Universidad Nacional Experimental “Francisco de Miranda” Área de Tecnología Tecnología Complejo Académico “El a!ino” "rograma de #ngeniería $%ímica &r' Tejera Tejera "ereira "er eira (evin Al!erto Unidad C%rric%lar) $%ímica #' Guía de Ejercicios Unidad III: Líquidos y Soluciones. I.
Diagrama de Fases
a* A contin%aci+n contin%aci+n se m%estra m%estra el diagrama diagrama de ,ase ,ase del a-%,re' .'/ 0C%1ntos p%ntos triples 2a34 5'/ 5'/ 6a monoc onoclí líni nica ca 3 la la r+m r+m!ica !ica son son do doss ,orm ,ormas as al alotr+ otr+pi pica cass del del a-%,re' 0C%1l es m1s esta!le en condiciones atmos,éricas4 7'/ 7'/ 8esc 8e scri ri!a !a 9%é 9%é s%c s%ced edee c%a c%and ndoo el el a-% a-%,r ,ree a . atm atm se cal calient ientaa ddee :;
!* 6os p%ntos de e!%llici+n 3 de congelaci+n del di+xido de a-%,re son de = .;5'>': atm' Con esta in,ormaci+n di!%je %n es9%ema del diagrama de ,ases del D5' c* Al ,inal ,inal de este pro!lema pro!lema se m%estra m%estra %n diagrama diagrama de ,ases ,ases del ag%a' Mar9%e Mar9%e las regiones 3 prediga 9%é s%cedería si) .'/ .'/ A part partir ir de A@ la la tem tempe pera rat% t%ra ra se elev elevaa a pres presi+ i+nn con const stan ante te@@ 5'/ 5'/ A part partir ir de C@ la temp temper erat at%r %raa se se red red%c %cee a pres presi+ i+nn con const stan ante te@@ 7'/ 7'/ A part partir ir de &@ la pres presi+ i+nn se se red red%c %cee a temp temper erat at%r %raa con const stan ante te''
II.
Cálculos Asociados a las Unidades de Concenraci!n
a* Calc%le el porcentaje en masa de sol%to en cada %na de las sig%ientes disol%ciones ac%osas) .'/ 7.'; g de Clor%ro de odio en .5 g de ag%a 5'/ ' g de Tol%eno en 5 g de &enceno' !* Calc%le la cantidad de ag%a ?en gramos* 9%e se de!e agregar a) a* .'/ ';; g de %rea ?NG5*5CD para preparar %na disol%ci+n a .B'5H en masa 5'/ 5B'5 g de Clor%ro de Magnesio para preparar %na disol%ci+n a .'H en masa' c* Calc%le la molalidad de cada %na de las sig%ientes disol%ciones) .'/ .'7 g de sacarosa ?C.5G55;..* en B>B g de ag%a 5'/ >'5; moles de etilenglicol ?C5GBD5* en 7B g de ag%a' d* Calc%le la molalidad de cada %na de las sig%ientes disol%ciones ac%osas) .'/ 8isol%ci+n de Clor%ro de odio 5'; M ?densidad de la disol%ci+n I .';: gJm6* 5'/ 8isol%ci+n de &rom%ro de "otasio a :'5H en masa' e* Calc%le la molalidad de cada %na de las sig%ientes disol%ciones ac%osas) .'/ 8isol%ci+n de a-Kcar ?C.5G55D..* .'55 M ?densidad de la disol%ci+n I .'.5 gJm6*@ 5'/ 8isol%ci+n de Gidr+xido de odio ;':> M ?densidad de la disol%ci+n I .'; gJm6*@ 7'/ 8isol%ci+n de NaGCD7 '5 M ?densidad de la disol%ci+n I l'l gJm6*' ,* "ara disol%ciones dil%idas@ en las 9%e la densidad de la disol%ci+n es aproximadamente ig%al a la del disolvente p%ro@ la molaridad de la disol%ci+n es ig%al a s% molalidad' 8em%estre 9%e este en%nciado es v1lido para %na disol%ci+n ac%osa de %rea@ ?NG5*5CD@ ;';.; M' g* El 1cido s%l,Krico concentrado 9%e se %tili-a en el la!oratorio est1 aproximadamente a :';H en masa' Calc%le la molalidad 3 la molaridad de la disol%ci+n 1cida' 6a densidad de la disol%ci+n es .':7 gJm6' 2* Calc%le la molaridad 3 la molalidad de %na disol%ci+n de Amoniaco preparada con 7;'; g de Amoniaco en >;'; g de ag%a' 6a densidad de la disol%ci+n es ;':5 gJm6' i* 6a densidad de %na disol%ci+n ac%osa 9%e contiene .;';H en masa de etanol ?C5GDG* es ;': gJm6' .'/ Calc%le la molalidad de esta disol%ci+n' 5'/ Calc%le s% molaridad' 7'/ 0$%é vol%men de la disol%ci+n contendr1 ;'.5 moles de etanol4 j* El 1cido clor2ídrico concentrado comercial tiene %na concentraci+n de 7>'>H en masa' 0C%1l es s% concentraci+n molar4 ?6a densidad de la disol%ci+n es l'. gJm6'* L* Una m%estra de 5'B 6 de ag%a contiene .5 mg de plomo' 0Esta concentraci+n de plomo excede el límite de seg%ridad de ;';; ppm de plomo por litro de ag%a pota!le4
l* 6a concentraci+n del 1cido nítrico concentrado comercial es >;';H en masa@ o .' M' Calc%le la densidad 3 la molalidad de la disol%ci+n' m* El aire es %na me-cla de m%c2os gases' i se considera 9%e %n mol de aire a nivel del mar est1 ,ormado por >'BH de nitr+geno@ 57'.H de oxígeno@ ;'7H de arg+n 3 el .H estante de %na me-cla de gases no!les 0c%1l es la ,racci+n molar de los comp%estos 9%e ,orman el aire4 n* Un a-e+tropo ?o me-cla a-eotr+pica* es %na me-cla lí9%ida de dos o m1s Comp%estos 9%ímicos 9%e 2ierven a temperat%ra constante 3 9%e se comportan como si est%viesen ,ormadas por %n solo componente' i %na Me-cla de 7 g de Ag%a con g de Etanol ?C5GDG* ,orma %n a-e+tropo a >:@5 G:* es de ;':B> gJm6@ 3 la del tio,eno ?CG* es de .';B gJm6' e prepara %na disol%ci+n disolviendo .;'; g de tio,eno en 5;'; m6 de tol%eno' .'/ Calc%le la ,racci+n molar de tio,eno en la disol%ci+n' 5'/ Calc%le la molalidad de tio,eno en la disol%ci+n' 7'/ %poniendo 9%e los volKmenes del sol%to 3 del disolvente son aditivos@ calc%le la molaridad de tio,eno en la disol%ci+n' III.
