Solucionario Química

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA

UNIVERSIDAD

LA MATERIA SUS PROPIEDADES Y SU MEDICIÓN 1. La densida densidad d del aire aire a una presión presión de 1 at!s"er at!s"eraa # $%&C $%&C es de 1'1( )*L. +Cu,l +Cu,l es la asa en -il!)ra!s del aire de una a/ita0ión ue tienen las si)uientes diensi!nes 2'$ 3 14'% 3 $'5% 6 Solución: Primero: Calculamos volumen de la habitación: V =8,2 m x 13,5 m x 2,75 m=304,4 m3

El volumen de la habitación está en (m3) por lo que es necesario convertir a (L) para que así su unidad sea compatible con el de la densidad: 304,4 m

3

.

1.000 L 1m

3

=304.425 L

Seundo: !e la ecuación de la densidad despe"amos la masa # reempla$amos el volumen # la densidad del aire:

m D= ; → m =V . D V

g m=V . D =304.425 L x 1,19 =362.265,8 g L

%inalmente convertimos los () a (&) que es la unidad en la que nos pide la masa de aire: 362.265,8 g aire aire x

aire 1 kg aire 1.000 gaire

=362 kg

$. El a0eit a0eitee se e3tien e3tiende de en una una 0apa 0apa del) del)ad adaa s!/re s!/re el a)ua 0uand! 0uand! se present presentaa un derrae de petróle! 0rud!. +Cu,l es el ,rea en etr!s 0uadrad!s ue 0u/re $77 04 de a0eite si la 0apa ue se "!ra tiene un espes!r de 7'% n. Solución: El área de la capa de aceite responde a la siuiente 'órmula:

A =

V e

Como el área que nos pide debe estar epresada en m* reali$amos las conversiones convenientes para cada dato:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA V =200 cm x

e =0,5 nm x

3

1 L

3

3

1000 cm

x

1m

1000 L

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=2 x 10−4 m3

−9

m =5 x 10−10 m 1 nm

10

%inalmente* reempla$amos los datos en la ecuación del área: 2 x 10

−4

3

m 5 2 A = −10 =4 x 10 m 5 x 10 m

4. El pre0i pre0i!! del del !r! !r! 8ar9 8ar9aa u0 u0!! # a su/id su/id!! ast astaa 1.47 1.4777 dóla dólare ress la !n:a !n:a tr!# tr!#.. +Cu,nt! 8alen $$5 )ra!s de !r! a 1.477 dólares la !n:a tr!#6 Solución: Es necesario conocer a cuantos ramos equivale + on$a tro# de oro: 1 onzatroy =31 gramo s

, partir de este dato reali$amos las conversiones necesarias para determinar el valor de ramos de oro: 227 g Au

1 onzatroy

x

31 g Au

x

1.300 $ us 1 onzatroy

= 9.519 $ us

;. Se tiene tiene un prisa prisa e3a)!n e3a)!nal al de 4'% 0 de lad! lad! # una altura altura de 1% 0' la pie:a pie:a se pesa en una /alan:a # se !/tiene $$7 $ $7 )r. +Cal0ular +Cal0ular la densidad de la pie:a6 p ie:a6 Solución: Primero: El heaonal es: V = A b . h

volumen

del

prisma

El área rea de la base se calcula de la siuiente 'orma: Perímetro Perímetro . apotema A b = 2

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA l 2 2

La apotema (a) está dada por:

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¿

l 2−¿ a =√ ¿

El perímetro (P) está dado por: P=6 . l !ónde: l es es el lado del heáono. /empla$ando el valor de l en las 'órmulas dadas: 3,5 cm

¿ ¿

3,5 cm 2

¿2

¿ ¿ a =√ ¿ P=6 . 3,5 cm

A b =

El área (, b) del prisma es:

6,35 cm . 3,03 cm 2

=19,2 cm2

El volumen (0) del prisma es: V = A b . h =19,2 cm2 . 15,0 cm =288 cm3

La densidad de la pie$a es: m 220 g D= = =0,76 g / cm3 3 V 288 cm

%. Un e3peri e3perient! ent! de la/!rat la/!rat!ri !ri!! ne0esita ne0esita ue 0ada estudia estudiante nte use <'%% )ra!s )ra!s de 0l!rur! de s!di!. El instru0t!r a/re un "ras0! nue8! de 1'77 l/ de la sal. Si 0ada un! de l!s $; estudiantes t!an e3a0taente la 0antidad estipulada' +0u,nt! uedar, en el "ras0! al "inal de la sesión de la/!rat!ri!6 Solución: Sal u sada ¿ 24 . 6,55 g =157,2 g e sal Los 1 estudiantes utili$aran: Sal sal =453,6 gr sal sal El 'rasco contiene: 1 lb sal

