EJERCICIOS DE QUÍMICA GENERAL PARA MEDICINA DEBER 3 1. El espesor de una hoja de papel es de 0.0036 pulgadas. Considere que cierto libro tiene el número de Avogadro de hojas; calcule el grosor de dicho libro en años luz.(un año luz es una medición astronómica de distancia, a saber, la que recorre la luz en un año, o 365 días; la velocidad de la luz es de 3.00 × 10 8 m/s) m oderno pesa 2.5 g, pero contiene sólo 0.063 g de cobr e 2. Un penique estadounidense moderno (Cu). ¿Cuántos átomos de cobre están presentes en u n penique moderno?
3. Calcule la masa molar de cada una de las siguientes sustancias: a) Li2CO3 b) CS2 c) CHCl3 (cloroformo) d) C6H8O6 (ácido ascórbico, o vitamina C) e) KNO3 f) Mg3N2
4. El dimetilsulfóxido [(CH 3)2SO], llamado también DMSO, es un importante solvente que penetra en la piel, lo cual permite usarlo como agente de aplicación tópica de medicamentos. Calcule el número de átomos de C, S, H y O en 7.14 ×10 3 g de dimetilsulfóxido. 5. Todas las sustancias que aparecen a continuación se utilizan como fertilizantes que contribuyen contribuyen a la nitrogenación del suelo. ¿Cuál de ellas representa una mejor f uente de nitrógeno, de acuerdo con su composición porcentual en masa? a) Urea, (NH 2)2CO b) Nitrato de amonio, NH 4NO3 c) Guanidina, HNC(NH 2)2 d) Amoniaco, NH 3 6. El peroxiacilnitrato (PAN) es uno de los componentes del esmog. Está formado por C, H, N y O. Determine la composición porcentual de oxígeno y la fórmula empírica, a partir de la siguiente composición porcentual en masa: 19.8% de C, 2.50% de H y 11.6% de N. ¿Cuál es su fórmula molecular si su masa molar es aproximadamente de 120 g? 7. ¿Cuál es la fórmula empírica de cada uno de los compuestos que tiene la siguiente composición? a) 40.1% de C, 6.6% de H y 53.3% de O, b) 18.4% de C, 21.5% de N y 60.1% de K. 8. Ciertos coches de carreras usan metanol (CH 3OH, también llamado “alcohol de madera”) como combustible. La combustión del metanol ocurre de acuerdo con la siguiente ecuación:
En una reacción específica, 9.8 moles de CH 3OH reaccionan con un exceso de O2.Calcule el número de moles de H 2O que se forman.
9. La fermentación es un proceso químico complejo que se utiliza en la elaboración de los vinos, en el que la glucosa se convierte en etanol y dióxido de carbono:
Si se comienza con 500.4 g de glucosa, ¿cuál es la máxima cantidad de etanol, en gramos y en litros, que se obtendrá por medio de este proceso? (Densidad del etanol = 0.789 g/mL.)
10. Cuando se calienta el polvo para hornear (bicarbonato de sodio o hidrogenocarbonato de sodio, NaHCO 3) se libera dióxido de carbono gaseoso, que es el responsable de que se esponjen las galletas, las rosquillas y el pan. a) Escriba una ecuación balanceada para la descomposición de dicho compuesto (uno de los productos es Na 2CO3). b) Calcule la masa de NaHCO 3 que se requiere para producir 20.5 g de CO 2.
11. La nitroglicerina (C 3H5N3O9) es un explosivo muy potente. Su descomposición se puede representar mediante
Esta reacción genera una gran cantidad de calor y muchos productos gaseosos. La velocidad de formación de estos gases, así como su rápida expansión, es lo que causa la explosión. a) ¿Cuál es la máxima cantidad de O 2 en gramos que se obtendrá a partir de 2.00 ×102 g de nitroglicerina? b) Calcule el porcentaje de rendimiento de esta reacción si se encuentra que la cantidad de O 2 producida fue de 6.55 g.
12. El etileno (C 2H4), un importante reactivo químico industrial, se puede preparar calentando hexano (C 6H14) a 800°C:
Si el rendimiento de la producción de etileno es 42.5%, ¿qué masa de hexano se debe utilizar para producir 481 g de etileno?
