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Serie Shaum - química general Sexta edición Agosto 1988
CAPITU! " #$%ICI&' %$ (AS$S )ol*menes gaseosos+ ,resión+ ,resión atmo.rica est/ndar0 Condiciones est/ndar0 ees de los gases0 e2 de Charles0 e dede (a ussac0 e general de los gases0 %ensidad de un gas ideal0 e de %alton de la las ,resiones ,arciales0 3ecolección de gases so2re un liquído0 %eri4aciones del com,ortamiento ideal0
58 ,ro2lemas ,ro,uestos 3esueltos ,or el I'(0 (usta4o Calderón )alle Catedr/tico titular de química general e inorg/nica 1996 Uni4ersidad #aor de San Andres0
S$3I$
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SC7AU# U#ICA ($'$3A S$:TA $%ICI&' A(!ST! %$ 1988 ;$3!#$ 0 3!S$'<$3(
CAPITU! = T$!3IA CI'>TICA ? P$S!S #!$CUA3$S %$ !S (AS$S 7i,ótesis de A2ogador0 )olumen molar0 e de los gases ideales0 3elaciones entre el 4olumen de gases a ,artir de ecuaciones0 Su,osiciones 2/sicas de la teória cin.tica de los gases0 Predicciones de la teória cin.tica0
@5 ,ro2lemas ,ro,uestos 3esueltos con detalle ,or el Ing0 (usta4o Calderón )alle catedr/tico titular de química general e inorg/nica 1996 Uni4ersidad #aor de San Andres
"018 $x,r.sese la atmósera est/ndar en a 2ars+ 2 li2ras uerBa ,or ,ulgada cuadrada0 1 atmósera 1 atm D=6 mm7g 1+61E 2ars 1 atmósera 1 atm 1@+D PS I 1@+D l2sF,ulg5 "019 a ,resión de 4a,or de agua a 5" GC es 5E08 Torr0 $x,resarla en a atmóseras+ 2 Hilo,ascals0
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P4 5E+8 Torr x 1 atm 6+6E1E atmóseras D=6 Torr
5E+8 Torr x 1 atm x 161+E5" H,a E+1DE Hilo,ascals D=6 Torr1 atm "056 Se ha encontrado que el alcanor sure una modicacióncristalina a una tem,eratura de 1@6 GC una ,resión de E069 x 16 'Fm 0 JCu/l es la ,resión de transición en atmóserasK P E+69 x 169 'Fm5 x 1 atmósera E+6@9" x 16@ atmóseras 161E5" 'Fm5 "051 Un a2rasi4o+ el 2oraBón+ se ,re,ara calentando nitruro de 2oro ordinario a E666 GL un millón de li2ras ,or ,ulgada cuadrada0 $x,r.sese las condiciones ex,erimentales en GC atm0 Transormando GL a GC GL - E5 9 GC " ME666 N E5 x " GC 9 de donde GC 1=@8+888 a ,resión en atmóserasO 16= l2s x 1 atmósera =+86ED x 16@ atmóseras ,ulg5 1@+D l2s ,ulg5 "055 Con uno de los sat.lites que se en4iarón a mercurio en 19D@+ se o2ser4ó que la ,resión atmos.rica del ,laneta era de 5 x 16-9 m2ar0 J Cu/l es la racción de esta en com,aración con la ,resión atmos.rica terrestreK P 5 x 16-9 m2ar 5 x 16-15 2ars $n 4ista de que 1 2ar 1666 m2ar Por lo tanto eectuando el calculo mediante actores de con4ersiónO 5 x 16-9 m2ar x 1 2ar 5 x 16-15 2ars 1666 m2ar Com,arando las ,resionesO 5 x 16-15 2ars 5 x 16-15 1 2ars Mal tanto ,or uno "05E Una masa de oxígeno ocu,a @6+6 ,ie cu2o a D"8 torr0 Calc*lese el 4olumen a =E" torr+ manteniendo la tem,eratura constante0 T constante Se P1 utiliBa
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P5 =E" torr)5 @D+D@ ,ieE "05@ %ieB litros de hidrógeno a 1 atm de ,resión estan contenidos en un cilindro que tiene un ,istón mó4il0 $l ,istón se mue4e hasta que la misma masa de gas ocu,a 5 litros a la misma tem,eratura0 $ncu.ntrese la ,resión en el cilindro0 Tem,eratura constante O le de
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)5 P1 )1 T5 5"D GH x 1666 ,ieE x D=E Torr P5 T1 @56 Torr x 588 GH )5 1=8@+561 ,ieE "058 Una masa de gas a "6 GC D8" Torr0 !cu,a E"6 mlt0 Ju. 4olumen ocu,ar/ el gas a T0P0$0K T0P0$0 T5 5DE GH P1 D8" Torr )1 E"6 mlt 6+E"6 P5 D=6 Torr T1 "6 R 5DE E5E GH e com2inada P1 )1 P5 )5 )5 P1 )1 T5 P5 T1 )5 D8" Torr x 6+E" x 5DE GH D=6 Torr x E5E GH )5 6+E6"" E6"+" mlt0 "059 Si una masa de gas ocu,a 1 a T0P0$0 Ju. 4olumen ocu,ar/ a E66 GC 5" atmK0 )1 1 )5 K )5 P1 )1 T5 T1 5DE GH T5 "DE GH P5 T1 P1 1 atm P5 5" atm)5 1atm x 1 x "DE GH 5" atm x 5DE GH )5 6+68E9" 8E+9" mlt0 "0E6 Si un gas ocu,a 1"+D ,ie cu2ico a =6 GL 1@+D l2F,ulg5+ Jqu. 4olumen ocu,ar/ a 166 GL 5" l2F,ulg5K )1 1"+D PieE T1 =6 GL GL N E5 9 M=6 N E5 x " 1"+""" GC GC " 9 T1 588+""" GH P1 1@+D PSI )5 K T5 166 GL Transormando M166 N E5 x " ED+DD GC 9 T5 E16+DDD GH P5 5" PSI )5 P1 )1 T5 1@+D PSI x 1"+D ,ieE x E16+DDD GH 9+9@5 ,ieE P5 T1 5" PSI x 588+""" GH )5 9+9@5 ,ieE
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"0E1 Se recogen exactamente "66 centímetro c*2ico de nitrógeno so2re agua a 5" GC D"" Torr0 $l gas est/ saturado con 4a,or de agua0 Calc*lese el 4olumen de nitrógeno en condiciones secas a T0P0$0 a ,resión de 4a,or del agua a 5" GC es 5E+8 Torr0 ) "66 cc '5 6+" '5 T 598 GH M5" GC PT D"" Torr como P4 5" GC 5E+8 Torr $ntonces P'5 D"" Torr - 5E+8 Torr DE1+5 Torr Para estas condiciones DE1+5 Torr x 6+" n x 3 x 598 GH M P) n 3 T D=6 Torr x ) n x 3 x 5DE GH %es,esando ) DE1+5 x 6+" x 5DE 6+@@6= D=6 x 598 @@6+=9 mlt "0E5 Un gas seco ocu,a 15D centímetros c*2icos a T0P0$0 Si se recogiese la mismamasa de gas so2re agua a 5E G C una ,resión total del gas de D@" Torr+ Ju. 4olumen ocu,aríaK a ,resión de 4a,or de agua a 5E GC es 51 Torr0 )1 6+15D T1 5DE G P1 D=6 Torr Para las condiciones nales O PT D@" Torr Pgas R P4 Pgas PT N P4 D@" Torr N 51 Torr Pgas D5@ Torr P5 T5 5E R 5DE 59= GH )5 K UtiliBando la le com2inadaO )5 P1 )1 T5 D=6 Torr x 6+15D x 59= G P5 T1 D5@ Torr : 5DE GH )5 6+1@@" 1@@+"@ mlt "0EE Una masa de gas ocu,a 6+85" a N E6GC ""= Pa0 J Cu/l es la ,resión si el 4olumen se modica hasta 1 la tem,eratura hasta 56 GCK0 )1 6+85" T1 - E6 GC T1 5@E GH P1 ""= Pa P5 K )5 1 T5 59E GH UtiliBamos nue4amente la le com2inadaO P1 )1 P5 )5 T1 T5 %es,eamosO P5 P1 )1 T5 ""= Pa x 6+"5" x 59E GH )5 T1 1 x 5@E GH
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P5 ""E+68 Pa
"0E@ Calc*lese la tem,eratura Celsius nal que se requiere ,ara transormar 16 de 7elio a 166 GH 6+1 atm a 56 6+5 atm0 e com2inadaO P1 )1 P5 )5 T1 T5 T5 P5 )5 T1 6+5 atm x 56 x 166 GH @66 GH6+1 atm x 16 T5 @66 N 5DE 15D GC "0E" Un mol de gas ocu,a 55+@ a T0P0$ a Ju. ,resión se requerir/ ,ara com,rimir un mol de oxígeno dentro de un reci,iente de " mantenido a 166 GC K 2 J Cu/l ser/ la tem,eratura Celsius m/xima ,ermitida si esta cantidad de oxígeno se mantu4iese en " a una ,resión no su,erior a E atmK c Ju. ca,acidad se requerir/ ,ara mantener esta misma cantidad si las condiciones se asen a 166 GC E atmK0 a )1 55+@ a P1 1 atm T1 5DE GH Mn 1 mol de cualquier gas P5 K )5 " T5 EDE GH P1 )1 P5 )5 P5 P1 )1 T5 1 atm x 55+@ x EDE GH )5 T1 " x 5DE GH P5 =+151 atm 2 3esol4iendo P) n 3 T T P ) E atm x " 185+95= GH n 3 1 mol x 6+685 atm GH mol T 185+95= N 5DE - 96+6DE GC c ) n 3 T 1 mol x 6+685 atm x EDE GH GH mol 16+19" E atm ) 16+19" "0E= Si la densidad de un cierto gas a E6 GC D=8 Torr es 1+5"E Hilogramos ,or metro c*2ico+ encu.ntrese su densidad a T0P0$00 P # d 3 T M )ariante de la ecuación de estado
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Para las condiciones inicialesO D=8 Torr # 1+5"E HgFm x 3 x E6E GH Para T0P0$0 D=6 Torr # d x 3 x5DE GH %es,esando d 1+5"E Hg FmE x E6E x D=6 1+ED= HgFmE D=8 x 5DE "0ED Cierto reci,iente contiene 5+"" g de neón a T0P0$0 J u. masa de neón ,odr/ contener a 166 GC 16+6 atmK Condiciones iniciales MT0P0$0 P ) m 3 T # 1 atm x ) 5+"" g x 3 x 5DE GH # Para las condiciones nalesO 16 atm x ) m x 3 x EDE GH # %es,eando m 5+"" g x 5DE x 16 18+==E g EDE "0E8 $n la cima de una montaQa el termómetro marca 16 GC el 2arVmetro D66 mm7g0 $n la 2ase de la montaQa la tem,eratura es E6 GC la ,resión es D=6 mm7g0 Com,/rese la densidad del aire en la cima en la 2ase0 CimaO T 58E GH P D66 mm7g
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dcima 1+1@" 6+98= d2ase 1+1=1
"0E9 Se recoge un 4olumen de 9" cc de oxido nitroso a 5D GC so2re mercurio en un tu2o graduado el ni4el externo de mercurio dentro del tu2o est/ =6 mmarri2a del ni4el externo del mercurio cuando el 2arómetro marca D"6 Torr 0 a Calc*lese el 4olumen de la mis+ma masa de gas a T0P0$0 2 J u. 4olumen ocu,ar/ la misma masa de gas a @6 GC+ si la ,resión 2arom.trica es de D@" Torr el ni4el de mercurio dentro del tu2o es de 5" mm ,or de2ao del ni4el en el exteriorK ) 9" cc 6+69" de '5! O T E66 GH O #'5! @@ gFmol a ,ara este caso Patm h R P'5! %onde h =6 mm =6 Torr de donde P'5! Patm N h D"6 Torr N =6 Torr =96 Torr calculo de la masa de '5! m P ) # 3T m =96 Torr x 6+69" x @@ gFmol =5+@ Torr x E66 GH GH mol m 6+1"@ g ) ,ara T0P0$0 ) m x 3 x T 6+1"@ g x =5+@ Torr x 5DE GH 6+6D8@ P x # GH mol D8+@ cc D=6 torr x @@ gFmol 2 ) K a T E1E GH Patm D@" Torr h 5" Torr Para este caso Patm P'5! - h P'5! Patm R h D@" R 5" DD6 Torr ) 6+1"@ g x =5+@ Torr x E1E GH GH mol 6+688D 88+D ccDD6 Torr x @@ gFmol "0@6 A cierta altitud en la atmósera su,erior+ se calcula que la tem,eratura es N 166 GC la densidad de 16-9 de la atmósera terrestre a T0P0$0 Su,oniendo ua com,osición atmos.rica uiorme+ J cu/l esla ,resión en Torr+ a esa altitudK a densidad a T0P0$0 d P x # 1 atm x 58+9 gFmol 1+59 gF
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6+685 atm x 5DE GH GH mol d 1+59 x 16-9 gF a nue4a ,resiónO P d 3 T 1+59 x 16-9gF x =5+@ Torr x 1DE GH # GH mol 58+9 gFmol P @+81 x 16-D mm @+81 x 16-D Torr
"0@5 e midió la res,iración de una sus,ensión de c.lulas de le4adura o2ser4ando el decremento en la ,resión del gas arri2a de la sus,ensión celular0 $l a,arato se colocó de orma que el gas estu4iese connado en un 4olumen constante+ 1=+6 cc+ el cam2io de ,resión total uese causado ,or la asimilación de oxígeno ,or las c.lulas0 a ,resión se midió con un manómetro cuo Wuido tenía una densidad de 1+6E@ gFcc0 Todo el a,arato esta2a sumergido en un termostato a ED GC0 $n un ,eriodo de o2ser4ación de E6 min+ el Wuido en la rama a2ierta del manómetro descendió ED mm0 %es,reciando la solu2ilidad del oxígeno en la sus,ensión de la le4adura+ calc*lese la ra,ideB de consumo de oxígeno ,or las c.lulas en milímetros c*2icos de !5 MT0P0$0 ,or hora0 )ol*men )1 1=+6 cc 6+61= % Wuido 1+6E@ gFcc T1 5DE R ED E16 GHh WuidoO ED mm luego h1 d1 h5 d5 de donde h 7g ED mm x 1+6E@ gFcc h 7g 5+81E mm P1 calculamos )5 Para T0P0$0 Sea com2inada )5 P1 )1 T5 5+81E mm x 6+61= x 5DE GH P5 T1 D=6 mm x E16 GH )5 "+51" x 16-" durante E6 minutos Para una hora )5 "+51" x 16-" x 5 1+6@E x 16-@ Fhora 1+6@E x 16-@ x 1666 cc x 16 mm 16@+E mmEFhora 1 1 cc "0@E Se analiBó una maBola de '5+ '! '!5 mediante a2sorción selecti4a de los óxidos de nitrógeno0 $l 4olumen inicial de la meBcla ue de 5+D@ cc0 %es,u.s de tratarse con agua+ el cual a2sor4e el '!5+ el 4olumen ue de 5+65 cc0 $ntonces+ se agitó una solución de sulato erroso con el gas residual ,ara a2sor4er el '!+ des,u.s de lo cual el 4olumen ue de o+5" cc0 Todos los 4ol*menes se midierón a la ,resión 2arom.trica0 %es,reciando el 4a,or JCu/l era el ,orcentae en 4olumen de cada uno de los gases de en agua+ la meBcla originalK
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)T )'5 R )'! R )'!5 5+D@ cc %es,u.s del tratamiento con 75! ) 5+65 cc luego )'!5 5+D@ N 5+65 6+D5 cc Tratamiento con LeS!@ ) 6+5" cc Por lo que )'! 5+65 N 6+5" 1+DD cc )'5 6+5" cc Porcentaes en 4olumenO X '5 6+5" cc x 166 9+15@ X5+D@ cc X '! 1+DD cc x 166 =@+"9 X 5+D@ cc X '!5 6+D5 cc x 166 5=+5D X 5+D@ cc