La sal que queda es:

Sa l!uea !uea = 453,6 g −157,2 g =296,4 g


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<. Si tres sui0idas de i)ual pes! se aarran' un! 0!n una r!0a de %.17$ )' !tr! 0!n 1'% li/ras de a0er! # el =lti! 0!n ;'2 !n:as de ierr!' # se lan:an al ar de0idid!s a !rir. +>ui?n se a!)ara ,s r,pid!6 +P!r u?6 1. El prier! /@ El se)und! 0@ El ter0er! d@ Nin)un! Solución: Primero convertimos todos los pesos a una sola unidad* en este caso eleimos ramos: Primer suicida: 2

5 . 10

1g

mg x

1000 mg

=0,5 g

Seundo suicida: 1,5 lbacero x

453,6 g 1 lb

=680,4 g

2ercer suicida: 4,8 onzas x

28,35 g 1 onza

=136,1 g

Como los pesos atados son mu# ba"os nin)un! se ahoa.

5. a@ +Cu,nt!s ) de aire a# en un aula de 1$ p!r 17  p!r 2' si la densidad del aire es 27 l/*litr!6 /@ +Cu,ntas li/ras de aire aspiraran 47 alun!s' en (7 inut!s' si 0ada un! de ell!s reali:a $7 aspira0i!nes de 1*$ litr! p!r inut!6 Solución: a) Calculamos el volumen del aula en litros: 3

V =12 m. 10 m. 8 m=960 m x

1.000 L 1m

3

=9,6 x 105 L

!espe"amos de la 'órmula de densidad* la masa # convertimos a &iloramos: m=V . D =9,6 x 10 5 L .

80 lb 1 L

=7,7 x 107 lb.

1 kg 0,22 lb

=3,510 8 kg aire

b) Cada alumno aspirara en + minuto: 1 minuto x

20 aspiraciones 1 minuto

x

0,5 L 1 aspiraci"n

En 4 minutos cada alumno aspirara: 90 minutos x

10 L aire 1 minuto

=900 Laire

Los 34 alumnos aspiraran: 30 alumnos x

900 L aire 1 alumno

= 27.000 L aire

=10 L aire

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA Las libras de aire aspirado serán:

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lb 6 m=V . D =27.000 L aire . 80 = 2,2 x 10 lb e aire L

2. El 0al!r espe09"i0! del ierr! es 7'175 0al*)r BC. +>u? 0antidad de 0al!r se ne0esita para 0alentar 177 )r de ierr! desde $7BC asta 57BC. Solución: 5tili$amos la primera le# de la termoquímica: ! =m. # e . ( $% )

! =100 g & e . 0,107

cal . ( 70 '# −20 '# )=535 cal g '#

(. La teperatura del iel! se0! teperatura de su/lia0ión a presión n!ral@ es 17( B. +Es a#!r ! en!r ue la teperatura del etan! en e/ulli0ión ue es de 22BC.6 Solución: !ebemos convertir ambas temperaturas a una misma escala* escoemos la escala Celsius o centírada. 6ielo seco:

5

5

9

9

'# = . ( '& −32 )= . (−109 −32 )=−78,3 ' #

Etano en ebullición: −88 ' # La temperatura del hielo seco es ma#or que la del etano en ebullición.

