas recogido sobre agua, teniendo en cuenta que a condiciones de P= 2 atm, T= 170 ºF el gas “Metano” ocupa un V= 800 ml. La presión de vapor del agua (Pº) a 25 ºC es 23.5 torr. 5. Hallar Hallar las densidade densidades s del Metano Metano (CH4), sabiend sabiendo o que el gas esta esta sometido sometido a una atmósfera de presión y una temperatura de 800 ºR y a 10 atm de presión y a 273 ºK. (Expresar las densidades en Libras/Pie3). 6. Dete Determ rmin ine e Ud. Ud. La fracci fracción ón molar molar de cada compo compone nent nte. e. Sí, se tiene tiene una una mezcla mezcla de gases gases de 50 g de CH4, 100 g de SO2 150 g de vapor vapor de H2O ocupando un volumen de 5000ml, a una presión total de 70 Lb/pul2 y 300º K.
Reacciones químicas 7. Balancear las siguientes ecuaciones químicas: a) KNO3
→
KNO2 + O2
b) NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 c)
HCl + CaCO3
→
CaCl2 + H2O + CO2
d) Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2 e) C6H6 + O2 f)
→
CO2 + H2O
K2Cr 2O7 + HCl → KCl + CrCl3+Cl2+H2O
g) KOH+Cl2 → KCl + KclO3 + H2O h) KBiO3 + Mn(NO3)2 + HNO3
→
KMnO4 + KNO3 + H2O + Bi(NO3)3
8. Clasificar cada una de las siguientes reacciones de acuerdo con los tipos expuestos en esta unidad. a) CaCO3 → CaO + CO2 : ...................... b) CuO + H2 → Cu + H2O : ...................... c)
2Li + H2 → 2 LiH : ...............................
d) 2FeCl 2 + Cl2 → 2 FeCl3 :...................... e) Ba(NO3)2 + Na2SO4 → 2 NaNO3 + BaSO4 : ............................................ 9. Completar las siguientes ecuaciones: a) HBr + KOH →
b) HClO4 + Mg(OH)2 →
c)
FeCl3 + ZnSO4 →
d) AgNO3 + Cu3(PO4)2 →
e) Fe(OH) 2 + NaOH →
Estequiometría
10. ¿Cuántas moles de Oxígeno(O2) se desprenderán en la reacción de 8,5 moles de oxilita (Na2O2) con el
agua, sabiendo que se forman hidróxido de sodio(NaOH) y oxígeno(O2)? 11.En la preparación del fósforo en el horno eléctrico se desarrolla la siguiente reacción: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C →
3 CaSiO 3 + 5CO + 2P
a)
¿Cuántas moles de fósforo(P) se podrán formar a partir de 4,8 moles de Ca 3(PO4)2?
b)
¿Cuántos gramos de fósforo se
c)
¿Cuántos
gramos de
pueden producir por cada mol de Ca 3(PO4)2?
fósforo se pueden obtener por cada gramo usado de
Ca3(PO4)2?
12. Calcular el peso de cal (CaO) que se puede obtener calentando 200 kg de caliza con 95% de pureza en CaCO 3? CaCO3
→
CaO + CO2
13. Cuando se calienta el polvo de hornear (bicarbonato de sodio, NaHCO 3), se libera dióxido de carbono gaseoso,CO 2, que es el responsable que se esponjen las galletas, las donas y el pan. a) Escriba una ecuación balanceada para la descomposición del NaHCO 3, si uno de los productos es el Na 2CO3. b) Calcular la masa en gramos de NaHCO3 requerido para producir 20,5 gramos de CO 2. 14. La fermentación es un proceso químico complejo en el cual
la glucosa (C 6H12O6) se
transforma en etanol (C 2H5OH) y en dióxido de carbono(CO 2): C6H12O6
→
2 C2H5OH + 2 CO2
Si se tiene 500g de glucosa al inicio de la reacción, ¿cuál es la máxima cantidad de etanol en gramos y en litros que se puede obtener por este proceso? (Densidad del etanol = 0,789 g/mL)
15. El disulfuro de carbono (CS 2) puede obtenerse mediante la siguiente reacción: C + SO2
→
CS2 +
CO
Si se desea producir 220 gramos de CS 2, ¿cuántos gramos de Coque se requieren, si el coque es carbono con 85% de pureza?
16. ¿Cuántas toneladas de pirolusita ( un mineral que contiene MnO 2 con una pureza del 70%) se requiere a fin de preparar 2,5 toneladas de MnCl 2 usando un exceso de HCl?
Reactivo Limitante
17. Un clavo de hierro puro que tiene una masa de 40 gramos cae en un recipiente que contiene 59,5 gramos de ácido sulfúrico(H 2SO4) hirviendo, aconteciendo la siguiente reacción: Fe + H2SO4
→
FeSO4 + H2
a) ¿Cuál de los reactivos, el Fe o el H 2SO4, es el reactivo limitante? b) ¿Cuántos gramos de FeSO4 se forma durante la reacción? c) ¿Cuántos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?