13. Una muestra de un compuesto de Cl y O reacciona con un exceso de H 2 para formar 0.233 g de HCl y 0.403 g de H 2O. Determine la fórmula empírica del compuesto. 14. Cierto óxido metálico tiene la fórmula MO, en donde M representa al metal. Una muestra de 39.46 g del compuesto se calienta fuertemente bajo una atmósfera de hidrógeno para eliminar el oxígeno en forma de moléculas de agua. Al final quedan 31.70 g del metal. Si el O tiene una masa atómica de 16.00 uma, calcule la masa atómica de M e identifique que el elemento. 15. Se ha calculado que durante la erupción del Monte Santa Elena (el 18 de mayo de 1980) se emitieron a la atmósfera alrededor de 4.0 × 10 5 toneladas de SO 2. Si todo el SO2 se convirtiera en ácido sulfúrico, ¿cuántas toneladas de H 2SO4 se producirían? 16. Una muestra de aire ocupa un volumen de 3.8 L cuando la presión es de 1.2 atm. a) ¿Qué volumen ocuparía a 6.6 atm?
b) ¿Cuál es la presión requerida para comprimirlo a 0.075 L? (La temperatura se mantiene constante.)
17. El cloro y el flúor moleculares se combinan para formar un producto gaseoso. En las mismas condiciones de presión y temperatura se encuentra que un volumen de Cl 2 reacciona con tres volúmenes de F 2 para obtener dos volúmenes del producto. ¿Cuál es la fórmula del producto? 18. Un gas liberado durante la fermentación de glucosa (en la manufactura de vino) tiene un volumen de 0.78 L a 20.1°C y 1.00 atm. ¿Cuál es el volumen del gas a la temperatura de fermentación de 36.5°C y 1.00 atm de presión? 19. El hielo seco es dióxido de carbono sólido. Una muestra de 0.050 g de hielo seco se coloca en un recipiente vacío que tiene un volumen de 4.6 L a 30°C. Calcule la presión interior del recipiente después de que todo el hielo seco se ha convertido en CO 2 gaseoso. 20. La densidad de una mezcla de gases flúor y cloro es de 1.77 g/L a 14°C y 0.893 atm. Calcule el porcentaje másico de los gases. 21. El metano, principal componente del gas natural, se utiliza para calentar y cocinar. El proceso de combustión es:
Si 15.0 moles de CH 4 reaccionan, ¿cuál es el volumen producido de CO 2 (en litros) a 23.0°C y 0.985 atm?
22. Un matraz de 2.5 L a 15°C contiene una mezcla de N 2, He y Ne a presiones parciales de 0.32 atm para N 2, 0.15 atm para He y 0.42 atm para Ne. a) Calcule la presión total de la mezcla. b) Calcule el volumen en litros a TPE que ocuparán el He y el Ne si el N 2 se elimina selectivamente. 23. El porcentaje en masa de bicarbonato (HCO -3) en una tableta de Alka-Seltzer es de 32.5%. Calcule el volumen (en mL) de CO 2 generado a 37°C y 1.00 atm cuando una persona ingiere una tableta de 3.29 g. (Sugerencia: La reacción ocurre entre el (HCO 3) y el HCl del estómago.) 24. El oxígeno comprimido se vende en el comercio en cilindros metálicos. Si un cilindro de 120 L se llena con oxígeno a una presión de 132 atm a 22°C, ¿cuál es la masa (en gramos) de O 2 presente? ¿Cuántos litros de este gas a 1.00 atm y 22°C produciría el cilindro? (Suponga un comportamiento ideal del gas.) 25. El óxido nitroso (N 2O) se puede obtener por la descomposición térmica del nitrato de amonio (NH 4NO3). a) Escriba una ecuación balanceada de la reacción. b) En cierto experimento, un estudiante obtiene 0.340 L de gas a 718 mmHg y 24°C. Si el gas pesa 0.580 g, calcule el valor de la constante de los gases.
26. El aire que entra a los pulmones termina en finos sacos llamados alveolos. Desde aquí el oxígeno se difunde hacia la s angre. El radio promedio del alveolo es de 0.0050
cm y el aire en su interior contiene 14% de oxígeno. Suponiendo que la presión dentro del alveolo es de 1.0 atm y la temperatura es de 378C, calcule el número de moléculas de oxígeno en uno de los alveolos. (Sugerencia: El volumen de una esfera de radio r es de 4 /3π r 3).