17. Un atra: de 8idri! pesa 8a09! $7'$45< )r # $7'417$ )r llen! de a)ua a ;BC asta una 0ierta ar0a. El is! atra: se se0a # se llena asta la isa ar0a 0!n una s!lu0ión a ;BC. A!ra el pes! es $7'447 )r. +Cu,l es la densidad de la s!lu0ión6

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA Solución:

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Calculamos primero el peso del aua contenido en el matra$: m ( )= 20,3102 g− 20,2376 g =0,0726 geagua 2

La densidad del aua a 17C es + 8cm3* con este valor calculamos el volumen ocupado por el aua en el matra$ que será el mismo volumen que ocupe la solución. V agua =V soluci"n =

0,0726 g eagua 1

g cm

=0,0726 cm3

3

,ntes de calcular la densidad de la solución* hace 'alta calcular el peso de la solución que será: msoluci"n =20,330 g−20,2376 g =0,0924 g e soluci"n %inalmente calculamos la densidad: D =

0,0924 g 0,0726 cm

=1,27 3

g 3

cm

11. Un l9uid! 0!n un 8!luen de 17'5 L tiene una asa de (';$ )r. El l9uid! puede ser !0tan!' etan!l ! /en0en!' # las densidades de ?st!s s!nF 7'57$ )*L' 7'52( )*L # 7'25( )*L' respe0ti8aente. +Cu,l es la identidad del l9uid!6 Solución: Calculamos la densidad del líquido: D=

9,42 g 10,7 mL

= 0,88 g / mL

El líquido es el /en0en!.

1$. Un pi0nóetr! es un aparat! de 8idri! usad! para deterinar e3a0taente la densidad de un l9uid!. El pi0nóetr! se0! # 8a09! tiene una asa de $5'41; ). Cuand! se llena el pi0nóetr! 0!n a)ua destilada a $%&C' la asa t!tal es de 4;'2;$ ). Cuand! se llena 0!n 0l!r!"!r! un l9uid! usad! 0!! anest?si0! antes ue se 0!n!0iera sus pr!piedades tó3i0as@' el aparat! tiene una asa de ;1'2;$ ). a. +Cu,l es el 8!luen del pi0nóetr!6 /. +Cu,l es la densidad del 0l!r!"!r!6 a) Solución: Se calcula la masa de aua contenida en el picnómetro: m ( )=34,842 g− 27,314 g =7,528 g 2

9 9 70 47 9g / c m³ ,c a l c u l a mo s Si consideramos que la densidad del aua a 97C es: D=0.


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e lv o l u me nd el a gu aq ues er ál ami s maqu ed el p i c n óme t r o . 7,528 g V ( ) =V picn"metro = =7,55 cm3 2

0,997

g

cm

3

b) Para calcular la densidad del cloro'ormo calculamos primero la masa ocupada por este líquido en el picnómetro: mcloro*ormo = 41,842 g −27,314 g=14,528 g La densidad del cloro'ormo será: Dcloro*ormo =

14,528 g

=1,92

3

7,55 cm

g cm3

14. El !r! pur! es un etal deasiad! /land! para u0!s eple!s' p!r l! 0ual se li)a ! se alea 0!n !tr!s para darle ,s resisten0ia e0,ni0a. Una alea0ión deterinada se a0e e:0land! <7 ) de !r!' 2'7 ) de plata # 1$ ) de 0!/re. +De 0u,nt!s uilates es est, alea0ión' si se 0!nsidera ue el !r! pur! es de $; uilates6 Solución: Se considera que: 24 !uilates = 100 Au Se calcula el porcenta"e de oro en la me$cla: Au=

60 g Au

( 60 g +8,0 g +12 g ) mezcl a

x 100=75

La aleación tendrá por tanto: 75 .

24 !uilates 100

=18 !uilates

1;. Sup!ner ue se a idead! un nue8! teróetr!' 0!n su es0ala 0!rresp!ndiente' llaad! teróetr! G. En la es0ala G' el punt! de e/ulli0ión del a)ua est, a 147& G' # el punt! de 0!n)ela0ión en l!s 17&G. +A u? teperatura se leer, la isa 0i"ra de )rad!s en el teróetr! areneit # en el teróetr! G6 Solución: Calculamos la 'unción que relaciona la escala 7 # la escala 7%:  +  & =  + 1  & 1

!e la siuiente proporcionalidad entre escalas calculamos la 'unción:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA + −10 130 −10

=

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& −32 212−32

;ue resulta: 3

& = + + 17 2

Sea* #: valor para el cual ambas medidas son iuales. Para hallar el valor de #* se sustitu#e
y = y + 17 2

!e donde resulta: # = >31 7? entonces >31 7% = >31 7

1%. +>u? est, ,s "ri!' +al)!dón a 177&C ! al)!dón a 142&6 Solución: !ebemos convertir ambas temperaturas a una misma escala* escoemos la escala Celsius o centírada. ,lodón a @ +3A 7%: 5

5

9

9

'# = . ( '& −32 )= . (−138 −32 )=−94,4 ' #

,lodón a >+447C La temperatura del alodón a @ +44 7C está más 'rio.