"0@@ Un matraB de 5"6 ml contenía ri,tón a "66 Torr+ un matraB de @"6 ml contenía helio a 9"6 Torr0 Se meBclo el contenido de los dos matraces a2riendo la lla4e que los conecta2a+ su,oniendo que todas las o,eraciones se realiBaron a tem,eratura constante uniorme+ calc*lese la ,resión total nal el ,orcentae en 4olumen de cada gas en la meBcla0 Tem,eratura constanteO e de
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=055 Calc*lese el 4olumen de 11 g de óxido nitroso+ '5! a T0P0$0 ) K # del '5! 1@ x 5 R 1= =@ gFmol m 11 g '5! $ntoncesO T 5DE GH ) m 3 T 11 g x 6+685 atm x 5DE GH P 1 atm P # GH mol "+"9 1 atm x @@ gFmol =05E Ju. 4olumen ocu,aran 1+51= g de dióxido de aBure gaseoso a 18 GC D"" TorrK =05@ ) K # del S!5 E5 R 1= x 5 =@ gFmol m 1+51= g S!5 T 591 GH ) m 3 T 1+51= g x 6+685 atm x 591 GH P D"" Torr GH mol D"" Torr x =@ gFmol x 1atm D=6 Torr ) 6+@"=E @"=+E cc =05" Una masa de 1+55" g de un liquido 4l/til se 4a,oriBa+ dando @66 cc de 4a,or cuando se mide so2re agua a E6 GC DD6 Torr0 a ,resión del 4a,or de agua de E6GC es E5 Torr0 JCu/l es el ,eso molecular de la sustanciaK0 ) @66 cc 6+@ Pgas seco Pt - P4 m 1+55" g DD6 Torr - E5 Torr DE8 Torr T E6E GH # m 3 T 1+55" g x =5+@ Torr x 1DE GH Pt DD6 Torr P ) GH mol P4 756 E5 Torr # K DE8 Torr x 6+@ # D8+@" gFmol =05= Calc*lese el ,eso de un litro de amoniaco gaseoso+ '7E a T0P0$0 ) 1 '7E m P ) # 1 atm x 1 x 1D gFmol mK 3 T 6+685 atm x 5DE GH P 1 atm GH mol T 5DE GH m 6+D"9 g =05= Calc*lese la densidad de 75S gaseoso a 5D GC 5066 atm0 dK 75S # 5 R E5 E@ gFmol T E66 GH P 5 atm la 4ariante P # d 3 T UtiliBando
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d P # 5 atm x E@ gFmol 3 T =5+@ atm x 1DE GH GH mol d 5+D=@ gF =05D $ncu.ntrese el ,eso molecular de una gas cua densidad a @6 GC D"8 Torr es 1+58= Hilogramo ,or metro c*2ico0 # K $c0 %e estado P ) m 3 T d 1+59= HgFm # T E1E GH # m 3 T 1+5E= Hg x =5+@ Torr x E1E GH x 166 gP D"8 Torr P ) GH mol mE x D"8 Torr x 1666 x 1 Hg 1 mE # EE+1E gFmol =058 Ju. ,eso de hidrógeno a T0P0$0 Podr/ contener un reci,iente en el que ca2en @+6 g de oxígeno a T0P0$0K0 Para el hidrógenoO P ) mF# 3 T 1 atm ) m 75 x 3 x 5DE GH 5 gFmol Para el oxígenoO la misma $c0 1 atm ) @ g !5 x 3 x 5DE GH E5 gFmol %es,eandoO m 75 8 6+5" g de hidrógeno E5 =059 Uno de los m.todos que se dis,onen ,ara calcular la tem,eratura del centro del sol+ se 2asa en la le de los gases ideales0 Si se su,one que el centro consta de gases cuo ,eso molecular ,romedio es de 506 si la densidad ,resión son 1+@ x 16 ilogramos ,or metro c*2ico 1+ E x 16 atm+ calc*lese la tem,eratura0 # 5+6 gFmol $c0 %e estadoO P ) ' 3 T P # d 3 T d 1+@ x 16 HgFm P # d 3 T T P # 1+E : 16 atm x 5 gFmol P 1+E x 16 atm d 3 1+@ x 16 Hg x 6+685 atm T K mE GH mol %e donde T 5+5=@ x 16 GH =0E6 Un tu2o electrónico al 4acío se sello durante la a2ricación a una ,resión de 1+5 x 16-" Torr+ a 5D GC+ su 4olumen es166 cc calc*lese el n*mero de mol.culas de gas que ,ermanecieron en el tu2o0 P 1+5 x 16-" Torr P ) ' 3 T
T P )Torr 1+5 16-" ) E66 6+1 GH 3' T =5+@ xxE66 GHTorr x 6+1 =+@1 x 16 moles
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n K GH mol nG de mol.culas =+@1 x 16-11 moles x =+65E x 165E mol.culas 1 mol n E+8= x 161E mol.culas =0E1 Uno de los criterios im,ortantes ,ara considerar al hidrógeno como com2usti2le ,ara 4ehículos es lo com,acto que resulta0 Com,/rese el n*mero de /tomos de hidrógeno ,or metro c*2ico que se tiene enO a hidrógeno gaseoso 2ao una ,resión de 1@ #,a a E66 GH 2 hidrógeno líquido a 56 GH a una densidad de D606 ilogramos ,or metro c*2ico0 c $l com,uesto sólido % CoE7E tiene una densidad de 8566 ilogramos ,or metro c*2ico todos sus hidrógenos se ,ueden utiliBar ,ara la com2ustión0 a ) 1 mE P 1@ #,a T E66 GH P ) ' 3 T $ntoncesO ' P ) 1@ #,a x 166 x 1666 H,a 3 T 6+685 atm x 161+E5" H,a x E66 GH 1 #,a 1 atm GH mol "+=1= x 16E moles x =+65E x 165E mol.culas 1 mol E+E859 x 165Dmol.culas x 5 /tomos 6+=D= x 1658 /tomos 1 mol.cula 6+=D= x 1658 /tomos m 2 75 M T 56 GH d D6 HgFm $ntoncesO D6 Hg x1666 g x =+65E x 165E mol.culas x 5 /tomos m 1 Hg 5 g 1 mol.cula @+5 x 1658 /tomosFm c % C!E 7" d 8566 gFm % 1=E C!E "9 : E E@" gFmol 7g 1 x "
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SoluciónO 8566 Hg x 1666 g x " g 75 x =+65E x 16 molec x 5 /tomo m 1 Hg E@" g 5 g 75 1 molec D+1"D x 16 /tomosFm =0E5 Un tanque de acero 4acío con 4/l4ula ,ara gases ,esa 15" l20 Su ca,acidad es de 1+" ,ie c*2ico0 Cuando el tanque se llena con oxígeno hasta 5666 12F,ulgada cuadrada a 5" GC+ Jqu. ,orcentae del ,eso total del tanque lleno es !5K0 Su,onga la 4alideB de la le de los gases ideales0 m tanque 15" l2 $c0 %e estadoO ) 1+" ,ieE P ) m 3 T P 5666 PSI # T 598 G m P ) # m!5 K 3 T m 5666 PSI x 1+" ,ieE x ME6@" cc x E5 gFmol 1 ,ieE 6+685 atm x 1@+D PSI x 166 cc x 59" GH GH mol 1 atm 1 m D"=D+D8 g 1=+==9 2 X 1=+==9 x 166 1E+E 15" Para el tanque llenoO X 1=+==9 x 166 11+D= X 15" R 1=+==9 =0EE $loxígeno gaseoso ,uro no es necesariamente la uente m/s com,acta de oxígeno ,ara los sistemas car2urantes cerrados de2ido al ,eso del cilindro necesario ,ara connar al gas0 !tras uentes com,actas son el ,eróxido de hidrógeno el ,eróxido de litio0 as reacciones ,roductoras de oxígeno sonO 5 75!5 5 75! R !5 5 i5!5 5 i5! R !5 Com,/rese entre a =" X en ,eso de 75!5 2 i5!5 ,ura en unción del ,orcentae del ,eso total que consta de oxígeno Y utiliBa2leZ0 Com,/rese con el ,ro2lema =0E50 75!5 5 R E5 E@ gFmol i5!5 1E+885 R E5 @"+885 gFmol %e acuerdo con la reacciónO 5 75!5 5 75! R ! 5 x E@ g E= g 75! R E5 g ! =8 g 75!5 E= g 75! R E5 g !5 5 i5!5 5 i 5G R !5
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5 x @"+885 g E5 g !5 91+D=@ g E5 g !5
a =" X en ,eso de 75!5 =8 x 6+=" @@+5 g 75!5 ellos ,roducir/nO 56+8 g !5 X 56+8 x 166 E6+= X =8 2 X E5 g !5 x 166 E@+8D X 91+D=@ g i5!5 =0E@ Se analiBó un meteorito de hierro en unción de su contenido de argón isotó,ico0 a cantidad de E= Ar ue de 6+566 mm T0P0$0 ,or Hg de meteorito0 Si cada /tomo de E= Ar se ormó mediante un enómeno cósmico *nico0 JCu/ntos de estos enómenos de2en ha2er ocurrido ,or Hg de meteoritoK ) 6+5 mmE $c0 %e estado P ) m 3 T O m P ) ## 3 T P 1 atm m 1 atm x 6+5 mmE x @6 gFmol T 5DE GH 6+685 atm x 5DE GH x 1666 cc x 16 mmE GH mol 1 1 cc m E+"DE x 16-D g $l 'G de /tomosO E+"DE x 16-D g x =+65E x 165E /tomos @6 g "+E8 x 161" /tomos 'G de enómenosO el mismo "+E8 x 161" Hg de meteorito =0E"01 Tres com,uestos 4ol/tiles de cierto elemento tienen las siguientes densidades gaseosas calculadas a T0P0$0O =+D"+ 90"= ? 16068 HgFm 0 os tres com,uestos contienen 9= X+ EE X 9=+@ X del elemento en cuestión+ res,ecti4amente0 JC*al es el ,eso atómico m/s ,ro2a2le del elementoK0 Sí # d 3 T # =+D" x 6+685 x 5DE 1"1+16" gFmol 1 # 9+"= x 6+685 x 5DE 51@+616 gFmol 1 # 16+68 x 6+685 x 5DE 55"+="6 gFmol 1 ,eso atómico m/s ,ro2a2leO 1"D+16"F5 x 6+9= R 51@+616F5 x 6+EE R 55"+="6F5 x 6+9=@ E D5+"E R E"+E11 R 168+D=E D5+5 E =0E= os a2sor2edores químicos se ,ueden utiliBar ,ara eliminar el C!5
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exhalado ,or los4iaeros en el es,acio en 4uelos es,aciales cortos0 $l i5! es uno de los m/s ecientes en unción de la ca,acidad de a2sorción ,or unidad de ,eso0 Si la reacción esO i5! R C!5 i 5C!E
JCu/l es la eciencia de a2sorción del i5! ,uro en de C!5 a T0P0$0 ,or HgK Pesos atómicos i =+9@1 g C 15 g ! 1= g $n la reacción i5! R C!5 i5C!E 59+885 g R @@ g
$ntonces ,or Hg de i5! 59+9 g i5! @@ g C!5 1666 g i5! : : 1@D5+@" g C!5 UtiliBando la ecuación de $stadoO P ) m 3 T # ) m 3 T 1@D5+@" g C!5 x =5+@ mm x 5DE P # D=6 mm GH mol @@ g Fmol ) D"6+1 $ciencia de a2sorciónO D"6+1 FHg M Para una res,uesta m/s exacta utilice los ,esos atómicos con todos sus decimales0 =0ED $l argón gaseoso li2erado ,or los meteoritos destroBados no tiene la misma com,osición isotó,ica que el argón atmos.rico0 a densidad del gas de una muestra dada de argón meteorítico ue de 1+@81 gF a 5D GC D@6 Torr0 JCu/l es el ,eso atómico ,romedio de esta muestra de argónK0 $c0 %e estado P # d 3 T %es,eando # d 3 T 1+@81 gF x =5+@ Torr x E66 GH GH molD@6 Torr # ED+@=" gFmol Como se trata de un hgas no2le MAr+ no existe en orma molecular0 Por lo que directamente la res,uesta se reere al ,eso atómico ex,resado en gramosO ED+@=" g0 =0E8 $xactamente "66 cc de un gas a T0P0$0 ,esan 6+"81 g la com,osición del gas es la siguienteO C 95+5@ X+ 7 D+D= X0 !2t.ngase la órmula molecular0 Calculo del ,eso molecular realO
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# m 3 T 6+"81 g x =5+@ mm x 5DE GH P ) GH mol D=6 mm x 6+" # 5=+6@ gFmol
Com,osición centesimal C 95+5@ X D+=8= F D+=8= 1 15 7 D+D= X D+D= F D+=8= 1 1 # real 5=+6@ gFmol 5 # em,írica 1E gFmol Lormula molecularO C575 =0E9 Un hidrocar2uro tiene la siguiente com,osiciónO C 85+== X+ 7 1D+E@ X0 a densidad del 4a,or es 6+5E68 gF a E6 GC D" Torr0 Calc*lese su ,eso molecular su órmula molecular0 C/lculo del ,eso molecularO # m 3 T 6+5E68 g x =5+@ mm x E6E GH GH mol 1 x D" mm # "8+18 gFmol Com,osición centesimalO C 85+== X 85+== =+88F=+88 1 x 5 7 1D+E@ X 1D+E@ 1D+E@F=+88 5 Lormula em,íricaC57" # em,írica 5@ R" 59 # real "8+18 gFmol 5 # em, 59 gFmol Lormula molecular C@716 M C5 : 5 7" : 5 "0@6 JCu/ntos gramos de oxígeno est/n contenidos en 160" de oxígeno medidos so2re agua a 5"GC D@6 TorrK a ,resión de 4a,or de agua a 5" GC es 5@ Torr0 mo5 K Corrección de la ,resiónO ) 16+" !5 Pgas seco Pt N P4 75! 1@6 Torr N 5@ Torr T 598 GH Pgas seco D1= Torr P D@6 Torr P4 75! 5@ Torr $c0 %e estado O m P # ) D1= Torr x E5 gFmol x 16+" 3 T =5+@ Torr x 598 GH GH mol m 15+9E g !5 "0@1 Por una cuidadosa determinación+ se encontró que la densidad del '! es o+5"D9 Hilogramos ,or metro c*2ico a una tem,eratura ,resión a las cu/les densidad del oxígeno 6+5D@9 ilogramo ,or metro c*2ico0laCon 2ase a o2ser4ada esta inormación en eles,eso atómico conocido del
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oxígeno+ calc*lese el ,eso atómico del nitrógeno0 UtiliBando ,ara am2os casosO P# d 3 T P'! #'! d'! 3 T 6+5"D9 HgFm x 3 x T P!5 # !5 d!5 3 T 6+5D@9 HgFm x 3 x T %es,eandoO #'! 6+5"D9 x #!5 6+5"D9 x E5 gFmol E6+651 g Fmol 6+5D@9 6+5D@9 Sí el ,eso atómico del oxígeno esO 1= g $ntonces el ,eso atómico del nitrógeno ser/O E6+651 N 1= 1@+651 g
"0@5 a Su,oniendo que el aire est/ ormado ,or D9 X en mol de '5+ 56 X de !5 1 X de Ar+ calc*lese el,eso molecular ,romedio del aire0 2 JCu/l es la densidad del aire a 5" GC 1 atmK a '5 D9 X ' 1@ x 5 !5 56 X ! 1= x 5 Ar 1 X Ar @6 # ,romedio del aire 58 g x 6+D9 x E5 g x 6+15 R@6 g x 6+61 58+95 gFmol 1 2 d P# 1 atm x 58+95 gFmol 1+18E gF P T 6+685 atm x 598 GH GH mol "0@E Un matraB 4acío a2ierto al aire ,esó 5@+1DE g0 $l matraB se llenó con el 4a,or de un líquido org/nico se selló a la ,resión 2arom.trica a 166 GC0 A tem,eratura am2iente+ el matraB ,esó 5"+665 g0 $ntonces+ el matraB se a2rió se lleno con agua a tem,eratura+ des,u.s de lo cual ,eso 1D= g0 a lectura 2arom.trica era de D5" mm7g0 Todas las ,esadas se hicieron a tem,eratura am2iente+ 5" GC JCu/l es el ,eso molecular del 4a,or org/nicoK0 T.ngase en cuenta el ,eso del aire en el rasco durante la ,esada inicial0 A m matraB R m 75! 1D= g < m matraB R m 4a,or 5"+665 g C m matraB R m aire 5@+1DE g 3estando A N < m 75! N m 4a,or 1"6+998 g 1 3estando < R C m 4 N m aire 6+859 g 5 Sumando 1 R 5 o2tenemosO m75! N m aire 1"1+85D g E $n la ecuación E m75! d75! x ) maire O P ) #aire 3 T d 75! x ) P ) # 1"1+85D g 166 g x ) D5" ) 58+9 1"1+85D g