18. Si se hacen reaccionar 80 gramos de hidrógeno con 80 gramos de oxígeno a fin de preparar agua: a) ¿Cuál es el reactivo limitante? b)
¿Cuántos gramos de agua como máximo se pueden preparar?
c)
¿Cuántos gramos del reactivo en exceso quedan sin reaccionar?
19. El óxido nítrico (NO) reacciona instantáneamente con el oxígeno (O 2) para producir dióxido de nitrógeno (NO 2), un gas color café oscuro: 2 NO + O2
→
2 NO2
En un experimento se mezclan 0,866 moles de NO con 0,503 moles de O2. Identifique el reactivo limitante y calcule el número de moles de NO 2 producidos.
20. Considere la reacción: MnO2 + 4 HCl
→
MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Si reaccionan 0,86 moles de MnO2 con 48,2 gramos de HCl: a) ¿qué reactivo se agotará primero? b) ¿Cuántos gramos de Cl2 se producirán?
21. En un horno se introducen 500kg de mineral fosforita que contiene un 95,6% en masa de Ca3(PO4)2 y 600 kg de sílice que contiene un 87,6% de SiO 2. Ambos minerales de calcinan, aconteciendo la siguiente reacción: Ca3(PO4)2 + 3 SiO2
→
3CaSiO3 + P2O5
¿Cuántos kilogramos de P 2O5 se obtienen?
Rendimiento de una reacción
22. El Fluoruro de hidrógeno se prepara según la siguiente reacción: CaF2 + H2SO4
CaSO4 + 2HF
En un proceso se tratan 6 kg de CaF2 con un exceso de H2SO4, obteniéndose 2,86 kg de HF. Calcular el rendimiento porcentual de dicha reacción.
23. La nitroglicerina(C3H5N3O9) es un poderoso explosivo. Su descomposición puede representarse por: 4C3H5N3O9 → 6N2 + 12CO2 + 10H2O + O2 Esta reacción genera una gran cantidad de calor y de gases que produce la explosión. a) ¿Cuál es la máxima cantidad de oxígeno en gramos que puede obtener por la explosión de 200g de nitroglicerina? b) Calcule el rendimiento porcentual de la reacción si se encuentra que la cantidad de oxígeno generado es 6,55 gramos.
24. Una fábrica de amoníaco sintético (NH 3) funciona con un rendimiento del 40% produciendo diariamente 30 Ton de NH 3. Calcular el consumo de Nitrógeno e Hidrógeno en Toneladas a diario? N2
+
3 H2
→
2 N H3
25. Calcular la cantidad en gramos de piedra caliza (con 95% en masa de CaCO 3 )que se requiere para producir 250 gramos de cal (CaO) con un rendimiento del 82%. CaCO3
→
CaO + CO2
Problemas adicionales 26. Si se hacen reaccionar 735g de Tricloruro de Yodo con 97,7g de agua de acuerdo con la reacción: ICl3 + H2O
→
I Cl + HIO3 + HCl
a)
¿cuál es el reactivo limitante?
b)
¿Qué masa de HIO 3 se forma?
c)
¿Qué masa del reactivo en exceso queda sin reaccionar?
27. Una mezcla combustible que se usa en cohetes se compone de dos líquidos, la hidracina (N2H4) y el tetróxido de dinitrógeno (N 2O4). Ellos se encienden cuando se ponen en contacto entre sí, formando el nitrógeno gaseoso y el vapor de agua. a) ¿Cuántos gramos de N2 se forman cuando se mezclan 100g de N 2H4 con 200g de N2O4? b) ¿Qué masa del reactivo en exceso queda sin reaccionar? 28. Según la ecuación química:
2A + B
→
C +
2D
Indique si los siguientes enunciados son verdaderos (V) o falsos (F): a) 2 moléculas de A reaccionan con 1 molécula de B. b) 20g de A reaccionan con 10 g de B. c) 2 moles de A reaccionan con 1 mol de B. d) A está en exceso y B es el reactivo limitante.
29. La industria de los plásticos utiliza grandes cantidades de anhídrido ftálico, C 8H4O3, fabricado a partir de la oxidación controlada del naftaleno, C 10H8:
C10 H8 + O2
→
C8H4O3 + CO2 + H2O
Como parte del naftaleno se oxida formando otros productos, el rendimiento de la reacción es del 70%. ¿Cuántos kg de anhídrido ftálico se obtendrán industrialmente al oxidar 100 kg de naftaleno? ¿ Cuál es la cantidad de oxígeno necesaria para dicha reacción?
PROBLEMAS SOLUCIONES
1. Se disuelven
30g de
KCl en 165g de agua. ¿Cuál es el porcentaje de soluto
que contiene dicha solución?
