UNIVERSIDAD DEL VALLE – DEPARTAMENTO DE QUIMICA EXAMEN DE PRUEBA – QUIMICA FUNDAMENTAL. Prof. Fabio Zuluaga 1- Los puntos de fusión, en grados Kelvin, del flúor y del cloro son 54 y 172 respectivamente. Convertirlos, primero, a grados Celsius y luego grados Fahrenheit. 2- Un átomo de hierro tiene un radio aproximado de 126 picometros (1pm = 10
-12
m). a) Cuántos
átomos de hierro pueden alinearse en una longitud de 14245 Cm. b) Cual es el volumen de un 3
átomo de hierro en CC si lo consideramos esférico y el volumen de una esfe ra es 4/3 (r ). 3- Los pescados que contengan más de 0.50 partes por millón de mercurio, no pueden ser vendidos en el comercio. Cuántos gramos de mercurio puede contener una libra de pescado sin exceder ese límite?(una parte por millón es 1 g en un millón de g). 1lb = 453.6g 4- Los gases nobles He y Xe los representamos de la siguiente manera:
4 132 Xe He 2 54 Cuáles son sus nombres? Cuál su número atómico? Cuántos neutrones contiene cada núcleo? 5- El aire es una mezcla de muchos gases. Sin embargo, para calcular su masa molar se consideran sus 3 componentes principales: nitrógeno, oxígeno y argón. Si un mol de aire está compuesto por 78.08% de nitrógeno, 20.95% de oxígeno y 0.97% de argón, ¿Cuál es la masa molar del aire? Tenga en cuenta que las moléculas de nitrógeno y oxígenos son diatómicas y la de argón monoatómica. 6- El platino forma dos compuestos diferentes con el cloro. Uno de ellos contiene 26.7% de cloro en masa y el otro 4 2.1%. Determine la fórmula empírica de cada uno de los dos compuestos. 7- Una mezcla de 0.9157g de CaBr2 y NaBr se disolvió en agua y se añadió AgNO 3 para formar un precipitado de AgBr. Si la masa del precipitado es de 1.693g, cual es el porcentaje en masa de NaBr en la mezcla original? 8- Escriba las ecuaciones iónicas e iónicas netas para cada una de la siguientes reacciones:
2AgNO3 (ac) + Na2SO4 (ac) Na2S(ac) + ZnCl2(ac) 9- Una cantidad de 0.225g de un metal M (masa molar=27.0 g/mol) liberó 0.303L de H2 (medido a 17°C y 741 mmHg) al reaccionar con un exceso de HCl. Deduzca a partir de estos datos la ecuación correspondiente y las fórmulas del óxido y del sulfato de M. 10- El etanol (C2H5OH) se quema en el aire:
C2H5OH (l) + O2(g) (g)
CO2 (g) + H2O (l)
Balancee la ecuación y determine el volumen de aire en L a 35°C y 790 mmHg que se requieren para quemar 227g de etanol. Suponga que el aire contiene 21.0% de oxígeno en volumen.
SOLUCION - EXAMEN DE PRUEBA – QUIMICA FUNDAMENTAL. Prof. Fabio Zuluaga 1- 54 °k = (54 -273.)°C = -219°C = (-219°C)9/5 +32 = -394.2 + 32 = -362.2°F 2- Como el radio es 126pm su diámetro es 252pm Convertimos 14245Cm en pm =
1pm 14245cmx 1m 100cm -12 10 m
10 = 14245x10 pm
Número de átomos alineados en una longitud de 14245 cm
14245x1010 pm 1atomo = 56,5x1010 atomos 252pm
3- Sean X los gramos de mercurio en una libra de pescado
0.50g = 106g
X 453.6g
X = 0.50x453.6gx10 -6=226.8x10-6g 4- He= helio, Xe = xenón, sus números atómicos son 2 y 54 respectivamente. No de neutrones en el helio = 4-2 = 2 5- Masa molar promedio del aire = (78.08N 2 + 20.95O2 + 0.97Ar)/100 = (78.08x2x14,01 + 20.95x2x16 + 0.97x39.95)/100 = 28,97 6- Por simplicidad supongamos que solo hay un átomo de Pt (masa atómica 195,1) en la fórmula. Para el primer compuesto la fórmula molecular sería PtClx, y para el segundo PtCly Resolveremos ekl primer caso y el se gundo se resuelve de la misma manera Masa molecular del primer compuesto = 195.1g/mol + 35.45Xg/mol % de Cloro = 26.7/100 = Masa de cloro en la fórmula/ masa molar del compuesto 26.7/100 = (35.45X)/(195.1+ 35,45X) De aquí se deduce que 100(35.45X) = 26.7(195.1 + 35.45X) 3545X = 5072.6 + 946.5X 2598.5X = 5072.6 De donde X = 5072.5/2598.5 = 1.95 aproximadamente 2 Fórmula del compuesto = PtCl2 7- Si X son los gramos de NaBr, Y los g de CaBr2, X + Y = 0.9157g
