ESPOL – FCNM – DCQA QUIMICA GENERAL 1 SEGUNDA EVALUACION I TERMINO 2013 (28/08/13) SOLUCION DEL EXAMEN 1. La densidad de una solución acuosa que contiene 10% en masa de etanol (C2H5OH) es de 0.984 g/ml. Calcule: a) (5 puntos) Molaridad de la solución; b) (5 puntos) Molalidad de la solución; c) (5 puntos) Fracción molar del soluto; d) (5 puntos) Volumen en L de solución que contiene 0,125 moles de etanol.
a)
Pregunta Molaridad
Cálculos Asumir 100 g de solución = 100% 10% C2H5OH → 20 g C2H5OH (soluto) 90% H2O → 80 g de H2O (solvente)
Moles de soluto= 10 g C2H5OH/ 46 g/mol = 0,22 moles Volumen solución= masa/densidad = 100 g/0,984 g/ml = 101,63 ml
b)
Molalidad
→ 0,101
L
Kg de solvente= 0,08 Kg de H2O
c)
Fracción Molar
Moles de solvente= 90 g de H2O/18 g/mol = 5 moles
d)
Volumen (L)
La molaridad de la solución se mantiene, por eso se utiliza para determinar el volumen de solución que contienen 0.125 moles:
LUIS VACA SALAZAR
AYUDANTE
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ESPOL – FCNM – DCQA QUIMICA GENERAL 1 SEGUNDA EVALUACION I TERMINO 2013 (28/08/13) 2. (20 puntos) El etilenglicol (EG), CH 2 (OH) CH2 (OH), es un anticongelante comúnmente utilizado en automóviles. Es soluble en agua y bastante volátil. Calcule (a) el punto de congelación y (b) el punto de ebullición de una disolución que contiene 651 g de etilenglicol en 2505 g de agua. ¿Debe mantener esta sustancia en el radiador de su automóvil durante nuestro invierno en la ciudad de Guayaquil en los meses de enero a abril? La masa molar del EG es de 62.07 g ( Kf=1.86 °C/m; Kb=0.52 °C/m). Datos: Masa soluto (EG)=651 g; Masa solvente (H2O)=2,505 g; Punto de congelación H2O pura=0°C; Punto de ebullición del H2O pura=100°C a)
b)
( ) ( )
3. La reacción del óxido nítrico con hidrógeno a 1280 °C es 2NO (g) + 2H2 (g) → N2 (g) + 2H2O (g) A partir de los siguientes datos medidos a dicha temperatura, determine: a) (8 puntos) La ley de la velocidad. b) (6 puntos) Constante de velocidad. c) (6 puntos) La velocidad de la reacción cuando [NO] = 12 x 10-3 M y [H2] = 6 x 10-3M. Experimento [NO] [H2] Velocidad Inicial (M/s) -3 -3 -5 1 5x10 2x10 1.3x10 -3 -3 -5 2 10x10 2x10 5x10 -3 -3 -5 3 10x10 4x10 10x10
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ESPOL – FCNM – DCQA QUIMICA GENERAL 1 SEGUNDA EVALUACION I TERMINO 2013 (28/08/13) Calculo de x Tomando el experimento 1 y 2 nos damos cuenta que la concentracion de
queda constante,
entonces tomamos las dos ecuaciones de rapidez de los dos experimentos y dividimos asi:
[][] [][] El orden para
[] ] es 2
Calculo de y Tomando el experimento 2 y 3 nos damos cuenta que la concentracion de
queda constante,
entonces tomamos las dos ecuaciones de rapidez de los dos experimentos y dividimos asi:
[][] [][] El orden para
[] es 1
a) La ecuación de velocidad nos queda así:
[][]
b) Para hallar el valor de k tomamos los datos de cualquier experimento en est e caso tomamos el experimento 2
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ESPOL – FCNM – DCQA QUIMICA GENERAL 1 SEGUNDA EVALUACION I TERMINO 2013 (28/08/13)
[][]
c)
4. Aplicación del Principio de Le Chatelier: Considere el siguiente proceso de equilibrio:
Analice y pronostique la dirección en que se desplaza el equilibrio cuando: Puntos
Acción o perturbación
a) 4
La temperatura se eleva
b) 4
Se agrega más cloro gaseoso a la mezcla de reacción
c) 4
Se retira algo de PCl3 de la mezcla
d) 4
La presión del sistema se incrementa
e) 4
Se agrega un catalizador a la mezcla de reacción
Análisis
Dirección del desplazamiento
Como la reacción es endotérmica (ΔH>0) al aumentar la temperatura aumenta la cantidad de reactivos presentes por esta razón el equilibrio se desplaza hacia los productos, a la derecha Al aumentar la cantidad de Cloro en la mezcla, está aumentando la cantidad de productos, por eso el equilibrio se desplaza hacia los reactivos, a la izquierda Al retirar PCl3 se está retirando o quitando parte del producto, por esta razón el equilibrio se desplaza hacia ellos, a la derecha Al aumentar la presión total del sistema, e l volumen disminuye, es por esto que el e quilibrio se dirige hacia donde hay menos cantidad de moles totales, se observa en la ecuación balanceada que hay t an solo 1 mol total en los reactivos, el equilibrio va a la izquierda. El catalizador nos permite alcanzar más rápido el equilibrio del sistema pero no lo altera.
→
←
→
←
----
5. (5 puntos cada literal) Calcule el pH de las siguientes soluciones: Datos: Constante de ionización de NH4OH Kb= 1.80 x10 -5 -4 Constante de ionización de HCOOH Ka= 1.80 x10
a
Solución HCl 0.02 M
Cálculos Acido fuerte (Disociación directa)
pH 1,7
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b
NaOH 0.03 M
c
NH4OH 0.01 M
ESPOL – FCNM – DCQA QUIMICA GENERAL 1 SEGUNDA EVALUACION I TERMINO 2013 (28/08/13) Base fuerte (Disociación directa)
[] [ []
Base débil (Disociación en equilibrio)
I C E
NH4OH 0,01 -x 0,01-x
NH4+ 0 +x x
12,5
10,6
OH0 +x x
][ ] [ ][ Como la constante tiene un valor pequeño se asume que la cantidad que pierde el reactivo es cero
[] [ ]
d
HCOOH 0.03 M
Acido débil (Disociación en equilibrio)
I C E
HCOOH 0,03 -x 0,03-x
H+ 0 +x x
HCOO0 +x x
][ ] [ ][ Como la constante tiene un valor pequeño se asume que la cantidad que pierde el reactivo es cero
[] [ ]
2,6