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3 T =5+E= 598 %es,eando el 4olumen ) 1"1+85D 6+1"19 998+8DE lle4ando este resulltado a la ecuación A tendremosOm matraB R1"1+998 g 1D= g m matraB 5@+661 g a la $c0 < m 4a,or O 5"+665 g N 5@+661 g 1+666E g Calculando el ,eso molecular # m 3 T P) 1+666Eg x =5+E= mm x EDE GH GH mol 511+1"" gFmol D5" mm 6+1"19
=0@@ Una muestra de "6 cc de una meBcla de hidrógeno N oxígeno se colocó en una 2ureta ,ara gases a 18 GC se encerró a ,resión 2arom.trica0 Se ,aso a una chis,a a tra4.s de la muestra de orma que se lle4ó a ca2o la ormación de agua0 $l gas ,uro resultante tiene un 4olumen de 16 cc a ,resión 2arom.trica0 JCu/l ue la racción de mol inicial de hidrógeno en la meBcla a si el gas residual des,u.s de ,asar la chis,a ue hidrógeno+ 2 si el gas residual ue oxígenoK0 )!5 R)75 "6cc T 18 GC P
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=0@" JCu/nto 4a,or de agua contiene un cuarto c*2ico de @ m de longitud+ si la humedad relati4a es "6 X la tem,eratura es 5D G CK a ,resión de 4a,or de agua a 5D GC es 5=+D Torr0 a humedad relati4a ex,resa la ,resión ,arcial del agua como un ,orcentae de la [,resión del 4a,or de agua0 ) @ m x @ m =@ cc =@666 7r P4 "6 X P4 T E66 GH P4 75! 5=+D TorrO entonces la P4 ser/O P4 6+" x 5=+D Torr 1E+E" Torr a masa de 4a,or ser/O P ) m 3 T m P ) # #3T m 1E+E" Torr x =@666 x 18 g Fmol =5+@ Torr x E66 GH GH mol m 851+"E8 g 6+851 Hg =0@= $ etano gaseoso+ C5 7=+ se quema en el aire en la orma indicada ,or la ecuaciónO 5 C57= R D !5 @ C!5 R = 75! Calc*lese el n*mero de a moles de C!5 ? %$ 75! ormados cuando se quema 1 mol de C57=+ 2 litros de !5 requeridos ,ara quemar 1 litro de C57=+ c litros de C!5 ormados cuando se queman 5" litros de C57=+ d litros MT0P0$0 de C!5 ormados cuando se quema 1 mol de C57=+ e moles de C!5 ormados cuando se queman 5" MT0P0$0 de C57=+ gramos de C!5 ormados cuando se queman 5" MT0P0$0 de C57=0 a %e acuerdo con la reacciónO 5 C57= R D !5 @C!5 R = 75! 5 moles R D moles @ moles R = moles si se queman 1 mol de C57= 1mol R E+" moles 5 moles R E moles 2 itros de !5 ,ara quemar 1 de C57= %e id.ntica ormaO 1 mol C57= R E+" moles !51 C57= R E+" !5 Se requierenO E+" !5 c itros de C!5 ormados cuando se queman 5" de C57=O 5 C57= R D !5 @ C!5 R = 75! 5 litros R D litros @ litros R = litros 5" litros R 8D+" litros "6 litros R D" litros Se ormanO "6 litros de C!5 ? D" litros de 75! d itros MT0P0$0 de C!5 ormados cuando se quema 1 mol de C57= 1 mol C57= 5 moles C!5 ) ' 3 T 5 mol x =5+@ mm x 5DE GH @@+859 P GH mol D=6 mm e moles de C!5 ormados cuando se queman 5" C57= MT0P0$0 ' P ) mm D=6 mm x 5" 3 T=5+@ x 5DE GH 1+11" moles
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GH mol uego 5moles C57= @moles C!5 1+11" moles C57= : : 5+5E moles de C!5 (ramos de C!5 ormados cuando se queman 5" C57= MT0P0$0 5+5E moles C!5 x @@ g 98+1" g C!5 1 mol C!5 =0@D Con el n de economiBar oxígeno en las na4es es,aciales+ se he sugerido que el oxígeno en orma de C!5 exhalado+ se con4ierta en agua mediante la reducción con hidrógeno0 Se ha calculado que el C!5 emitido ,or un astronauta es de 1+66 Hg ,or día M5@ horas0 Un con4ertidor catalíco ex,erimental reduce al C!5 con una ra,ideB de "66c MT0P0$0 ,or minuto0 Ju. racción de tiem,o tendr/ que uncionar dicho con4ertidor ,ara transormar todo el C!5 emitido ,or un astronautaK0 C!5 R 75 75! R 000000 C!5 exhalado ,or un astronauta O 1Hg ,or día M5@ h
Ca,acidad del con4ertidor cataliticoO "66 ccF min T0P0$0 Por lo tantoO "66 cc x =6 min x 5@horas D+5 x 16 ccFdía min 1 hora día #ediante la ecuación de estadoO m P ) # 3T m D=6 mm x D+5 x 16 x @@ gFmol =5+@ mm x 5DE GH GH mol m 1@1E+E"" g C!5 m 1+@1E HgFdía Lracción de tiem,o que de2er/ uncionarO 1 Hg 6+D6D x 166 D6+D X 1+@1E Hg =0@8 JCu/ntos gramos de HCl!E se necesitan ,ara ,re,arar 18 litros de oxígeno que se recoger/n so2re agua a 55 GC D=6 TorrK a ,resión de 4a,or de agua a 55 GC es 19+8 Torr0 )!5 18 T 59" GH Pt D=6 Torr Pgas secoO Pt N P4 75! D=6 Torr N 19+8 Torr D@6+5 Torr UtiliBamos la ec0 %e estado m!5 P ) # 3T D@6+5 x 18GH x E5 gFmol =5+@ TorrTorr x 59"
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GH mol m!5 5E+1=1 g Pesos atómicos H E9 3eacciónO 5H Cl !E 5 H Cl R E !5 Cl E"+" 5@" g ----------- 5+61= g 75 ! 1= : ------------ 5E+1=1 g : "9+1 g =0@9 Ju. 4olumen de solución de /cido clorhídrico+ de densidad 1018 gFcc que contiene E" X en ,eso de 7Cl+ de2er/ reaccionar con Binc ,ara li2erar @+=8 gramos de hidrógenoK a reacción química ser/O \n R 57Cl \n Cl5 R 75 DE g 7Cl ---------- ="+E8 g \n ----------- 5+61= g 75 ? ---------- : ----------- @+=8 g 75 ? 1=9+@=@ g 7Cl : 1"1+DD" g \n )ol0 de solución de 7Cl 1"1+DD" g \n reaccionan con 1=9+@=@ g 7Cl 1=+9@=@ g 7Cl x 166 g disol acid x 1 cc disol acid @16+E5" cc disol acid E" g 7Cl 1+18 g disol acid
=0"6 Se 4an a tratar "6 gramos de aluminio con 16 X de exceso de 75S!@0 a ecuación química ,ara la reacción esO 5 Al R E75S!@ Al5 MS!@E R E 75 a Ju. 4olumen de /cido sulurico concentrado+ de densidad 1018 gFcc que contienen 9=0" X de 75S!@ en ,eso+ se de2e utiliBarK 2 Ju. 4olumen de hidrógeno se recoger/ so2re agua a 56 GC D8" TorrK0 a ,resión de 4a,or de agua a 56 GC es 1D+" Torr0 a %e acuerdo con la reacciónO 5 x 5D g de Al R E x 98 g 75S!@ Para "6X de AlO "6 g de Al x 59@ g de 75S!@ 5D5+55 g 75S!@ "@ g Al )olumen de /cido 5D5+55 g 75S!@ x 166 g disol x cc disol 1"=+D18 cc disol 9=+" g 75S!@ 1+8 g disol $xceso 16 X de /cidoO 1"=+D18 cc x 1+1 1D5+@ cc disol 2 )75 K 5 Al ------- E 75 5 x 5D g Al ------- 5 x E x1+668 g 75 Mmolecular Para "6 g de AlO "6 g Al x =+6@8 g 75 "+= g 75 "@ g Al )olumen de la ecuación de estadoO ) m 3 T #P
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"= g x =5+@ mm x 59E GH GH mol ==+1D 5+61= gFmol x MD8" N 1D+" Torr =0"6 Una muestra de 6+D" g de /cido 2enBoico sólido+ CD7=!5+ se colocó en un matraB de reacción a ,resión lleno con !5 a 16 atm de ,resión 5" GC0 $l /cido 2enBoico se quemó com,letamente+ hasta agotar el oxígeno+ ,ara o2tener agua C!50 JCu/les ueron las racciones mol nales de C!5 de 4a,or de agua en la meBcla gaseosa resultante lle4ada a la tem,eratura inicialK0 a Presión de 4a,or de agua a 5" GC es 5E08 Torr 0 %es,r.ciese el 4olumen ocu,ado ,or las sustancias no gaseosas la solu2ilidad del C!5 en la ,resión de 4a,or del agua+ de orma que la maor ,arte del agua se condensó0 $c0 IgualadaO CD7=!5 R D+" !5 D C!5 R E 75! 155 g R 5@6 g E68 g R "@ g M!5 agotadoO 1+@D"@ g 6+D" g R 1+@D" g 1+89E@ g R 6+EE19= g Calculo del 4olumenO ) m 3 T 1+@D"@ g x 6+685 atm x 598 GH GH mol 16 atm E5 gFmol 6+115= 'G de moles de C!5 ProducidosO nC!5 1+89E@ g 6+6@E6 moles C!5 @@gFmol 'G de moles de 75! ProducidosO n75! 6+EE19= g 6+618@ moles 75! 18 gFmol
moles de 75! que no se condensanO n P ) 5E+8 Torr x 6+115= 1+@@1 : 16 moles de 756 3 T =5+@ Torr x 598 GH GH mol Por lo tantoO :75! M4 n75! M4 1+@@1 x 16 moles 6+66EE n total M1+@@1 x 16 moles R 6+6@E6 moles uego :C!5 1 N :75! M4 6+99= =0"1 Se ,usieron en contacto dos gases que esta2an en dos reci,ientes adacentes a2riendo una lla4e entre ellos0 Uno de los reci,ientes media 6+5" contenía '! a 88 Torr 556 GH+ el otro medía 6+1 contenía !5+ a =66 Torr 556 GH0 a reacción ,ara ormar '5!@ M sólido terminó com,letamente con el reacti4o limitante0 a %es,reciando la ,resión de 4a,or de '5!@+ JCu/l es la ,resión la com,osición quesequeda a 556 GH des,u.s de terminar la reacciónK 2 J u. ,esodel degas '5!@ ormoK
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a )1 6+5" del otro reci,iente M!5 )1 6+1 4ol0nal 6+E" P1 866 Torr P1 =66 Torr T1 556 GH T1 556 GH a reacción química que se ,roduceO 5'!Mg R !5Mg '5!@ Ms Si ' 1@ 6 1= =6 g '! R E5 g !5 95 g '5!@ #oles iniciales de '!O n P ) 866 Torr x 6+5" 6+61@" moles '! 6+@ED g de '! 3 T =5+@ Torr x 556 GH GH mol #oles iniciales de !5O =66 Torr x 6+1 =5+@ Torr x 556 GH @+ED x 16 moles !5 6+1E98= g !5 GHmol Considerando la reacciónO =6 g '! ----------- E5 g !5 : ----------- 6+1E98= g !5 : 6+5=55 g '! 6+@ED N 6+5=55 g '! 6+1D@8= g '! quedan como gas P ' 3 T 6+1D@8= x =5+@ x 556 ) E6 6+E" P'! 558+=1 Torr 2 m'5!@ ormada 6+5=55 g '! R 6+1E98= g !5 6+@65 g '5!@
=0"5 a ,roducción industrial de '7E mediante el uso de alimentación con gas natural ,uede re,resentarse mediante la siguiente conunto sim,licado de reaccionesO C7@ R 75! C! R E75 1 5 C7@ R !5 5 C! R 5 75 5 C! R 75! C!5 R 75 E '5 R E 75 5 '7E @ Su,oniendo I qu. sólo ocurren las reacciones anteriores+ adem/s de la a2sorción química de C!5+ II qu. el gas natural consta unicamente de C7@+ III que el aire consta de 6086 racción de mol de '5 6+56 racción de mol de !5+ I) qu. la relación de con4ersión del C7@ mediante los ,rocesos 1 5 se controlan mediante la admisión de !5 ,ara la reacción 5 aQadiendo *nicamenteel aire suciente ,ara que la raBón molar entre '5 75 sea exactamente 1OE+ la eciencia glo2al dem.trica un ,roceso en elacual 1566 m MT0P0$0 deconsideres. gas natural ,ro,orcionan 106 Ton de '7E+
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JCu/ntos moles de '7E se ormaran ,or cada mol de gas natural si la con4ersión del gas natural uese com,leta+ sueta a las su,osiciones anterioresK 2Ju. ,orcentae del rendimiento m/ximo calculado en a es el rendimiento realK a Corregimos la ecuación M5 5C7@ R !5 5C! R @ 75 M$l coeciente 5 ,ara lo hidrógenos no iguala la ecuación !2ser4ando glo2almente las ecuaciones M1 M5 tenemosO C7@ R 75! C! R E75 5C7@ R !5 5 C! R 5 75 E C7@ R 75! R !5 EC! R D 75 ConclusiónO E moles de C7@ ,roducen ---------- D moles de 75 os mismos E moles de C7@ ,roducen ----------- E moles de C! Por lo que tri,licando la reacción MEO tenemos E C! R E75! E C!5 R E 75 ConclusiónO E moles de C7@ ,roducen E moles C! R D moles de 75 R E moles de 75 16 moles de 75 Como la relación '5 O 75 de2e ser 1OE $ntonces de la ecuación M@ '5 R E 75 5'7E E+EEE R 16 moles 75 =0=== moles '7E Se orman =+=== moles de '7E ,or cada E moles de C7@O =+= moles '7E 5+5 mol ' E moles C7@ mol C
2 $ciencia glo2alO 1566 m 1+5 x 16 de C7@ equi4alen aO n P ) 1 atm x 1+5 x 16 "E=6@+9E1=" moles C7@ 3 T 6+685 atm x 5DE GH GH mol Se ,roducen 1 ton metrica de '7E 1666666 g '7E x 1 mol "885E+"59 1D '7E nC7@ "E=6@+9E1=" moles C7@ n'7E "885E+"59 moles '7E in4irtiendoO 1+69Dmoles '7E moles C7@ 3endimientoO 5+5 ------- 166
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1+69D ------ : : @9 X =0"@ Calc*lese la raBón entre a Ucm Um, 2 U,r Um, Um, x M E HtFm1F5 E1F5 E 1+55 Um, M5 HtFm1F5 51F5 5 %e la misma manera ,ara la raBón entre U,r Um,O
U,r M8HtFπm1F5 81F5 @ 1+158 Um, M5HtFm1F5 51F5 π1F5π =0"" A qu. tem,eratura tendr/n las mol.culas de '5 la misma 4elocidad ,romedio que los /tomos de 7e a E66 GHK )elocidad ,romedio O U,rO 8 Ht 1F5 π m U,r M7e 8H E66 1F5 as 4elocidades son π @+665 IgualesO U,r M'5 8 H t 1F5 π 58 %es,eando T E66 x 58 5166 GH @+665 =0"= J A qu. tem,eratura la 4elocidad m/s ,ro2a2le de las mol.culas de C! ser/ el do2le que a 6GCK
)elocidad m/s ,ro2a2leO Um, 5HT 1F5 m Um, a la Tem,00 desconocidaO 5 Um, 5 H t 1F5 m C! Um, a 6GC O Um, 5 H 5DE 1F5 m C!