1<. La aspirina est, 0!ntenida en 7'7<;2 )*pastilla' +0uantas li/ras de aspirina a# un "ras0! de %77 pastillas6 ,) -*1++4 > lb B) -*+1+4> lb C) -*+1+4>+ lb !) -*+1+4>3 lb E) inuno

Solución: 500 pastillas.

0,0648 gaspirina 1 pastilla

.

1 lbaspirina 453,6 g aspirina

=7,14 x 10−2 lb La respuesta es B.


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15. Una estrella n!ral irradia una ener)9a de un!s 17;< H!ule durante su 8ida edia de 1717 a!s. Deterine la 0antidad de ateria ue pierde 0ada si)l! en ). A@ 1'1J17 $1 K@ 4'$J1712 C@ ;'4J17$4 D@ 1'1J171( E@ Nin)un! Solución: 3 x 10

¿

m s

¿8¿ ¿ ¿ ¿ , ,= mc 2 → m= 2 = c

10

kg m2 s2

46

¿ 29

1 siglo.

100 a-os 1,1 x 10 1 siglo

.

kg =1,1 x 1021 kg 10 10 a-os

La respuesta es ,.

12. La ,3ia 0!n0entra0ión t!lerada de !nó3id! de 0ar/!n!' CO' en el aire ur/an! es 17 ) de CO* 4de aire' durante un peri!d! de 2 !ras. En estas 0!ndi0i!nes' +Cu,l es la asa de !nó3id! de 0ar/!n! presente en una a/ita0ión 0u#as edidas' en pies' s!n 2 3 1$ 3 $76 ,) 1 m

B) 111 m C) 911 m

!) D11 m

E) inuno

Solución

( 12 pulg)3 ( 2,54 cm )3 1 m3 3 V =8 x 12 x 20=1920 pies . . . 6 3 =54,4 m 3 3 ( 1 pie ) ( 1 pulg ) 10 cm 3

54,4 m

3

.

10 mg#) 1m

3

=544 mg#) L! "#$%u#$&! #$ C.

1(. Un re0ipiente 8a09! tiene una asa de 1$7 ) # llen! de a)ua' 1(7 ). Si al re0ipiente 8a09! se le a)re)an 17 ) de un etal # lue)! se llena 0!n a)ua' la asa resultante es de 1(; ). allar la densidad del etal. A@ 1'$ )*l

K@ 1'; )*L

C@ 1'5 )*L D@ 7'( )*l E@ Nin)un!

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA !atos:

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mr =120 g mr +agua =190 g mmetal =10 g

mr +agua +metal =194 g

Solución:  / =

m / V /

Se tiene que calcular el volumen del metal* que es iual al aua desalo"ada por el metal en el picnómetro: +7 Calculamos el volumen del aua en el picnómetro: V agua =

mrecipiente +agua −m recipiente 190 g −120 g = =70 ml  agua 1 g / ml

7 El volumen de aua desalo"ada por el metal: maguaesalo0aa =mrecipiente + agua+ metal− mmetal − mrecipiente maguaesalo0aa =194 g−10 g −120 g =64 g

V aguaesalo0aa =

maguaesalo0aa  agua

=

64 g 1 g / ml

=64 ml

El volumen del metal es: V / =V agua −V aguaesalo0aa =70 ml −64 ml =6 ml

La densidad del metal es:  / =

m / 10 g = =1,7 g / mL V / 6 mL


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La respuesta es C.

$7. Un 0ilindr! ue0! de 17 pul)adas de altura # % pul)adas de di,etr! 0!ntiene en su interi!r !tr! 0ilindr! a0i:! de 2 pul)adas de altura # 4 pul)adas de di,etr!. Este disp!siti8! de 0ilindr!s pesa 1;27 )' # llen! de un )as des0!n!0id! G pesa 1;22 ). allar la densidad del )as G en )*L. A@ 7'% K@ 1'(4 C@ 4'% D@ $'% E@ Nin)un! !atos: h ( =10 pulg .

D ( =5 pulg . h / =8 pulg.

2,54 cm 1 pulg

2,54 cm 1 pulg

2,54 cm

D / =3 pulg .