"ro#iedades Coligai$as
a* e prepara %na disol%ci+n disolviendo 7B g de sacarosa ?C.5G55D..* en B5 g de ag%a' 0C%1l es la presi+n de vapor de esta disol%ci+n a 7;' mmGg'* c* 0C%1l es el p%nto de e!%llici+n 3 el p%nto de congelaci+n de %na disol%ci+n de na,taleno 5'> m en !enceno4 d* Una disol%ci+n ac%osa contiene el amino1cido glicina ?NG5CG5CDDG*' %poniendo 9%e el 1cido no se ioni-a en el ag%a@ calc%le la molalidad de la disol%ci+n si se congela a =.'.
,*
g*
2* i* j* L* l*
m* n*
o*
p*
:;'>:H de C@ .7'BH de G 3 'BBH de D' Una disol%ci+n de .';; g de esta ,eromona en :'; g de !enceno se congela a 7'7>H de G 3 7'7H de D' Una disol%ci+n de ;'B; g del s+lido en 5>': g del disolvente !i,enilo t%vo %na dismin%ci+n del p%nto de congelaci+n de .'B: mmGg de presi+n@ en :'; g de !enceno' Calc%le el p%nto de congelaci+n de esta disol%ci+n' Una disol%ci+n de 5'; g de %n comp%esto@ c%3a ,+rm%la empírica es CBG"@ en 5'; g de !enceno se congela a '7;'; m6 de %n disolvente org1nico mostr+ %na presi+n osm+tica de '5; mmGg a 5':; g de %n comp%esto org1nico para o!tener 7;;'; m6 de disol%ci+n' 6a disol%ci+n tiene %na presi+n osm+tica de .'7 atm a 5>H de G@ 7>'7H de D 3 .B'7H de N' Calc%le la ,+rm%la molec%lar del comp%esto' Una disol%ci+n de B': g de %n car!o2idrato en .;;'; g de ag%a tiene %na densidad de .';5 gJm6 3 %na presi+n osm+tica de 'B. atm a 5;';B mmGg'* 6as presiones osm+ticas de las disol%ciones A 3 & son de 5' atm 3 'B atm@ respectivamente@ a cierta temperat%ra' 0C%1l es la presi+n osm+tica de %na disol%ci+n preparada me-clando volKmenes ig%ales de A 3 & a la misma temperat%ra4 Una m%estra de 5B5 m6 de %na disol%ci+n 9%e contiene .'55 g de %n a-Kcar tiene %na presi+n osm+tica de 7;'7 mmGg a 7
9* Una disol%ci+n de .';; g de clor%ro de al%minio an2idro@ AlCl7@ en ;'; g de ag%a se congela a =.'..; M'* s* e 2a aislado %na proteína en ,orma de sal@ c%3a ,+rm%la es Na5;" ?esta notaci+n signi,ica 9%e 2a3 5; iones NaQ asociados a %na proteína cargada negativamente "5; = *' 6a presi+n osm+tica de .;'; m6 de %na disol%ci+n 9%e contiene ;'55 g de la proteína es de ;'5> atm a 5';' mmGg en el p%nto de e!%llici+n normal del ag%a 3 la disol%ci+n & tiene la misma presi+n de vapor en el p%nto de e!%llici+n normal del !enceno' Calc%le la masa molar de R en las disol%ciones A 3 & 3 expli9%e la di,erencia' A%E&'S Disol$ene
"uno %ormal de Congelaci!n ()C*
+, ()C-m*
"uno %ormal de Eullici!n ()C*
+ ()C-m*
Ag%a &enceno Etanol Ácido Acético Ciclo2exano
; ' /..>'7 .B'B B'B
.':B '.5 .' 7' 5;
.;; :;'. >:' ..>' :;'>
;'5 5'7 .'55 5'7 5'>
/e,erencias 0iliográ,icas
&roSn@ T' &%rge@ ' &%rsten@ &' 6eMa3@ E' ?5;;* Química. La Ciencia Central. Novena Edici+n' Editorial) "earson Ed%caci+n' 5'/ C2ang@ ' ?5;.;* Química ' 8écima Edici+n' México) Editorial McVraS/Gill' 1.2