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%es,eando TO 5DE x @ 1695 GH 819 GC =0"D %emu.strese que la le de los gases ideales se ,uede escri2ir como , 5FE $+ en donde $ es la enegía cin.tica ,or unidad de 4olumen0 Partiendo de la ecuación de $stadoO P) ' 3 T M' moles P) 3 T M1 mol 3 H n Mdonde H cte0
S$3I$ SC7AU# U#ICA ($'$3A
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S$:TA $%ICI&' A(!ST! 1988 AUT!3O ;$3!#$ 0 3!S$'<$3(
CAPITU! 11 !:I%ACI!' - 3$%UCCI!' 3eacciones de oxidación N reducción0 $stado de oxidación0 'otación iónica en las ecuaciones0
"6 P3!<$#AS P3!PU$ST!S 3esueltos con detalle ,or el Ing0 (usta4o Calderón )alle Catedr/tico titular de química general e inorg/nica Uni4ersidad #aor de San Andres 19960
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H #n !@R 7 Cl H Cl R #n MCl5 R 75! R Cl5 ^ R ^ R5 " e R 8 7 R #n !@ #n R @ 75! : 5 ^ 6 ^ 5 Cl Cl5 R 5 e : " ^ R ^ ^ R5 ^ 16 e R 1= 7 R 5 #n !@ R 16 Cl 5 #n R 8 75! R "Cl5 R 16 e 5H #n !@ R 1= 7 Cl 5 H Cl R 5#n MCl5 R 8 75! R "Cl5 1101E Le MCl5 R 75!5 R 7 Cl Le MClE R 75! R5 RE ^ Le Le R 1e : 5 ^ R 5e R 5 7 R 75!5 75! R 75! : 1 R5 ^ RE ^ 5 Le R 5 e R 57 R 75!5 5 L e R 5e R 5 75! 5Le MCl5 R 75!5 R 57 Cl 5 Le MClE R 5 75! 1101@ As5 S" R 7 '!E Mconc0 7E As!@ R 7 7S!@ R 75! R '!5 ^R^ @ 75! R S 7 S!@ R D 7 R 8 e : 1 ^ R 1 e R 5 7 R '!E '!5 R 75! : 8 ^ ^ @ 75! R S R 8 e R 1= 7 R 8 '!E 7 S!@ RD 7 R 8 e R 8 '!5 R 875! Para " S O " S R " x 9 7 R @6 '!E" 7S!@ R @6 '!5 R " x @ 75! @As5 S" R @6 7 '!E Mconc0 5 7E As!@ R " 7 7S!@ R 1575! R @6 '!5 corrección necesaria 1101" Cu R 7 '!E Mconc0 Cu M'!E5 R 75! R'!5 6 R5 ^ Cu Cu R 5e : 1 ^ ^ 1 e R 5 7 R '!E '!5 R 75! : 5 ^ R5 ^
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Cu R 5e R @ 7 R 5'!E Cu R 5e R 5 '!5 R 575! Cu R @7 '!E Mconc0 Cu M'!E5 R 575! R 5'!5 1101= Cu R 7 '!E Mdiluido Cu M'!E5 R 75! R '! 6 R5 ^ Cu Cu R 5e : E ^ ^ E e R @ 7 R '!E '! R 575! :5 ^ ^ E Cu R = e R 8 7 R 5 '!E E Cu R 5 '! R @75! R =e ECu R 8 7 '!E Mdiluido ECu M'!E5 R @75! R 5 '! 1101D \n R 7 '!E Mdiluido \n M'!E5 R 75! R '7@ '!E \n \n R 5e :@ 8 e R 16 7 R '!E '7@ R E 75! : 1 @ \n R 8 e R 16 7 R '!E @ \n R 8 e R '7@ R E 75 @ \n R 16 7'!E @ \n M'!E5 R E 75! R '7@ '!E 11018 'a5C5!@ R H #n!@ R 7 5 S!@ H 5 S!@ R 'a5S!@ R 75! R C!5 R #n S!@ C5!@ 5 C!5 R 5e : " "e R 8 7 R #n!@ #n R @ 75! : 5 ^ ^ " C5!@ R 16 e R 1= 7 R 5 #n!@ 16 C!5 R 16 e R 5 #n R 8 75! " '!5C5!@ R 5 H #n!@ R 8 75S!@ H5S!@ R " 'a5S!@ R 8 75! R 16 C!5 R 5 #n S!@
11019 Cd S R I5 R 7Cl Cd MCl5 R 7 I R S S S R 5e : 1
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5e R I5 5I : 1 5e R S R I5 S R 5e R 5I Cd S R I5 R 5 7 Cl Cd MCl5 R 5 7 I R S 11056 #n! R P2!5 R 7 '!E 7 #n!@ R P2 M'!E5 R 75! 5e R @7 R P2!5 P2 R 575! : " E75! R #n! #n !@ R =7 R "e :5 16e R 56 7 R " P2!5 R =75! R 5#n! "P2 R 1675! R 5#n!@ R157 R 16e 8@ 5#n! R "P2!5 R 8 7 '!E 5 7 #n!@ R " P2 M'!E5 R @75! 16 del tanteo nal 11051 Cr IE R H !7 R Cl5 H 5Cr!@ R H I!@ R H Cl R 75! 867 R Cr Cr!@ R @75! R Ee : 5 5@ !7 R IE EI!@ R 1575! R 5@ e : 5 5 e R Cl5 5 Cl: 5D 1=!7 R 5Cr R @8!7 R 5IE R "@e R 5DCl5 5Cr!@ R 875! R =e R=I!@ R 5@75! R @8e R "@ Cl 5Cr IE R =@H !7 R 5D Cl5 5H5 Cr!@ R = H I!@ R"@ H Cl R E5 75! 11055 'a57As!E R H
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1105E 'a 5 Te!E R 'a I R 7 Cl 'a Cl R Te R 75! R I5 @e R Te!E Te R E 75! : 1 5 I I5 R 5 e : 5 @e R = 7 R Te!E R @ I Te R E 75! R 5 I5 R @ e 'a5 Te!E R @ 'a I R = 7 Cl = 'a Cl R Te R E 75! R 5 I5 1105@ U MS!@5 R H #n!@ R 75! 7 5 S!@ R H 5 S!@ R #n S!@ R U! 5 S!@ 5 75! R U U!5 R @ 7 R 5 e : " " e R 8 7 R #n!@ #n R @ 75! : 5 16 75! R " U R 16 e R 1= 7 R 5 #n!@ " U!5 R 56 7 R 16e R 5 #n R 8 75! 5@ "U MS!@5 R5H #n!@ R575! 57 5 S!@ R H 5 S!@ R 5#n S!@ R"U!5 S!@ 1105" I5 R 'a 5S5!E 'a 5 S@!= R 'a I 5 e R I5 5 I : 15S5!E S@!= R 5 e :1 ^ ^ 5 e R I5 R 5S5!E 5 I R S@!= R 5 e I5 R 5 'a 5S5!E 'a 5 S@!= R 5 'a I 1105= Ca M! Cl5 R H I R 7 Cl I5 R CaCl R 75! R H Cl @ e R @ 7 R 5 Cl! 5 Cl R 5 75! : 1 5 I I5 R 5 e : 5 @ e R @ 7 R 5 Cl! R @ I 5 Cl R 5 75! R 5 I5 R @ e Ca M! Cl5 R @ H I R @ 7 Cl 5 I5 R Ca Cl R 5 75! R @ H Cl
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#n S!@ R M'7@5S5!8 R5 75! #n!5 R 5 7 5S!@ R M'7@ 5S!@
110E1 H 5 Cr5!D R Sn Cl5 R 7 Cl Cr ClE R Sn Cl@ R H Cl R 75! Sn Sn R 5e : E = e R 1@ 7 R Cr5!D 5 Cr R D 75! : 1 E Sn R =e R 1@ 7 R Cr5!D E Sn R =e R 5 Cr R D 75! H 5 Cr5!D R ESn Cl5 R 1@ 7 Cl 5 Cr ClE RE Sn Cl@ R 5 H Cl R D 75! 110E5 Co Cl5 R 'a 5 !5 R 'a !7 R 75! Co M!7E R 'a Cl Co Co R 1 e : 5 5e R 5 75! R 'a5!5 @ !7 R 5 'a : 1 5 Co R 5e R 5 75! R 'a5!5 5 Co R 5 e R @ !7 R 5 'a 5Co Cl5 R 'a 5 !5 R 5 'a !7 R 5 75! 5 Co M!7E R@ 'a Cl 110EE CuM'7E@ Cl5 R H C' R 75! '7E R '7@ Cl R H 5Cu MC'E R H C'! R H Cl ^ R5 R1 1 e R Cu Cu : 5 ^ ^ R ^75! R C' C'! R 57 R 5e : 1 ^ ^ 5 e R 5 Cu R C 5 Cu R C R 5e 5CuM'7E@ Cl5 R DH C' R 75! = '7E R 5 '7@ Cl R 5 H 5Cu MC'E R H C'! R 5H Cl 110E@ S25!E R H I!E R 7 Cl R 75! 7 S2M!7= R H Cl R I Cl 9 75! R S25!E 5 S2M!7= R =7 R @e : 1
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@ e R = 7 R I!E I R E75! : 1 @ e R 9 75! R S25!E R = 7 R I!E 5 S2M!7= R =7 R @e R I R E75! = S25!E R H I!E R 5 7 Cl R = 75! 5 7 S2M!7= R H Cl R I Cl
110E" Ag R H C' R !5 R 75! H Ag MC'5 R H !7 6 RR ^ Ag Ag R 1e : @ ^ ^ @ e R 5 75! R !5 @ !7 : 1 ^ ^ @ e R 5 75! R !5 R @ Ag @ Ag R @ e R @ !7 @Ag R 8 H C' R !5 R 575! @ H Ag MC'5 R @H !7 110E= _!E R Sn Cl5 R 7 Cl5 _E!8 R 7 5SnCl= R 75! ^ R 5 e R 57 R E _!E _E!8 R 75! : 1 R5 R@^ Sn Sn R 5e : 1 ^ ^ 5e R 57 R E_!E R Sn _E!8 R 75! R Sn R 5e E_!E R Sn Cl5 R @7 Cl5 _E!8 R 7 5SnCl= R 75! 110ED Co Cl5 R H '!5 R 7 C57E!5 H ECoM'!5= R '! R H C57E!5 R H Cl R 75! R5 RE ^ Co Co R 1 e : 1 ^ R ^ 1 e R 5 7 R '!5 '! R 75! : 1 ^ ^ 1e R Co R 57 R '!5 Co R 1e R '! R 75! Co '!5 R 57 C57E!5 H ECoM'!5= R '! R 5H C57E!5 R5 Cl5 H ClRRDH 75!
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110E8 )M!7@Cl R Le Cl5 R 7 Cl )! Cl5 R Le ClE R 75! ^ R" R@ 1eR)):1 R5 RE ^ Le Le R 1e : 1 ^ ^ 1 e R ) R Le ) R Le R 1e )M!7@Cl R Le Cl5 R 57 Cl )! Cl5 RLe ClE R E75!
$'S$ AS SI(UI$'T$S $CUACI!'$S #$%IA'T$ $ #$T!%! %$ $STA%! %$ !:I%ACI&'0 110E9 '7E R !5 '! R 75! -E R5 ^ ''R"e:@ ^ 6 -5 @ e R !5 5 ! : " ^ ^ @' R 56 R 56 e R "!5 @ ' R 56 e R 16 ! @ '7E R "!5 @ '! R = 75! 110@6 Cu! R '7E '5 R 75! R Cu ^ R5 6 5 e R Cu Cu : E -E 6 ^ 5 ' '5 R = e : 1 = e R ECu R 5' E Cu R '5 R = e ECu! R 5'7E '5 R E75! R ECu 110@1 HCl!E R 75S!@ H 7S!@ R !5 R Cl!5 R 75! 1e R Cl Cl : @
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5 ! !5 R @ e : 1 @ e R @ Cl R 5 ! @ Cl R !5 R @ e @HCl!E R @ 75S!@ @ H 7S!@ R !5 R @ Cl!5 R 5 75! 110@5 Sn R 7'!E S n!5 R '!5 R 75! 6 R@ ^ Sn Sn R @ e : 1 ^ R" R@ 1eR'':@ ^^ Sn R @ e R @ ' Sn R @ e R @ ' Sn R @ 7'!E S n!5 R @ '!5 R 5 75!
110@E I5 R 7'!E 7I!E R '!5 R 75! 6 R" ^ I5 5I R 16 e : 1 ^ R" R@ 1e R ' ' : 16 ^ ^ I5 R 16 e R 16 ' 5 I R 16 e R 16 ' I5 R16 7'!E 5 7I!E R 16 '!5 R @ 75! 110@@ HI R 75S!@ H5S!@ R I5 R 75S R 75! -1 6 ^ 5I I5 R 5e : @ ^ R= -5 8eRSS:1 ^ ^ 8 I R 8 e R S @ I5 R 8 e R S 8 HI R " 75S!@ @ H5S!@ R @ I5 R 75S R @ 75! 110@" H
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110@D P57@ P7E R P@75 ^ R 5 e R 5 7 R P57@ 5 P7E : E R^ 5 P57@ P@75 R = 7 R = e : 1 = e R = 7 R E P5 7@ R 5 P57@ = P7E R P@ 75 R = 7 R = e " P57@ = P7E R P@75 110@8 CaE MP!@5 R Si!5 R C CaSi!E R P@ R C! 6 R5 ^ C C R 5 e : 16 ^ R" 6 56 e R @ P P : 1 ^ ^ 16 C R 56 e R @ P 16 C R 56 e R P@
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ECaE MP!@5 R = Si!5 R16 C = CaSi!E R P@ R 16 C! C!#P$T$'S$ ?