Ecuación 1
Las ecuaciones de las reacciones respectivas son:
De acuerdo con las ecuaciones balanceadas un mol de NaBr reacciona con un mol de AgNO3 para dar un mol de AgBr, mientras que un mol de CaBr2 reacciona con dos moles de AgNO3 para dar dos moles de AgBr Como el peso del precipitado del AgBr es de 1.693g podemos calcular el número de moles de AgBr producidos teniendo en cuenta que la masa molar del AgBr es 187.80g/mol
Moles de AgBr =
1.693g
-3 = 9.02x10 mol
187.80g/mol
Estas moles de AgBr fueron producidas por las reac ciones del AgNO3 con NaBr y CaBr2 Por lo tanto, las moles de AgBr debidas a la reacción con NaBr son
Xg de NaBr 1mol de AgBr x 102.9g/mol) 1mol de NaBr
en donde 102.9g/mol es la masa molar del NaBr
Y las moles de AgBr debidas a la reacción con CaBr2 son
Yg de CaBr 2
x
en donde 199.88g/mol es la masa molar del CaBr2
2mol de AgBr
199.88g/mol 1 mol de CaBr2 Si sumamos Xg de NaBr
x
1mol de AgBr
102.9 g/mol 1mol de NaBr
Yg de CaBr 2
+
x
2mol de AgBr
-3 = 9.02x10 mol de AgBr
Ecuac. 2
199.88g/mol 1 mol de CaBr2
De acuerdo con la ecuación 1, X = 09157 – Y Remplazando X por 0.9157 – Y en la ecuación 2 y simplificando, tenemos
0.9157 -Y 102.9
+
2Y
=
199.88
9.02x10-3 mol de AgBr
Resolviendo esta ecuación Y = 0.4138g de CaBr2 Por lo tanto X = 0.9157g – 04138g = 0.5019g de NaBr % de NaBr en la Mezcla es
0.5019g
x 100
= 56.7%
0.9157g 8- La Ecuación no iónica completa es Ag 2SO4(s) + 2NaNO 3(ac)
2AgNO3(ac) + Na 2SO4(ac) La Ecuación iónica completa es
Ag2SO4(s) + 2Na+ + 2NO3-
2Ag + + 2NO3- + 2Na+ + SO4= Los iones NO3 y –
+
Na
están presentes a ambos lados de la ecuación y se llaman iones
espectadores, por lo tanto los podemos cancelar y obtenemos la ecuación iónica neta
2Ag+ + SO4=
Ag2SO4(s)
La otra ecuación se trata de la misma manera 9- Para calcular las moles del metal M Moles de M + 0.225g/27.0g/mol = 8.33x10
-3
Para calcular las moles de H 2 utilizaremos la ecuación de estado de los gases ideales
PV = nRT de donde n=PV/RT P= 741mmHgx1Atm/760mmHg + 0.975 Atm T = 17 + 273.15 + 290.15°K
R = 0.082LxAtm/mol°K
V = 0.303L
Remplazando
n=
0.975Atmx0.303L
-3 = 12.4x10 mol
0.082AtmxL 290.15°K molx°K
Dividiendo las moles de M y las de H 2 por el menor valor Moles relativas de M = 1 -3
-3
Moles relativas de H2 = 12.4x10 /8.33x10 = 1.5 O sea que por cada molécula de M se producen 1.5 moléculas de H2 es decir 3 de átomos de H Por la tanto la reacción es
M + 3HCl
1.5H2 + MCl3
La fórmula del óxido es M 2O3 y las del sulfato es M 2(SO4)3 10- La ecuación balanceada es
C2H5OH(l) + 3O2(g)
2CO2(g) + 3H2O(l)
moles de etanol = 227g/46g/mol = 4.49 mol moles de O2 = mol de C2H5OHx 3moles de O2/1mol de C2H5OH Para calcular el volumen de oxígeno usamos la e cuación de estado de los gases PV = nRT de donde V = nRT/P P=790mmHg/760mm/Atm = 1.03Atm, T = 35 + 273.15 = 308.15°k Remplazando
V=
3x4.94molx0.082(AtmL/mol°k)308.15°k = 363.6L 1.03Atm
V de aire = V de O 2x100vol de aire/21VdeO2 = 1731.4L