2. ¿Cuántos gramos de una solución al 15% de NaCl en agua se necesita para tener 40g de NaCl?
3. Se tiene una solución de K2SO4 en agua al 8% que contiene
20g de
K 2SO4.
¿Cuántos gramos de agua hay en dicha solución?
4. ¿Cuántos gramos de ácido nítrico (HNO 3)
están disueltos en 400mL de una
solución al 5% de HNO3 en peso, si su densidad es1,2 g/mL?
5. Una solución concentrada de ácido sulfúrico tiene 90% en peso de H 2SO4 con una densidad de 1,84 g/mL. ¿Cuántos mL de dicha solución contendrán 360g de H2SO4?
6. Se tiene una solución que contiene 5g de NaCl por litro de solución. ¿Cuántos gramos de NaCl habrá en 800 mL de dicha solución?
7. ¿Cuántos gramos de NaNO3 son necesarios para preparar
150 mL de solución
que contenga 70 mg de Na + por mL de solución?
8. Se mezclan 200g de una solución de HCl al 5% con
300g de otra solución de
HCl al 8% en masa. ¿Cuál es el % de soluto en la solución final?
9. Se disuelve 260 gramos de ácido sulfúrico
(H 2SO4) en agua hasta formar 4L
de solución. ¿Cuál es la molaridad y normalidad de la solución así preparada?
10. Se ha disuelto 5,8g de alcohol etílico (C2H5OH) en 100g de agua, resultando una solución que tiene una densidad de 0,992g/mL. ¿Cuál es la molaridad y la molalidad de la solución así preparada?
11. ¿Cuántos gramos de nitrato de sodio (NaNO3) habrá en 600 mL de solución 0,85M de dicha sal?
12. Si se desea preparar 250 mL de una solución de hidróxido de Bario, Ba(OH) 2, cuya normalidad sea 0,6. ¿Cuántos gramos de hidróxido de Bario se requiere?
13. Calcular la molaridad, normalidad y molalidad de 600 mL de solución de ácido nítrico (HNO3) en agua, al 6,5% en masa, si su densidad es 1,34 g/mL?
14. ¿Cuántos gramos de sulfato de sodio, Na2SO4, se necesita para preparar 50 mL de una solución 0,5N?
15. Se tiene una solución 0,6N de ácido fosfórico (H 3PO4) que contiene 12,4g de dicho ácido. Calcular su volumen.
16. Se dispone de una solución de ácido sulfúrico, H 2SO4,
de
densidad 1,82 g/mL
y que contiene 92% en peso de H 2SO4. Calcular el volumen necesario de dicha solución para preparar 500 mL de una solución de H 2SO4 0,5N. 17. Si se sabe que el agua de mar contiene sodio en una concentración de 2500 ppm, ¿Cuántos gramos de sodio estarán contenidos en 4L de agua de mar? 18. Las Normas de Salud Pública para el agua potable permiten un ppm de sólidos disueltos. Si al evaporar una muestra de
total de 500
500 mL de agua
potable queda un residuo de 0,406g de sólidos, ¿está dicha agua dentro de los límites o excede la concentración máxima permitida? 19. ¿Cuál será la molaridad de la solución que resulta de agregar 250 mL de agua destilada a 800 mL de una
solución de HCl 0,65M?
20. ¿Cuántos mL de agua destilada se debe agregar 350 mL de una solución de KNO3 1,2N para que su nueva concentración sea 0,85N? 21. Se dispone en el Laboratorio de una solución concentrada de ácido nítrico 12M. ¿Cuántos mL de dicha solución y cuántos mL de agua deben de mezclarse para preparar 20 mL de una solución de ácido nítrico 0,8M? 22. Se tiene 200 mL de una solución de NaCl en agua al 8% en peso con una densidad de 1,25 g/mL. ¿Cuántos mL de agua debe agregarse a dicha solución para que su nueva densidad sea 1,10 g/mL y el porcentaje de NaCl sea del 3%?
23.Se dan las tres soluciones siguientes de NaCl en agua: SOLUCION 1 : M=1,4 mol/L ;d = 1,007g/mL SOLUCION 2 : 22% en masa ; d = 1,16 g/mL SOLUCION 3 : 0,2g de NaCl por kg de solución. a) Determinar el % en masa de NaCl en la SOLUCION 1 b) ¿Cuál es la concentración molar de la solución (2)? c) Si tengo que preparar 100 mL de una solución 2M de NaCl , ¿qué volúmenes de las soluciones (1) y (2) debo de mezclar? d) e) ¿Cuántos ppm tiene la solución (3)? 24. Se combinan 5 mL de una solución de NaCl 1,442M con 30 mL de otra solución de NaCl al 26% en masa y densidad 1,194 g/mL.
a) Determinar la molaridad de la solución resultante. b) Sabiendo que la nueva solución tiene una densidad de 1,184 g/mL , ¿cuál será la fracción molar del NaCl?