110"6 ^ ^ Au R C' R !5 Au MC'@ solución acuosa 6 RE ^ Au Au R E e : @ ^ R 6 @ e R @ 7 R !5 5 75! : E ^ ^ @ Au R 15 e R 15 7 R E !5 @ Au R 15 e R = 75! ^ ^ @ Au R 1= C' R E !5 R 15 7 @ Au MC'@ R = 75!
110"1 ^ #n!@ #n!@ R !5 solución alcalina ^ ^ $n medio 2/sico 1 e R #n!@ #n!@ : @ ^ 6 ^ @ !7 !5 R 575! R @ e : 1 ^ ^ @ e R @#n!@ R @!7 @#n!@ R !5 R 575! R @e @#n!@ R @!7 @#n!@ R !5 R 575! 110"5 ^ P P7E R 75P!5 solución alcalina ^ R 6 $n medio E eR R EE e7:R1P P7E : 1^ 6 ^ ^ = !7 R E P2/sicoO E 75P!5
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^ ^ E e R E 7 R = !7 R @ P P7E R E 75P!5 R E e E 75! R E !7 R @ P P7E R E 75P!5 110"E \n R As5!E As7E solución /cida 6 R5 ^ $n medio /cidoO \n \n R 5 e : = ^ R 15 e R 15 7 R As5!E 5 As7E R E 75! : 1 ^ ^ = \n R 15 e R 15 7 R As5!E = \n R 15 e R 5 As7E R E 75! = \n R 15 7 R As5!E= \n R 5 As7E R E 75! 110"@ \n R 3e !@ 3e solución /cida 6 R5 ^ $n medio /cidoO \n \n R 5 e : @ ^ R ^ ^ 8 e R 8 7 R 3e !@ 3e R @ 75! : 1 ^ ^ @ \n R 8 e R 8 7 R 3e!@ @ \n R 8 e R 3e R @ 75! @ \n R 8 7 R 3e!@@ \n R 3eR @ 75!
110"" Cl5 R !5 Cl!5 solución alcalina ^ ^ 1 e R Cl!5 Cl!5 : 5 6^ !5 !5 R 5 e : 1 ^ ^ 5 e R 5 Cl!5 R !5 5 Cl!5 R !5 R 5 e 5 Cl!5 R !5 5 Cl!5 R !5
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110"= Cl5 R I!E I!@ solución alcalina ^ 6 ^ $n medio 2/sicoO 5 e R Cl5 5 Cl : 1 ^ ^ ^ ^ 5 !7 R I!E I!@ R 75! R 5 e : 1 ^ ^ 5e R Cl5 R 5 !7 R I!E 5 Cl R I!@ R 75! R 5e Cl5 R 5 !7 R I!E 5 Cl R I!@ R 75! 110"D -E ) 7)=!1D R 75 solución alcalina 6-E ) 7 )=!1D R 75 ^ 6 R1R" N5 1D !7 R = ) 7)=!1D R 8 75 110"8 $n el ,ro2lema 1108+ Jqu. 4olumen de !5 a T0P0$0 se ,roduce ,or cadagramo de 75!5 consumidoK0 5Hmn!@ R E75S!@ R " 75!5 5 #nS!@ R S!5 R H5S!@ R 875! " x E@g 75!5 ------------- 1=6 g !5 M" x E5 g !5 1 g 75!5 ------------- x x 6+9@11D g !5 a T0P0$0 ) m 3 T #P 6+9@11D g x =5+@ mm x 5DE GH GH mol 6+="9 E5 gFmol x D=6 mm
110"9 J Cuanto Hmn!@ se necesita ,ara oxidar 166 g de 'a5C5!@K ).ase la ecuación ,ara la reacción en el ,ro2lema 110180 " 'a5C5!@ R 5Hmn!@ R 875S!@ H5S!@ R "'a5S!@ R 8 75! E8R""R=@ R 16 C!5 R 5 #nS!@ %e la reacciónO 5 x 1"9 g Hmn!@ ----------- " x 1E@ g 'a5C5!@ : g 'a5C5!@ : ----------- @D+1= g166 Hmn!@
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Tomando en cuenta decimalesO 'a5C5!@ @"+9D9"@ R 5@+655 R =E+99D= 1EE+9991@ g Hmn!@ E9+698E R "@+698E R =E+99D= 1"8+6EE9 g 3e,itiendoO 5 x 1"8+6EE9 g --------- " x 1EE+9991@ g x ---------- 166 g x @D+1D gSerie Schaum - quimica general Sexta edición agosto 1988 AutorO erome 0 3!S$#<$3(
CAPITU! 15 C!'C$'T3ACI!' %$ AS S!UCI!'$S Soluto disol4ente0 Concentraciones ex,resadas en unidades ísicas0 Concentraciones ex,resadas en unidades químicas0 Com,aración entre escalas de concentración0 3esumen de las unidades de concentración0 Pro2lemas de dilución0
@E ,ro2lemas ,ro,uestos 3esueltos con detalle ,or el Ing0 (usta4o Calderón )alle Catedr/tico titular de química general e inorg/nica Uni4ersidad #aor de San Andres0
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150E6 JCu/nto '7@Cl se necesita ,ara ,re,arar 166 cc de una solución de concentración D6 mg de '7@Cl ,or ccK0 ' 1@ Cl E"+" 7 1 '7@Cl "E+" gFmol 166 cc disol x D6 mg '7@Cl x 1 g '7@Cl D g '7@Cl cc disol 1666 mg '7@Cl 150E1 JCu/ntos gramos de /cido clorhidrico concentrado+ que contenga ED+9X en ,eso de 7Cl+ dar/n " g de 7ClK0 %atosO ED+9X en ,eso de 7Cl ED+9 g de 7Cl 166 g disol " g de 7Cl " g de 7Cl x 166 g disol 1E+19 g disol ED+9 g de 7Cl 150E5 Se necesita ,re,arar 166 g de una solución al 19+D X en ,eso de 'A!70 JCu/ntos gramos de 'a!7 de 75! se necesitanK0 %atosO 166 g disol 19+D X en ,eso de 'a!7 19+D g de 'a!7 166 g de disol #asa de 'a!7O 166 g disol x 19+D de 'a!7 19+D g 'a!7166 g disol #asa de 75!O 166 g disol x 19+D g de 'a!7 86+E g 75! 166 g disol 150EE JCu/nto CrClE = 75! se necesita ,ara ,re,arar 1 lt de solución que contenga 56 mg de Cr ,or ccK0 Peso molecular CrClE =75! Cr "5 7 1 5==+" gFmol Cl E"+" ! 1= %atosO 1 lt de disol 56 mg de Cr cc disol 1 lt disol x 166 cc disol x 56 mg de Cr x 1 g Cr x 5==+" g CrCl = 75! 1 lt disol cc disol 166 mg Cr "5 g Cr 165+" g CrClE = 75!
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150E@ JCu/ntos gramos de 'a5C!E se necesitan ,ara ,re,arar "66 cc de una solución que contenga 16 mg de C!E ,or ccK 'a 5E C 15 'a5C!E 16= gFmol ! 1= "66 cc disol x 16 mg C!E x 1 g C!E x 16= g 'a5C!E cc disol 1666 mg C!E =6 g C!E 8+8E g 'a5C!E 150E" Calc*lese el 4olumen ocu,ado ,or 166 gramos de una solución de hidróxido de sodio de densidad 1056 gFcc0 %ensidad masa F 4olumen %es,esando 4olumen masaFdensidad 166 g 1+5 gFcc 8E+EE cc disol 150E= Ju. 4olumen de /cido nítrico diluido+ de densidad 1+11 gFcc al 19 X en ,eso de 7'!E+ contiene 16 g de 7'!EK0 %atosO 16 g de 7'!E 19 X en ,eso de 7'!E 19 g 7'!E166 g disol d 1+11 g disolFcc disol 16 g 7'!E x 166 g disol x cc disol @D+@1 cc disol 19 g 7'!E 1+11 g disol
150ED JCu/ntos cc de una solución que contiene @6 g de CaCl5 ,or litro se necesita ,ara la reacción con 6+=@5 g de 'a5C!E ,uroK0 Se orma CaC!E en la reacción0 3eacciónO CaCl5 R 'a5C!E CaC!E R 5 'aCl 111 g 16= g Ca @6 g Cl E"+" g 6+=@5 g 'aC!E x 111 g CaCl5 x lt disol x 1666 cc disol 1=+8 cc disol 16= g 'a5C!E @6 CaClE 1 lt disol
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150E8 Se ,asa amoniaco gaseoso ,or agua+ o2teni.ndose una solución de 18+= X en ,eso de '7E0 Jcu/l es la masa de '7E ,or cc de soluciónK0
%atosO 18+= X en ,eso de '7E 18+= g de '7E 166 g disol d 6+9E g disol cc disol 1 cc disol 1 cc disol x 6+9E g disol x 18+= g de '7E 6+1D59 g de '7E cc disol 166 g disol 6+1D59 g '7E x 1666 mg '7E 1D5+9 mg de '7E 1 g '7E 150E9 Se ,asa cloruro de hidrógeno gaseoso ,or agua+ o2teni.ndose una solución de /cido clorhídrico+ de densidad 1+15 gFcc que contiene E6+" X en ,eso de 7Cl0 JCu/l es la masa de 7Cl ,or cc de soluciónK %atosO d 1+15 g disol Fcc disol E6+" X en ,eso 7Cl E6+" g 7Cl 166 g disol E6+" g 7Cl x 1+15 g disol x 166 mg 7Cl E@1+= mg 7Cl 166 g disol cc disol 1 g 7Cl 150@6 Si se tienen 16 cc de agua ,ura a @GC+ Jqu. 4olumen de una solución de /cido clorhídrico+ de densidad 1+1D" gFcc que contenga E@+@ X en ,eso de 7Cl+ se ,uede ,re,ararK %atosO 166 cc 75! 166 g 75! a @GC d 1+1D" g disol F cc disol E@+@ X en ,eso 7Cl E@+@ g 7Cl ="+= g de 75! 166 g disol 166 g disol 166 g 75! x 166 g disol x cc disol 159+DE cc disol ="+= g 75! 1+1D" g disol 150@1 Se satura un 4olumen de 16" cc de agua ,ura a @ GC con amoniaco gaseoso+ o2teni.ndose una solución de densidad 6+9 gFcc que contiene E6 X en ,esode $ncu.ntrese el 4olumen resultante de laTorr solución amoniaco el '7E0 4olumen del amoniaco gaseoso a " GC DD" que sede
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utiliBo ,ara saturar el agua0 %atosO 16" cc 75! 16" g 75! a @ GC d 6+9 g disol F cc disol E6 X en ,eso '7E E6 g '7E D6 g 75! 166 g disol 166 g disol
16" g 75! x 166 g disol x cc disol 1==+== cc disol D6 g 75! 6+9 g disol Para el caso gaseosoO 16" g 75! x E6 g '7E @" g '7E D6 g 75! $c0 %e estado ) m 3 T P) ) @" g =5+@ torr x 5D8 G H GH mol DD" Torr x 1D gF mol ) "9+5 150@5 Una solución excelente ,ara lim,iar manchas de grasa en telas o cuero consiste en lo siguienteO tetracloruro de car2ono 86 X Men 4olumen+ ligroina 1= X+ alcohol amílico @ X0 J cu/nto cc de cada uno se de2en utiliBar ,ara ,re,arar D" ccde soluciónK Su,óngase que no ha cam2io en el 4olumen durante el meBclado0 $n 4olumenO CCl@ 86 X igroina 1= X C"711!7 @ X Para un 4olumen total de D" ccO CCl@ 6+8 x D" cc =6 cc igroina 6+1= x D" cc 15 cc C"711!7 6+6@ x D" cc E cc 150@E Un litro de leche ,esa 16E5 g0 a grasa que contiene es un @ X en 4olumen ,osee una densidad de 6+8=" gFcc0 JCu/l es la densidad de la leche YdescremadaZ+ li2re de grasasK0 ) 1 lt disol m 16E5 g disol grasaO X 4olumen @ cc grasa 166 cc @disol
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d 6+8=" gFcc 6+8=" g grasa cc grasa 1666 cc disol x @ cc grasa @6 cc grasa 166 cc disol @6 cc grasa x 6+8=" g E@+= g grasa cc grasa %ensidad leche descremadaO 16E5 - E@+= 99D+@ g E@+= g grasa 1666 - @6 9=6 cc
150@@ Para ,re,arar un cemento solu2le en 2enceno+ se de2en undir @9 g de resina en un reci,iente de hierro agregar 58 g de goma laca de cara de a2ea0 Ju. cantidad de cada uno de los com,onentes se de2e utiliBar ,ara ,re,arar D" Hg de cementoK0 Cemento solu2leO @9 g de resina R 58 g goma R 58 g cera de a2ea O 16" g Mmasa total D" Hg cementoO D"666 g cemento x @9 g resina E"666 g resina ME" g 16" g cemento D"666 g cemento x 58 g goma 56666 g goma M56 g 16" g cemento o mismo ,ara la cera de a2ea 56 g 150@" JCu/nto CaCl5 =75! cuanta agua se de2en,esar ,ara ,re,arar 166 g de una solución al " X de CaCl5K Peso molecularO Ca @6 x 1 @6 g =75! = x 18 18 g Cl E"+" x 5 D1 g CaCl 111 gFmol CaCl5 =75! 519 gFmol " X CaCl5 " g CaCl5 166 g disol 166 g disol x " g CaCl5 x 519 g CaCl5 = 75! 9+8= g CaCl5 = 75! 166 g disol 111 g CaCl5 m75! 166 N 9+8= 96+1E g 75! 150@= JCu/nto
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'a 5E Cl E"+" 'aCl "8+" gFmol E+D8 g 'aCl x 1 mol 'aCl x 1666 cc disol 6+=@= moles 'aCl `Cl 166 cc disol "8+" g 'aCl 1 lt disol lt disol `Cl 6+=@= moles x 1 lt disol x 5"6 cc disol x 568 g
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# 166 g 'aCl x 1 mol 'aCl x 1666 cc disol 1+1E9 moles 'aCl 1"66 cc disol "8+" g 'aCl 1 lt disol 1+1E9 # 150"6 Calc*lese la molalidad de una solución que contieneO a 6+=" moles de glucosa C=715!= en 5"6 cc de agua+ 2 @" de glucosa en 1 Hg de agua+ c 18 g de glucosa en 566 g de agua0 a 6+=" moles C=715!= 6+=" moles C=715!= x 1666 g 75! 5+= molal 5"6 cc 75! 5"6 g 75! 1 Hg 75! 2 @" g C=715!= x 1 mol C=715!= 6+5" molal 1 Hg 75! 186 g C=715!= c 18 g C=715!= x 1 mol C=715!= x 1666 g 75! 6+" molal 566 g 75! 186 g C=715!= 1 Hg 75!