27. Considere dos bulbos que contienen gases argón (izquierdo) y oxígeno (derecho).Después de abrir la v álvula, la presión de los gases combinados es de 1.08 atm. Calcule el volumen del bulbo derecho. La temperatura se mantiene a 20°C. Suponga comportamiento ideal.
28. La atmósfera de Marte está compuesta principalmente de dióxido de carbono. La temperatura de la superficie tiene 220 K y la presión atmosférica unos 6.0 mmHg. Tomando estos valores como “TPE marcianas”, calcule el volumen molar en litros de un gas ideal en Marte. 29. Una mezcla equimolar de H 2 y D2 se funde a través de un orificio (pequeño agujero) a cierta temperatura. Calcule la composición (en fracciones molares) del gas que atraviesa el orificio. La masa molar de D 2 es de 2.014 g/mol. 30. En 2.00 min, 29.7 mL de He se fundieron a través de un pequeño orificio. En las mismas condiciones de presión y temperatura, 10.0 mL de una mezcla de CO y CO 2 se funden a través del orificio en la misma cantidad de tiempo. Calcule la composición porcentual en volumen de la mezcla. 31. Los alimentos que ingerimos son degradados o destruidos en el cuerpo para proporcionar la energía necesaria para el crecimiento y otras funciones. La ecuación general global para este complicado proceso está representada por la degradación de la glucosa (C 6H12O6) en dióxido de carbono (CO 2) y agua (H2O):
Si una persona consume 856 g de C 6H12O6 durante cierto periodo, ¿cuál será la masa de CO2 producida?
32. Todos los metales alcalinos reaccionan con agua para formar hidrógeno gaseoso y el hidróxido correspondiente. Una reacción común es la que ocurre entre el litio y el agua:
¿Cuántos gramos de Li se necesitan para producir 9.89 g de H 2?
33. En la industria, el vanadio metálico, que se utiliza en aleaciones de acero, se puede obtener al hacer reaccionar óxido de vanadio(V) con calcio a temperaturas elevadas:
En un proceso reaccionan 1.54x10 3 g de V2O5 con 1.96x10 3 g de Ca. a) Calcule el rendimiento teórico de V. b) Calcule el porcentaje de rendimiento si se obtienen 803 g de V.
34. ¿Cuál de las siguientes cantidades tiene mayor masa: 2 átomos de Pb o 5.1x10 moles de He?
-23
35. Durante muchos años se utilizó el cloroformo (CHCl 3) como anestésico de inhalación a pesar de ser también una sustancia tóxica que puede dañar el hígado, los riñones y el corazón. Calcule la composición porcentual en masa de este c ompuesto. 36. La azida de sodio (NaN3) se usa en bolsas de aire en algunos automóviles . El impacto de una colisión desencadena la descomposición de la NaN 3 de la siguiente manera:
El nitrógeno gaseoso producido infla rápidamente la bolsa que se encuentra entre el conductor y el parabrisas. Calcule el volumen de N 2 generado a 80 ºC y 823 mmHg por la descomposición de 60.0 g de NaN 3.
37. El análisis químico de un compuesto gaseoso mostró que contiene 33.0% de silicio y 67.0% de flúor en masa. A 35 ºC, 0.210 L del compuesto ejercen una presión de 1.70 atm. Si la masa de 0.210 L del gas fue de 2.38 g, calcule la fórmula molecular del compuesto. 38. Un químico ha sintetizado un compuesto gaseoso amarillo verdoso de cloro y oxígeno, y encuentra que su densidad es de 7.71 g/L a 368C y 2.88 atm. Calcule la masa molar del compuesto y determine su fórmula m olecular. 39. Una pequeña burbuja se eleva desde el fondo de un lago, donde la temperatura y presión son de 88C y 6.4 atm, hasta la superficie del agua, donde la temperatura es de 25 ºC y la presión de 1.0 atm. Calcule el volumen final de la burbuja (en mL) si su volumen inicial era de 2.1 mL. 40. Una mezcla de helio y neón gaseosos se recolectó sobre agua a 28.0 ºC y 745 mmHg. Si la presión parcial del helio es de 368 mmHg, ¿cuál es la presión parcial del neón? (La presión de vapor de agua a 28 ºC 5 28.3 mmHg)