1 pulg

=25,4 cm

=12,7 cm

= 20,3 cm

2,54 cm 1 pulg

=7,6 cm

mispositio=1480 g

mispositio + gas =1488 g

Solución:  gas =

mgas V gas

mgas =msistema +gas −msistema=1488 g −1480 g =8 g V gas =V # hueco −V # macizo 12,7

¿ ¿

1 1 2 V # hueco = . h ( . D ( = . 25,4 cm . ¿ 4

4


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7,6

¿ ¿

1 1 2 V # macizo = . h / . D / = . 20,3 cm. ¿ 4

4

3

3

3

V gas =3217,6 cm − 920,9 cm =2296,7 cm .

 gas =

8g 2,3 L

1 L 1000 cm

3

=2,3 L

=3,5 g / L La respuesta es C.

$1. Una pr!/eta 8a09a tiene una asa de %7 ). Si llena!s asta la ter0era parte de la pr!/eta 0!n a)ua' la asa del 0!nHunt! es de 177 )' per! al llenar t!talente la pr!/eta del anteri!r 0!nHunt! 0!n un l9uid! des0!n!0id!' la asa de t!d! el 0!nHunt! es de 1<7 ). allar la densidad del l9uid! des0!n!0id! en )*L. ,) 4*+ 8mL

B) 4*A 8mL

C) 4*D 8mL

!) +*9 8mL E) inuno

!atos:

m probeta=50 g m probeta+agua =100 g m probeta+lí!uio=160 g

Solución: El volumen del aua es iual a +83 del volumen de la probeta: magua= m probeta+ agua− m probeta=100 g−50 g =50 g V agua =50 m L

El volumen de la probeta es: V probeta=50 mL. 3=150 mL

La densidad del líquido es:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA m 110 g  = = =0,73 g / mL V 150 mL

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$$. +Cu,l es la di"eren0ia de teperatura entre 17 BC # $25 B6 A@ 17 K@ ;2 C@ $54 D@ 7 E@ Nin)un! Solución: Convertimos los datos en una sola escala de temperatura: 5

'# = ('& −32 ) 9

9

9

5

5

'& = '# + 32= (−10 ) + 32=14 '&

La di'erencia de temperatura es: $ % =287 '& −14 '& =273 '& La respuesta es C.

$4. Se tienen d!s 0uerp!s K # N TK  T N@' si se iden sus teperaturas en la es0ala Celsius' la sua de las le0turas es 177. Si se iden sus teperaturas en )rad!s areneit' la di"eren0ia de sus le0turas es 21. Cal0ular la teperatura de K en la es0ala Celsius. A@ 5( K@ 5$'% C@ 177 D@ ;(% E@ ;% Solución E$&!'l#c#(o$ l!$ $i)ui#n&#$ i)u!l*!*#$ ,nla escala celsius : % 2 + % 3 =100 o

o

,nla escala *ahrenheit : % 2−% 3 =81

+,+-

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA L! i)u!l*!* #n l! #$c!l! /!0"#n0#i& +- *#'# $#" %u#$&! #n &1"(ino$ *# l! #$c!l! C#l$iu$2 %!"! #llo u&ili3!(o$ l! $i)ui#n&# "#l!ción 9

'& = '# + 32 5

9

D# *on*#

5

R##(%l!3!n*o 9 5

9

% o2= % + 32

o % 3 = % + 32

5

2

o % o2 4 % 3

3

#n l! #cu!ción +- &#n#(o$

9

% +32− % − 32=81 2

5

3

O"*#n!n*o o'&#n#(o$ % 2−% 3 = 45

+-

Co(o !('!$ #cu!cion#$ #$&5n #n l! #$c!l! C#l$iu$2 "##(%l!3!(o$ +- #n +,- 4 o'&#n#(o$ % 2=72,5 '# y % 3 =27,5 '#

L! "#$%u#$&! #$ B.

$;. En una es0ala de teperatura de )rad!s ' el a)ua 0!n)ela a $7 & # e/ulle a 127 &. Si en la es0ala de )rad!s ' el al0!!l 0!n)ela a 17 &. +Cu,l ser, el punt! de 0!n)ela0ión en )rad!s areneit # en )rad!s el8in6 A@ % $24

K@ ;1 $54 C@ 17 $52

D@ ;1 $52

E@ Nin)un!