150"1 JCu/ntos gramos de CaCl5 se de2en agregar a E66 mlt de agua ,ara ,re,arar una solución 5+@= molalK 5+@= molal 5+@= moles CaCl5 Ca @6 Cl E"+" Hg 75! E66 mlt 75! x 1 g75! x 1 Hg 75! x 5+@= moles CaCl5 x 111 g CaC5 1 mlt 75! 1666 g 75! Hg 75! 1 mol CaCl5 81+918 g CaCl5 150"5 Una solución contiene "D+" cc de alcohol etílico C57"!7 =66 cc de 2enceno C=7=0 JCu/ntos gramos de alcohol ha en 1666 gramos de 2encenoK0 Jcu/l es la molalidad de la soluciónK0 a densidad del C57"!7 es 6+8 gFcc la del C=7= es 6+9 gFcc0 C57"!7 ) "D+" cc ϑ C57"!7 6+8 gFcc mC57"!7 D1+8D" g C=7= ) =66 cc ϑ C=7= 6+9 gFcc mC=7= ===0= g 1666 g C=7= x cc C=7= x "D+" cc C57"!7 x 6+8 g C57"!7 8"+18 cc 6+9 g C=7= =66 cc C=7= cc C57"!7 C57"!7 #olalidad m 'G de moles soluto Hg Msol4ente 8"+18 g C57"!7 x 1mol C57"!7 1+8"1 moles C57"!7
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1666 g C=7= @= g C57"!7 Hg C=7= 1+8"1 m 150"E Una solución contiene 16 g de /cido ac.tico C7EC!!7 es 15" g de agua0 JCu/l es la concentración de la solución ex,resada enO a racciones mol de C7EC!!7 75!+ 2 molalidadK0 a : C7EC!!7 n C7EC!!7 C7EC!!7 =6 gFmol n C7EC!!7 R n 75! n C7EC!!7 m C7EC!!7 16 g C7EC!!7 6+1== moles # C7EC!!7 =6 g C7EC!!7 n 75! m 75! 15" g =+9@@ moles # 75! 18 gFmol : C7EC!!7 6+1== 6+65 : 75! =+9@ 6+9D= =+9@ R 6+1== =+9@ R 6+1== 2 m 6+1=== moles C7EC!!7 1+EE molal 6+15" Hg 75!
150"@ Una solucióncontiene 11= g de acetona C7EC!C7E+ 1E8 g de alcohol etílico C57"!7 15= g de agua0 %etermínese la racción mol de cada uno0 Acetona C7EC!C7E # "8 gFmol 11= gF"8 gFmol 5 moles Alcohol etílico C57"!7 # @= gFmol 1E8 gF@= gFmol E moles Agua 75! # 18 gFmol 15= gF 18 gFmol D moles : C7EC!C7E 5 moles 6+1=== 15 moles : C57"!7 E moles 6+5" 15 moles : 75! D moles 6+"8E 15 moles 150"" JCu/l es la racción mol de soluto en una solución acuosa 1+6 molalK Solución acuosaO 1 molal 1 mol soluto Hg 75!
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1 Hg 75! 1666 g 75! x 1 mol 75! ""+"" moles 18 g 75! : soluto 1 mol 6+61DD 1 R ""+"" moles 150"= Una solución acuosa etiquetada como al E" X de 7Cl!@ tiene una densidad de 1+5"1 gFcc0 JCu/l es la concentración molar la molalidad de la soluciónK0 %atosO E" X 7cl!@ E" g 7Cl!@ ϑ 1+5"1 g disol 166 g disol cc disol # 9" g 7Cl!@ x 1+5"1 g disol x 1 mol 7Cl!@ x 1666 cc disol @+E"= # 166 g disol cc disol 166+" g 7Cl!@ 1 lt disol m molalidad E" g 7Cl!@ =" g 75! 166 g disol m E" g 7Cl!@ x 1666 g 75! x 1 mol 7Cl!@ "+E"D molal =" g 75! 1 Hg 75! 166+" g 7Cl!@ 150"D Una solución de sacarosa se ,re,aró disol4iendo 1E+" gramos de C15755!11 en suciente agua ,ara ,re,ararexactamente 166 cc de
150"8 solución+ la cual se encontró que tenía una densidad de 1+6"6 gFcc0 Calc*lese la concentración molar la molalidad de la solución0 Sacarosa C15755!11 C 15 x 15 1@@ 7 1 x 55 55 ! 1= x 11 1D= E@5 gFmol # 1E+" g C15755!11 x 1 mol C15755!11 x 1666 cc disol 1666 cc disol E@5 g C15755!11 1 lt disol # 6+E9@D moles C15755!11 t disol Calculo de la masa de 75!O 166 cc disol x 1+6"6 g disol 16"+6 g disol cc disol
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16" g - 1E+" g sacarosa 91+" g 75! m 1E+" g C15755!11 x 1 mol C15755!11 x 1666 g 75! 91+" g 75! E@5 g C15755!11 1 Hg 75! m 6+@E1 moles C15755!11 Hg 75! 150"9 Para un soluto de ,eso molecular _+ demu.strese que la concentración molar # la molalidad m de la solución est/n relacionadas medianteO #M_F1666 1Fm d $n donde d es la densidad de la solución en gFcc0 MsugerenciaO %emu.streseO que cada cc de solución contiene P#F1666 gramos de soluto #Fm gramos de disol4ente0 # #olaridad moles soluto x _ Mg soluto b 1666 cc disol 1 mol soluto 1666 cc disol (ramos de soluto ,or cada cc de soluciónO _ Mg soluto ------- 1666 cc disol : ----------------- 1 cc disol : _ M g soluto ,or cada cc disolO # _ masa total desoluto 1666 1666 (ramos de disol4ente ,or cada cc de soluciónO # moles soluto F 1666 cc disol #oles soluto F 1666 g disol
uegoO # 1666 g disol 1666 cc disol a densidad de la dosolución ser/O d m disol m soluto R m sol4ente # _ R # d ) disol ) disol 1666 m #_R1d 1666 m 150"9 a E+1DJu. meq4olumen de solutode una disolucióm 6+5E5 ' contiene
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2 =+" eq N g de soluto a E+1D meq soluto x 1 $q-g soluto x 1666 cc disol 1E+== cc disol 1666 meq soluto 6+5E5 $q-g soluto 2 =+" $q N g soluto x 1 lt disol x 1666 cc disol 5861D+5@ cc disol 6+5E1 $q-g soluto 1 lt disol 58+61D lt disol 150=6 %eterminese la concentración molar de cada una de las siguientes solucionesO a 1== g de HCl ,or litro de solución+ 2 EE g de M'7@5S!@ en 566 cc de solución+ c 15+" g de Cu S!@ " 75! en 166 cc de solución+ d 16 mg de AlRE ,or cc de solución0 a # g HCl 1== x 1 mol HCl 5+55 # H E9 g Cl E"0" g lt disol D@+" g HCl # 1== g H I x 1 mol HI 1+6 # I 15D g t disol 1== g HI 2 EE g M'7@5S!@ x 1 mol M'7@5S!@ x 1666 cc disol 1+5" # 566 cc disol 1"5 g M'7@5S!@ 1 lt disol
d 16+6 mg de AlRE x 1 g de AlRE x 1 mol M1@Rg AlRE x 1666 cc disol cc de disol 1666 mg AlRE 5D+6 g de AlRE 1 lt disol 6+ED6E #c 15+" g CuS!@ " 75! x 1 mol CuS!@ " 75! x 1666 cc disol 6+"61 # 166 cc disol 5@9+" g CuS!@ " 75! 1 lt disol
150=1 Ju. 4olumen de una solución 6+5 # de 'iM'!E5 =75! contiene "66 mg de 'iR5K 'iM'!E5 =75! 'i "9 x 1 "9 ' 1@ x 5 58 5"1 gFmol ! 1= x = 9= 6+5 moles "8+5 g 7 1 x 15 15 ! 1= x = 9= "66 'iR5 g 'iR5 x 591 g 'iM'!E5 = 75! x 1666 cc disol 1666mg mgde 'iR5 "8x g1 'iR5 "8+5 g 'iM'!E5 = 75!
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@5+@ cc disol 150=5 Calc*lese el 4olumen de 75S!@ concentrado Mdensidad 1+8E" gFcc+ 9E+5 X en ,eso de 75S!@ que se necesita ,ara ,re,arar "66 cc de /cido E06 '0 %atosO "66 cc disol E ' E $q-g 75S!@ ϑ 1+8E" g disol cc disol )K 9E+5 X 9E+5 g 75S!@ 166 g disol "66 cc disol x 1 lt disol x E $q-g 75S!@ x @9 g 75S!@ x 166 g disol x cc disol 1666 cc disol 1 lt disol 1 $q-g 75S!@ 9E+5 g 75S!@ 1+8E" g ) @5+9D cc disol 150=E Calc*lese el 4olumen de 7Cl concentrado Mdensidad 1+19 gFcc+ E8X en ,eso de 7Cl que se necesita ,ara ,re,arar 18 litros de /cido 'F"60 %atosO ϑ 1+19 g disol cc disol E8 X E8 g de 7Cl 166 g disol ) 18 lt disol ' 1 $q-g de soluto "6 lt disol 18 lt disol x 1 $q-g 7Cl x E=+" g 7Cl x 166 g disol x cc disol "6 lt disol 1$q-g 7Cl E= g 7Cl 1+19 g disol ) 59+6" cc disol
150=@ Calc*lese la masa de Hmn!@ que se necesita ,ara ,re,arar 86 cc de Hmn!@ 'F8+ cuando este *ltimo act*a como agente oxidante en solución /cida el #nR5 es uno de los ,roductos de la reacción0 ^ " e R 8 7 R #n!@ #n R @75! Hmn!@ H E9 #n "" 1"8 gFmol
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! =@ 86 cc disol x 1 lt disol x 1 $q-g Hmn!@ x 1"8 g H#n!@ 6+E1= g Hmn!@ 1666 cc disol 8 lt disol 1 $q-g H#n!@
150=@ %ada la ecuación sin 2alancearO Cr5!D R Le R 7 Cr R Le R 75! a JCu/l es la normalidad de una solución de H5Cr5!D+ en la cual E" cc contienen E+8D g de H5Cr!DK 2 JCu/l es la normalidad de una solución de LeS!@+ en la cual D"6 cc contienen 9=+E g de LeS!@K ^ a = e R 1@ 7 R Cr5!D 5Cr R D 75! 5Cr!D 59@ gFmol ' E+8D g H5Cr!D x 1 $q-g H5Cr5!D x 1666 cc disol 5+5" ' E" cc disol 59@ g H5Cr5!D 1 lt disol ^ 2 Le Le R 1 e LeS!@ 1"5 gFmol ' 9=+E g LeS!@ x 1 $q-g LeS!@ x 1666 cc disol 6+8@@D ' D"6 cc disol 1"5 g LeS!@ 1 lt disol
150=" Ju. masas de 'a5S5!E " 75! se necesita ,ara ,re,arar "66 cc de una solución al 6+5 ' ,ara la siguiente reacciónK 5 S5!E R I5 S@!= R 5I ^ 5 S5!E S@!= R 5e 'aS5!E " 75!5@8 gFmol "66 cc disol 6+5 ' 6+5 $q-g de soluto lt disol "66 cc disol x 6+5 $q-g 'a5S5!E " 75! x 5@8 g 'a5SE "75! 1666 cc disol 1 $q-g 'a5S5 " 75! 5@+8 g 'aS5!E " 75!
P3!<$#AS %$ %IUCI&'
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150== Una solución contienen D" mg de 'aCl ,or cc0 JA que grado se de2e diluir ,ara o2tener una solución de concentración 1" mg de 'aCl ,or ccK D" mg de 'aCl 1" mg de 'aCl cc disol cc disol D" mg de 'aCl " 1" mg de 'aCl cada cc de la solución original se dilue con 75! hasta un 4olumen de " cc0 150=D JCu/ntos cc de una solución de concentración 166 mg de CoR5 ,or cc se necesita ,ara ,re,arar 1+" lt de solución con una concentración de 56 mg de CoR5 K M,or centímetro cu2ico0 1+" lt disol 1"66 cc disol 56 mg de CoR5 cc disol 1"66 cc disol x 56 mg de CoR5 x cc disol E66 cc disol 6+E lt disol cc disol 166 mg CoR5 150=8 Calc*lese el 4olumen a,roximado del agua que se de2e agregar a 5"6 cc de una solución 1+5" ' ,ara hacerla 6+" ' Mdes,reciando los cam2ios de 4olumen0 )1 5"6 cc disol )5 K '1 1+5" $q-g soluto '5 6+" $q-g soluto lt disol lt disol )1 '1 )5 '5 )5 )1 '1 5"6 cc disol x 1+5" ' '5 6+" ')5 =5" cc disol )75! =5" cc disol - 5"6 cc disol ED" cc 150=9 %eterminese el 4olumen de /cido nítrico diluido Mdensidad 1+11 gFcc+ 19 X en ,eso de 7'!E que ,uede ,re,ararse diluendo con agua "6 cc del /cido concentrado Mdensidad 1+@5 gFcc+ =9+8 X en ,eso 7'!E0 Calc*lese las concentraciones molares las molalidades de los /cidos concentrado diluido0 "6 cc disol x 1+@5 g disol x =9+8 g 7'!E x 166 g disol x cc disol cc disol 166 g disol 19 g 7'!E 1+11g 5E@+9 cc disol
7'!E concentradoO
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=9+8 g 7'!E x 1+@5 g disol x 1666 cc disol x 1 mol 7'!E 1"+DE # 166 g disol cc disol lt disol =E g 7'! 7'!E diluidoO 19+6 g 7'!E x 1+11 g disol x 1E cc disol x 1 mol 7 E+E@D # 166 g disol cc disol lt disol =E g 7'!E #olalidades =9+8g 7'!E x 1 mol 7'!E x 1666 g 75! E=+=8 m E6+5 g 75! =E g 7'!E Hg 75! %el /cido diluido 19 x 1 x 1666 E+D5 m 81 x =E x 1 150D6 Ju. 4olumen de alcohol al 9" X en ,eso Mdensidad 6+869 gFcc se de2e utiliBar ,ara ,re,arar 1"6 cc de alcohol al E6 X en ,eso Mdensidad 6+9"D gFccK 1 m1 R m5 mE M m5 masa 75! 5 m1c1 R m5c5 mEcE dondeO c1 9" X ϑ1 6+869 gFcc cE E6 X ϑE 6+9"D gFcc si )E 1"6cc -- mE 1@E+"" g $c0 5 m1 6+9" R m5 ! 1@E+"" g 6+E6 des,eando m1 1@E+"" g x 6+E6 @"+EE1 g 6+98luego el 4olumen ser/ )1 m1 @"+EE1 g "=+6E@ cc de alcohol ϑ1 6+869 gFcc 150D1 Ju. 4ol*menes de 7Cl 15 ' E ' se de2en meBclar ,ara ,re,arar 1 lt de 7Cl = 'K Sea x 4olumen de la solución 15 ' requerida0 1 lt N x 4olumen de la solución E ' requerido 'G de $q-g de la sol = ' 'G de $q-g sol 15 ' R 'G de $q-g sol E' 1 lt x = ' x0 15 ' R M1 lt N x E ' 3esol4iendoO = 15 x R E - Ex E9x x 1FE lt M sol0 15 ' 1 N x 1 N 1FE 5FE lt Msol E'
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S$3I$ SC7AU# U#ICA ($'$3A S$:TA $%ICI&' 1988 ;$3!#$ 0 3!S$#<$3(
CAPITU! 1= ACI%!S ?
P3!<$#AS P3!PU$ST!S 3esueltos con detalle ,or el Ing0 (usta4o Calderón )alle Catedr/tico de química general e inorg/nica 1991 Uni4ersidad #aor de San Andres
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1=0@E a constante de autoioniBación del /cido órmico ,uro+ `7C!!7R5 `7C!!- se ha calculado como 16-= a tem,eratura am2iente0 Jqu. ,orcentae de las mol.culas de /cido órmico en el /cido órmico ,uro+ 7C!!7+ se con4ierten al ión ormiatoK0 a densidad del /cido órmico es 1+55 gFcc0 1+55 g x 1666 cc x 1 mol 5=+" molar concentración cc 1 lt @= g ϑ
Para la ioniBación del /cido órmico ,uroO 7C!!7 7 R 7C!! C66 CM1 - α Cα Cα Ha C5α5 %onde `7C!! Cα $ntonces si H 16-= `7C!!75 `7C!!5 `7C!! 16-= 1 x 16-E C α%es,eandoO α 1 x 16-E E+DD x 5=+" α 6+66EDD X 1=0@@ Cierta reacción se cataliBa mediante /cidos+ la acti4idad catalítica en soluciones 6+17C!!7+ # de los7C57E!50 /cidos ena agua se ha encontrado que en el orden 7Cl+ misma reacción ocurre endisminue amoniaco anhidro+ ,ero los tres /cidos tienen el mismo eecto catalítico en soluciones 6+1 #0 $x,líquese0 3es,uestaO $l orden de la acti4idad catalítica en agua es la misma que el orden de acideB0 $n amoniaco anhídro+ los tres /cidos son uertes0 1=0@" $l amino/cido glicina existe ,rinci,almente en la orma '7E C75 C!!0 $scrí2anse las ormulas ,ara a la 2ase conugada 2 el /cido conugado de la glicina0 3es,uestasO a
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1=0@D Calc*lese la constante de ioniBación del /cido órmico+ 7C!!7+ el cu/l se ioniBa un @+5 X en solución 6+1 #0 ^ 7C!!7 7C!! R 7 C66 C M1 - α C α Cα Ha C5α5 C α5 Ha 6+16 x M6+6@55 CM1 - α 1- α 1 N 6+6@5 Ha 6+16M6+6@55 6+9"8 Ha 1+8@x 16- @ =0@8 Una solución de /cido ac.tico est/ 1 X ioniBada0 %etermínese la concentración molar del /cido ac.tico de M7 en la solución Ha del 7C57E!5 es 1+D" x 16-"0 C7EC!!7 C7EC!! R 7 C66 CM1 - α Cα Cα Ha 1+D" x 16-" C5α5 C α5 1+D" x 16-" CM1 - α 1 - α %es,eando C 1+D" x 16-" M1 N 6+61 6+1DE # M6+61 5 `7 C α 6+1DE # x 6+61 1+DE x 16-E # 1=0@8 a constante de ioniBación del amoniaco en agua es de 1+D" x 16-" Calc*lese a el grado de ioniBación 2 la `!7 de una solución 6+68 # de '7E0 '7E R 75! '7@ R !7 C66 CM1 - α Cα Cα H2 1+D" x 16-" C5α5 C α5 1+D" x 16-" CM1 - α 1 - α
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a α 1+D" x 16-"α 5+18 x 16-@α 1+@D x 16 6+68 α 1+@D X 2!7 C α 6+68 x 1+@D x 16-5 1+18 x 16 NE
1=0@9 $l /cido cloroac.tico+ que es un /cido mono,rótico+ tienen un Ha de 10E= x 16-E0 Calc*lese el ,unto de congelación de una solución 6+1 # de este /cido0 Su,óngase que la concentración molar estequiom.trica la molalidad son iguales en este caso0 C7EC!!Cl C7EC!! R Cl C66 CM1 - α Cα Cα Ha 1+E= x 16-E C 5α5 C α5 6+1 α5 1+E= : 16-E M1 -α CM1 - α 1 -α 6+1 α5 R 1+E= x 16-Eα - 1+E= x 16-E 6 $cuación de segundo gradoO donde α 6+169 %escenso del ,to0 de congelación ∆tc m Hc m x 1+8= si m 6+1 # ∆tc 6+18= Por lo tanto la tem,eratura de congelación ser/O tc M1 R α ∆tc M1R 6+169 6+18= 6+56= GC 1=0"6 Calc*lese la `!7 de una solución 6+6" # de amoniaco a la cual se ha agregado suciente '7@ Cl ,ara que la `'7@ total sea igual a 6+160 H2 del amoniaco es 1+D" x 16-"0 '7E R 75! '7@ R !7 C 6+1 6 C N : : R 6+1 : %onde : Cα 166 H2 1+D" x 16-" : M: R 6+1 CN: 1+D" x 16-" M6+6" N : :5 R 6+1 : :5 R 6+1 : R 1+D" x 16-" : - 8+D" x 16-D 6 :5 R 1+6661D" x 16-1 : N 8+D" x 16-D 6 : 8+D@D x 16-= : `!7 8+D@D x 16-= 1=0"1 $ncu.ntrese el 4alor de `7 en un litro de solución en la cual se han disuelto 6+68 moles de 7C57E!5 6+1 moles de 'a C57E!50 Ha ,ara el
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7C57E!5 es 1+D" x 16-"0 'aC57E!5 'a R C57E!5 6+1 6 6 6 6+1 6+1 7C57E!5 7 R C57E!5 inWuencia 6+68 6 6 6+68 N : : 6+1 R : Mdes,recia2le luego 1+D" x 16-" 6+1 : de donde : 1+@ x 16-" 6+68 N : : `7 1+@ x 16-"1=0"5 Una solución 6+65" # de /cido mono2/sico tiene un ,unto de congelación de N6+6=6 GC0 $ncu.ntrese Ha Pa ,ara el /cido0 tc m Hc 6+65" 1+8= 6+6@="
∆
Punto de congelación MioniBadaO tc M1 R α ∆ tc Tc M1 R α 6+6@=" 6+6=6 %es,eando α 6+596E Para un /cido mono2/rico A7 A R 7 C66 CM1 -α Cα Cα Ha Cα5 6+65" M6+596E5 5+9= x 16 1 - α 1 N 6+596E Pa - log Ha - log 5+9= x 16-E Pa 5+"5D 1=0"E $l /cido Wuoroac.tico tiene un Ha de 5+= x 16-E0 Ju. concentración del /cido se necesitara ,ara que `7 sea 5 x 16-EK0 C7EC!! L C75 C!! L R 7 C66 CN::: : 5 x 16-E Ha 5+= x 16-E M5 x 16-E @ x 16-= 5+= x 16-E C N 5 x 16-E C N 5 x 16-E %es,eando C @ x 16-= R 5 x 16-E E+"E x 16-E # 5+= x 16-E 1=0"@ JCu/l es H2 la `'7@ unaessolución queN"0 contienen 6+65 # de '7E 6+61 de H!7K0 ,ara elen'7E 1+D" x 16
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H!7 H R !7 66+1 6 6 6 6+61 6+61 '7E R 75! '7@ R !7 C 6 6+61 6+65 N : : 6+61R : des,recia2le H2 1+D" x 16-" : 6+61 des,eando : E+@9 x 16-" : `'7@ E+@9 x 16-"
1=0"" Ju. concentración de '7E ,ro,orcionauna `!7 de 1+" x 16-E H2 ,ara el '7E es 1+D" x 16-"0 '7E R 75! '7@ R !7 C66 CN::: %onde x 1+" x 16-E H2 1+D" x 16-" :5 M1+" x 16-E 1+D" x 16-" C N : C N 1+" x 16-E %es,eando C 5+5" x 16-= R 1+" x 16-E 1+D" x 16-" C 6+15 # 1=0"D JCu/l es la `7C!! en una solución que contiene 7C!!7 al 6+61" # 7Cl al 6+65 #K0 Ha ,ara el 7C!!7 es 1+8 x 16-@0 7Cl 7 R Cl 6+65 6 6 6 6+65 6+65 7C!!7 7 7C!! 6+61" 6+65 6 6+61" N : 6+65 R : : Ha 1+8 x 16-@ 6+65 : 1+8 x 16-@ M6+61" N : 6+65 : 6+61" N : : 1+EE x 16-@ # : `7C!! 1=0"8 JCu/les son las `7+ `CE7"!E `!C"7" en una solución 6+6E # de
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7CE7"!E 6+1 # de 7!C=7"K0 os 4alores de Ha el 7CE7" !E 7!C=7" son 1+E8 x 16 1+6" x 16-@ + res,ecti4amente0 7CE7" 7 R CE7"!E 6+6E 6 6 6+6E N : : : Ha 1+E8 x 16-@ :5 1+E8 x 16-@ M 6+6E N : :5 6+6E N : :5 R 1+E8 x 16-@ : N @+1@ x 16-= 6 donde : 1+9= x 16-E `7 6 `CE7"!E 7!C=7"!C=7" R 7 6+1 6 6 6+1 N : : : R 1+9= x 16-E Ha 1+6" x 16-16 : 1+9= x 16 -E %es,eando : "+E" x 16-9 6+1 - : : `!C=7" 1=0"9 $ncu.ntrese el 4alor de `!7 en una solución ,re,arada disol4iendo 6+66" moles de amoniaco la misma cantidad de ,iridina en suciente agua ,ara ,re,arar 566 cc de solución0 H2 ,ara el amoniaco la ,iridina son 1+D" x 16-" 1+"5 x 16-9+ res,ecti4amente0 JCu/les son las concentraciones de los iones amonio ,iridinioK0 Concentración molarO 6+66" moles 6+65" # 6+5 '7E R 75! '7@ R !7 6+65" 6 6 6+65" N : : : H2 1+D" x 16-" :5 1+D" x 16-" M 6+65" N : :5 6+65" N : :5 R 1+D" x 16-" : - @+ED" x 16-D 6 de donde : `'7@ `!7 =+"5 x 16-@ ,iridina ,iridinio R !7 6+65" 6 =+"5 x 16-@ 6+65" N : : =+"5 x 16-@ R : Mdes,recia2le H2 1+"5 x 16-9 =+"5 x 16-@ : 1+"5 x 16-9 M6+65" N : =+"5 x 16-@ : : "+85 x 16-8 `,iridinio =0=6 Consideres. una solución de un /cido mono,rótico d.2il de acideB constante Ha0 JCu/l es lano concentración C+ ,araa la cual la de un concentración del /cido disociado se mínima ,uede igualar C dentro
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limite de error del 16 XK0 Su,óngase que las correcciones alcoeciente de acti4idad se ,ueden des,reciar0 Para un /cido d.2il mono,róticoO 7A A R 7 C66 CM1 -α Cα Cα Su Ha `A `7 Cα x Cα `7A CM1-α %e donde Ha Cα5 1-α α Si X 6+1 Haconsideramos C M!75 C 1 x16 16-5 1 N 6+1 6+9 %es,eando la concentración C 6+9 Ha 1 x 16-5 C 96 Ha
1=0=1 Cu/l es el ,orcentae de ioniBación del /cido cloroac.tico 6+66=9 #K0 Ha ,ara este /cido es 1+E= x 16-E 7C575!5Cl C575!5Cl R 7 6+66=" 6 6 6+66=" N : : : Ha 1+E= x 16-E : :5 1+E= x 16-E M6+66=" N : 6+66=" N : :5 R 1+E= x 16-E : - 8+8@ x 16-= 6 3esol4iendo la ecuación de segundo gradoO : : 5+E= C α x 16-E 166 %e donde α 5+E= x 16-E x 166 6+E=E x 165 X 6+66=" E=+E X 1=0=5 Ju. concentración de /cido dicloroac.tico da una `7 de 8+" x 16-EK0 Ha ,ara el /cido es "06 x 16-50 7C57!5Cl5 C57!5Cl5 R 7 C C N6 :6 : :
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`7 : 8+" x 16-E Ha "+6 x 16-5 `C57!5Cl5 `7 `7C57!5Cl5 Ha : "+6 x 16-5 M8+" x 16-E5 C N : CN 8+" x 16-E %es,eando CO C M8+" x 16-E5 R 8+" x 16-E "+6 x 16-5 C D+55" x 16-" R 8+" x 16-E "+6 x 16-5 C 9+9@" x 16 # 1=0=E Calc*lese `7 en una solución de /cido dicloroac.tico 6+5 #+ que adem/s es 6+1 # de dicloroacetato de sodio0 Ha ,ara el cloroac.tico es "06 x 16-50 'aC57!5Cl5 'a R C57!5Cl5 6+1 # 6 6 6 6+1 6+1 'aC57!5Cl5 7 R C57!5Cl5 6+5 6 6+1 6+5 N : : 6+1 R :
Ha "06 x 16-5 : M6+1 R : "+6 x 16-5 M 6+5 N : 6+1 : R :5 6+5 N : 6+61 N " x 16-5 : 6+1 : R :5 :5 R 6+1" : - 6+61 6 3esol4iendo la ecuación de segundo grado : 6+66" # `7 1=0=@ JCu/nto dicloroacetato de sodio sólido se de2e agregar a un litro de /cido dicloroac.tico 6+1 # ,ara reducir `7 hasta 6+6E #K0 Ha ,ara el /cido dicloroac.tico es " x 16-50 %es,r.ciese el aumento en el 4olumen de la solución al agregar la sal0 'aC57!5Cl5 'a R C57!5Cl5 :66 6:: 7C57!5Cl5 7 R C57!5Cl5 6+1 : 6+6E x R 6+6E 6+1 N6 6+6E
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Ha " x 16-5 6+6EM: R 6+6E 6+1 N 6+6E " x 16-5 M6+1 N 6+6E 6+6E : R 9 x 16-@ E+" x 16-E 6+6E : R 9 x 16-@6+6E : 5+= x 16-E : 5+= x 16-E 6+6E : 8+=== x 16-5 moles 1=0=" Calc*lese `7 `C57!5Cl5 en una solución que contiene 7Cl 6+61 # 7C57!5Cl5 6+61 #0 Ha ,ara el 7C57!5Cl5 M/cido dicloroac.tico es "06 x 16-50 7 Cl 7 R Cl 6+61 6 6 6 6+61 6+61 7C57!5Cl5 7 R C57!5Cl5 6+61 6+61 6 6+61 N : 6+61 R : : Ha " x 16-5 : M6+61 R : 6+661 N : " x 16-5 M6+661 N : 6+661 : R :5 " x 16-@ - " x 16 : 6+61 : R :5 :5 R = x 16-5 : N " x 16-@ 6
3esol4iendo la ecuación0 %e segundo gradoO : D+@1 x 16-E `C57!5Cl5 `7 D+@1 x 16-E R 6+61 6+61D@1 # 1=0== Calc*lese `7+ `C57E!5 `CD7"!5 en una solución que contiene 7C57E!5 6065 # 7CD7"!5 6+61 #0 os 4alores de Ha ,ara 7C57E!5 7CD7"!5 son 10D" x 16-"+ res,ecti4amente0 7C57E!5 7 R C57E!5 6+65 6 6 6+65 : : Ha 1+D" x 16-" :5 6+65 - : 1+D" 16-"- M1+D" 6+65xN16-" : : :5 E+" x x16-D :5
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$cuación de segundo grado :5 R 1+D" x 16-" : N E+" x 16-D 6 : "085 x 16-@ `7 `C57E!5 7CD7"!5 7 R CD7"!5 6+61 "+85 x 16-@ 6 6+61 N : "+ 85 x 16-@ R : : Ha =+E x 16-" "+85 x 16-@ : =+E x 16-" M 6+61 N : "+85 x 16-@ :6+61 N : =+E x 16 - =+E x 16 : "+85 x 16 : : =+E x 16-D 9+D" x 16-@ `CD7"!5 =+@"9 x 16 `7 "+85 x 16-@ R 9+D" x 16-@ 1+"" x 16-E =0=D $l amoniaco líquido se ioniBa en un ,equeQo grado0 A N"6 G C+ su ,roducto iónico es H'7E `'7@ `'75 16-E60 JCu/ntos iones amida+ '75+ est/n ,resentes ,or milímetro c*2ico de amoniaco liquido ,uroK0 '7E R 75! '7@ R !7 A - "6 GC H'7E `'7@ `'75 16-E6 `'75 16-E6 `'75 16-1" # Si `'75 16-1" moles x 1 lt disol x 1 cmE t disol 16E cc disol M16E mmE disol 1 x 16-51 moles x =+65E x 165E iones =65+E iones mmE 1 mol
I!'I\ACI!' %$ A(UA =0=8 Calc*lese el P7 el P!7 de las siguientes soluciones+ su,oniendo ioniBación com,letaO a /cido al 6+66E@" '+ 2 /cido al 6+666DD" '+ c 2ase al 6+6688= '0 a /cido al 6+66E@" ' P7 log 1 log 1 5+@=5 `7 6+66E@" Como P7 R P!7 1@ entonces P!7 1@ N 5+@=5 11+"E8 2 ' P7/cido logal 1 6+666DDD" log 1 E+1
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`7 6+666DD" P!7 1@ N E+1 16+89 c
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Ha 1+D=@ x 16-= 1+8ED x 16-= 6+9"8 `7 6+661 M6+6@5 @+5 x 16-" `!7 16-1@ X @+5 x 16-" 5+E8 x 16-16 Pa log 1 log 1 "+DE" Ha 1+8ED x 16-= P7 log 1 log 1 @+ED= `7 @+5 x 16-" 1=0D5 Calc*lese `!7 `7 en una solución 6+16 ' de una 2ase d.2il que esta 1+E X ioniBada0 JCu/l es el P7 de lasoluciónK
$cuación de segundo grado :5 - 6+6E : R 5 x 16-@ 6 %onde : 9+9D" x 16-E P7 nalO `7 16-5 - 9+9D" x 16-E 5+@9E : 16-" P7 log 1F 7 @+D
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1=0D@ $l 4alor de Hb a la tem,eratura siológica de ED G C es 5+@ x 16-1@ Cu/l es el P7 en el ,unto neutro del agua a esta tem,eratura+ en donde existe el mismo n*mero de 7 !7K Hb Producto iónico delaguaO 5+@ x 16-1@ a ED GC 5+@ x 16-1@ `7 `!7 : : :5 `7 : 5+@ x 16-1@ `7 1+"@9 x 16-D # P7 log 1 log 1 =+81 `7 1+"@9 x 16-D 1=0D" JCu/l es el P7 del /cido ac.tico D06 x 16 #K0 JCu/l es la concentración del /cido ac.tico sin ioniBarK0 $l Ha es 10D" x 16-80 MSugerenciaO su,óngase que 2/sicamente todo el /cido ac.tico est/ ioniBado al calcular `70 C7EC!!7 C7EC!! R 7 C66 CM1 - α Cα Cα Ha 1+D" x 16 Cαα 5+" x 16 α 6+99= 1 - α 1 - α Su,oniendo que todo el /cido est/ ioniBado `7 C D+6 x 16 Siendo una concentración mu 2aa+ adicionamos la concentración de 7 del agua `7 T D+6 x 16-8 R 1 x 16-D 1+D x 16-D P7 log 1 =+D= 1+D x 16-D `7 /cido `7 agua Concentración del /cido sin ioniBar C M1 - α D x 16-8 M 1 N 6+99= E x 16-16 # 1=0D= Calc*lese `!7 en una solución 6+616 # de anilina+ C=7"'750 H2 ,ara la disociación 2/sica de la anilina es @06 x 16 0 JCu/l es la `!7 en una solución 6+61 # de hidrocloruro de anilina+ la cual contiene el ión C=7"'7EK C=7"'75 R 75! C=7"'7E R !7 6+61 6 6 6+61 N : : :
H2 @ x 16-16 :5 6+61 N : Mdes,recia2le
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de donde : @ x 16-15 5 x 16-= : `!7 5 x 16-= # 7idrocloruro de anilina C=7"'7E Cl C=7"'7E R Cl 6+61 6 6 6 6+61 6+61 Hh Hb 1 x 16-1@ C=7"'7E R Cl H2 @ x 16-16 R Hh 5+" x 16-" :5 75! C -: 5+" x 16 :5 6+61 C=7"'75 R 7E! : `7E! " x 16-@ si `7 `!7 16-1@ uego `!7 16-1@ 5 x 16-11 # 1=0DD Calc*lese el ,orcentae de hidrólisis en una solución 6+6166 # de HC'0 Ha ,ara el 7C' es =05 : 16-160 HC' H R C' 6+61 6 6 6 6+61 6+61 H R C' Sim,le hidrólisis Hh Hb 16-1@ R =+5 x 16-16 75! Hh 1+=1E x 16 :5 6+61 N : 7C' R !7 de donde : @ x 16-@ entonces α : x 166 C @ x 16-@ x 166 @ X 6+61 1=0D8 a constante de ioniBación 2/sica ,ara lahidracina+ '57@+ es 9+= x 16D0 JCu/l ser/ el ,orcentae de hidrólisis de una solución de '57"Cl al 6+166 #+ una sal que contienen al ión /cido conugado a la 2ase hidracinaK '57"Cl '57" R Cl 6+1 6 6 6 6+1 6+1 '57" R Cl Hh Hb 16-1@ R H2 9+= x 16-D 75! Hh 1+6@1 x 16-8 Hh Cα5 ó :5 M1 -α C - : '57@ R 7E!
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Hh 6+1 α5 1+6@1 x 16-8 1 - α Mdes,recia2le de donde des,eando α5 1+6@1 : 16-D 1+6@1 x 16-D α E+55= x 16-@ α
Al tanto ,or ciento α E+55= x 16-5 α 6+6E55= X 1=0D9 Una solución 6+5" # de cloruro de ,iridonio+ C"7=' Cl+ se encontró que tiene un P7 de 50890 JCu/l es el 4alor de H2 ,ara la disociación 2/sica de la ,iridina+ C"7='K0 C"7=' Cl C"7=' R Cl 6+5" 6 6 6 6+5" 6+5" C"7=' R Cl R 75! C"7"' R 7E! Si P7 5+89 `7E! 16-P7 16-5+89 1+588 x 16-E Hh Hb :5 M1+588 x 16-E5 1+="8 x 16-= H2 6+5" N : 6+5" N 1+588 x 16-E 6+5@8D Hh =+== x 16-= H2 Hb 16-1@ 1+" x 16-9 Hh =+== x 16-= 1=086 H2 ,ara la ioniBación /cida de LeRE a LeM!7R5 7 es =0" x 16 0 J Cu/l es elm/ximo 4alor del P7 que ,uede utiliBarse ,ara que al menos el 9" X del hierro RE total en una solución diluida est. en la orma LeREK0 Le-E R 75! LeM!7R5 R 7 H2 =+" x 16-E `LeM!7R5 `7 `LeRE =+" x 16-E :5 donde : `7 C-:
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Para que el 9" X del LeRE este en la orma LeRE =+" x 16-E :5 1+9" N :
%es,eandoO :5 R =+" x 16-E : - 1+5=D x 16-5 6 : 1+69 x 16-1 `7 Por lo tanto el P7 log 1 log 1 6+9= `7 1+69 x 16-1 1=081 Una solución al 6+616 de Pu!5 M'!E5 se encontró que tiene un P7 de E0860 JCu/l es la constante de hidrólisis+ Ha+ ,ara el Pu!5+ cu/l es H2 ,ara el PU!5!7RK0 PU!5R5 R 75! PU!5!7R R 7 6+61 6 6 6+61 N 1+= x 16-@ 1+= x 16-@ 1+= x 16-@ MSi P7 E+8 7 16-E8 1+= x 16-@ Ha M1+= x 16-@5 5+= x 16-= 6+61 N 1+= x 16-@ PU!5 !7 PU!5 R !7Hb H2 Ha H2 Hb 1 x 16-1@ Ha 5+= x 16-= H2 E+8@ x 16-9 1=085 Calc*lese el P7 de una solución 106 x 16-E de enolato de sodio+ 'a!C=7"0 Ha ,ara 7!C=7" es 1+6" x 16-160 'a!C=7" 'a R !C=7" 1 x 16-E 6 6 6 1 x 16-E 1 x 16-E 'a R !C=7" R 75! 7!C=7" R !7 Hh b 16-1@ Ha1+" x 16-16
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Hh =+=== x 16-" :5 :5 C N : 1 x 16-E N : : =+=== x 16-8 5+"8 x 16-@ `!7 P!7 E+"88 P!7 1@ N P!7 1@ N E+"88 16+@1 !T3A L!3#AO P!7 MPHb N Pa N log `sal 6+" M1@ N 9+9D N log 1 x 16-E 6+" P!7 E+"1 P7 1@ N E+"1 16+@9 1=08E Calc*lese `7 `C' en '7@C' 6+6166 #0 Ha ,ara el 7C' es =05 x 1616 H2 ,ara el '7E es 1+D" x 16-"0 '7@C' '7@ R C' 6+61 6 6 6 6+61 6+61 '7@C' '7@ R C' RR 75! 75! do2le hidrólisisf '7E R 7E! 7C' R !7 Hh Hb 16-1@ 6+951 Ha H2 =+5 x 16-16 1+D" x 16-" Hh : 5 6+951 : 6+9"9 M6+61 N : 6+61- : donde : @+89 x 16-E `C' 6+61 N : 6+61 N @+89 x 16-E "+1 x 16-E `C' P7 MPa R PHb N PH2 6+" M 9+5 R 1@ N @+D" 6+" 9+55 `7 16-P7 16-9+55 = x 16-16 ACI%!S P!IP3!TIC!S 1=08@ Calc*lese la `7 de una solución 6+6" # de 75S0 H1 del 75S es 106 x 16-D0 75S 7S R 7 6+6"6 6 6+6" N : : :
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H1 1 x 16-D :5 :5 1 x 16 M6+6" N : 606" N : :5 R 1+D x 16-D : N " x 16-9 6 : D+6= x 16-" `7 1=08" JCu/l es la `S-5 en una solución 6+6" # de 75S0 H5 del 75S es 1+E x 16-D0 %el anterior eercicio `7 `7S D+6= x 16 7S S R 7 H5 1+E x 16-1@ `S `7 `7S Por lo tanto `S 1+E x 16-1@
1=08= JCu/l es la `S-5 en una solución 6+6"6 # de 75S 6+616 # de 7ClK0 Utilícense los datos de los ,ro2lemas 1=08@ 1=08"0 7Cl 7 R Cl 6+61 6 6 6 6+61 6+61 75S 57 R S 6+6" 6+61 6 606" N : M6+61 R 5: : H1 x H5 `S-5 ` 75 des,eando `S-5 1 x 16-D 1+E x 16-1@ 6+6" `75S M6+615 H1 1+16-D `75S 6+6" H5 1+E x 16-1@ `7 6+61 `S =+" x 16-19 1=08D H1 H5 ,ara el /cido ox/lico+ 75C5!@+ son =+= x 16-5 "+@ x 16-"0 JCu/l es la `!7 en una solución 6+66" molar de 'a5C5!@K0 ^ 75C5!@ 7 R 7C5!@ H1 "+= x 16-5 `7 `7C5!@ `75C5!@ 7C5!@ 7 R C5!@ H5 "+@ x 16-" `7 `C5!@ `7C5!@
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'a5C5!@ 5'aR C5!@ 6+66" 6 6 6 5 : 6+66" 6+66" 5'a R C5!@ R 75!
7C5!@ R !7 Hh Hb 16-1@ H5 "+@ x16-" Hh 1+8" x 16 :5 6+66" N : %e donde : 9+=1D x 16-D
1=088 $l /cido malónico es un /cido di2/sico que tiene H1 1+@5 x 16-E H5 5061 x 16-=0 Calc*lese la concentración del ión malonato di4alente en a /cido malónico 6+6616 #0 2 una solución que contiene /cido malónico 6+66616 # 7Cl 6+666@6 #0 #75 #7 R 7 H `#7 `7 1+@5 x 16-E `#75 #7 # R 7 H5 `# `7 5+61 x 16-= `#7 a Para la ,rimera disociaciónO H1 1+@5 x 16-E :5 de donde : =+DD x 16-@ 6+661 N : Como `7 `#7 de H5 `# `7 5+61 x 16-= `# `# 7 2 Si `7Cl 6+666@ # entonces `7 inicial @ x 16-@ Si `#75 6+6661 # O `7 `#7 9+58 x 16-" de :5 R 1+@5 x 16-E : N1+@5 x 16-D 6 `# 5+61 x 16-= `#7 #7 # R 7 `7 9+58 x 16-" 6 @ x 16-@ 9+58 - :un: 4alor M@ x 16-@ : Comox :16-" tiene muR,equeQo `# 5+61 x 16 9+58 x 16-=M@ x 16-@ R
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9+58 x 16-@ `# E+D : 16-D
1=089 Calc*lese el P7 de una solución de 7EP!@ 6+61 # H1 H5 ,ara el 7EP!@ son+ res,ecti4amente+ D01 x 16-E =0E x 16-80 ^ 7EP!@ 7 R 75P!@ H1 `7 `7P!@ D+1 x 16-E `7EP!@ 75P!@ 7 R 7P!@ H5 `7 `7P!@ =+E x 16-8 `75P!@ Predominara la concentración de 7 resultante de la ,rimera disociación ,or lo tantoO 7EP!@ 7 R 75P!@ 6+61 6 6 6+61 : : D+1 x 16-E :5 :5 R D+1 x 16-E : - D+1 x 16-" 6 6+61 N : %onde : "+"9 x 16-E P7 log 1 5+5" "+"9 x 16-E 1=09" $l /cido cítrico es un /cido ,oli,rótico con PH1+ PH5 PHE igual E01E+ @0D= =0@6+ res,ecti4amente0 Calc*lese as concentraciones de 7+ el anión mono4alente el anión tri4alente en /cido cítrico 6+6166 #0 7ECi 75Ci R 7 6+61 6 6 6+61 N : : : H1 :5 D+@1E x 16-@ de PH1 E+1E 6+61 - : %es,eando :5 R D+@1E x 16-@ : - D+@1E x 16-= 6 %e donde : `7R `7Ci-1 5+ED x 16-E # 75Ci-5 Ci-E R 7
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HE E+981 x 16-D de PHE =+@ HE `Ci-E `7R `7Ci-5 %es,eandoO `Ci-E E+981 x 16-D `7 Ci E+981 x 16-D 1+DE x16-" `7R 5+ED x 16-E `Ci-E 5+96" : 16-9 # S!UCI!'$S 3$(UA%!3AS+ I'%ICA%!3$S ? TITUACI!'$S 1=099 $n la titulación de 7Cl con 'a!70 Calc*lese el P7 des,u.s de la adición de un total de 5606+ E606 =606 cc de 'a!70 1G caso `7R M"6 N 56 6+1 `7R 6+6@58 D6 P7 log 1 1+E=D 6+6@58 5G caso `7R M"6 N E6 6+1 `7R 6+65" 86 P7 1+= EG caso `!7- M=6 N "6 6+1 `!7- 9x 16-E 116 P!7 5+6@ P7 11+9" $n todos los casos `7Cl 6+1 #
1=0166 $n la titulación del /cido <-hidroxi2utírico+ 7C@7D!E+ con 'a!7+ calc*lese el P7 des,u.s de la adición de un total de 56+ E6 D6 cc de 'a!70 Pa ,ara el 7C@7D!E es @0E9 a la concentración iónica ex,erimental0 1G caso `7R M"6 N 56 6+1 6+6@58 D6 `sal 56 x 6+1 6+658 D6 P7 Pa R log `sal @+E9 R log 6+658 @+5 `7R 6+6@58 5G caso `7R M"6 N E6 6+1 6+65" 86 `sal E6 x 6+1 6+6ED" 86 P7 Pa R log 6+6ED" @+"== 6+65"
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EG caso `!7- 56 x 6+1 6+61= 156 P!7 log 1 log 1 1+DD `!7- 6+61= P7 1@ N P!7 1@ N 1+DD 15+5E
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