Solución: 2emperatura de conelación del alcohol en 7% =  !el rá'ico obtenemos las siuientes ra$ones: 180 −(−10 ) 180 −(−20 )

=

+A476

+ 7%

>+476

 7%

212 − + 212−32

6aciendo operaciones # despe"ando  tenemos:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA + =212−

190 200

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. 180= 41 '&

>476

3 7%

5

'# = ( 41−32 ) = 9 7C = -A & 9

La respuesta es !

$%. Se diseó una nue8a es0ala de teperatura /asada en el punt! de 0!n)elaient! del a)ua t!ada 0!! 17 # la teperatura 0!rp!ral uana (5 &@' t!ada 0!! $7.+Cu,l es la teperatura del a)ua ir8iente en la nue8a es0ala6 A@ 54

K@ 142

C@ 2%

D@ 177

E@ Nin)un!

Solución: 2emperatura del aua hirviente =  !el rá'ico obtenemos las siuientes ra$ones:



+ 7%

4

- 7%

>+4

3 7%

x −(−10 ) 212 −32 = 212− 97 x −20

6aciendo operaciones # despe"ando  tenemos: 65 x =4750 ; x =73

La respuesta es ,

QTOMOS' MOLCULAS Y MOLES $<. Cal0ular la asa atói0a pr!edi! del /!r!' a partir de l!s si)uientes dat!sF Is!t!p! Masa A/undan0ia  K  17 17'714 ua 1('52  K  11 11'77( ua 2$'$$  Solución: 5tili$amos la siuiente 'órmula: . + + . 4 ma( 2 )= 100

/eempla$ando en la ecuación obtenemos:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA 19,78 . ( 10,013 uma )+ 82,22 . ( 11,009 uma ) ma( 2 )= =11,03 uma 100

1. +Cu,l es la asa real ! 8erdadera de6 a@ Una !l?0ula de ,0id! nitr!s! /@ Un !l de O:!n! 0@ Una !l?0ula de nitrur! de s!di! d@ Un !l de sul"it! ,0id! de p!tasi! Solución: 5tili$ando 'actores de conversión para cada caso: a) 1 mol5culae (3 )2 .

17 g ( 3 )2 23

6,023 x 10 mol5culas (3 )2

=2,8 x 10−23 g ( 3 )2

b) 1 mole) 3 .

48 g )3 1 mol)3

= 48 g )3

c) 1 mol5culae 3 a3 3 .

83 g 3 a3 3 23

6,023 x 10 mol5culas 3 a3 3

=1,38 x 10−22 g 3a3 3

d) 1 mole6(S)3 .

120 g6(S)3 1 mol 6(S )3

=120 g6(S)3

$. La "órula de la 0a"e9na es C217N;O$. DeterinarF a. La asa de un !l de 0a"e9na /. El n=er! de ,t!!s en una !l?0ula de 0a"e9na 0. El n=er! t!tal de ,t!!s en un !l de 0a"e9na d. El n=er! de !les de 0a"e9na en %7'7 ) de 0a"e9na. Solución: a) 1 mole# 8 ( 10 3 4 ) 2 .

194 ge# 8 ( 10 3 4 )2 1 mole# 8 ( 10 3 4 )2

=194 ge# 8 ( 10 3 4 )2

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA b) . 1 mol5culae# 8 ( 10 3 4 ) 2 .

UNIVERSIDAD

24 7tomos 1 mol5cula ee # 8 ( 10 3 4 ) 2

=24 7tomos

c) . 23

1 mole# 8 ( 10 3 4 ) 2 .

24 . 6,023 x 10 7tomos 1 mole e# 8 ( 10 3 4 )2

= 7tomos

d) . 50 ge# 8 ( 10 3 4 )2 .

1 mol e# 8 ( 10 3 4 )2 194 ge# 8 ( 10 3 4 )2

=0,26 moles e # 8 ( 10 3 4 )2

$5. La asa real de un ,t!! de un is!t!p! des0!n!0id! es $'12 3 17$$ ). Cal0ular la asa atói0a de este isót!p!6 Solución: 5tili$amos la siuiente equivalencia: −22

2,18 x 10

g+.

1 uma −24

1,67 x 10

g

− 24

1 uma =1,67 x 10

g

=130,54 uma

$2. +Cu,nt!s !les de ierr! se 0!/inan 0!n 7'$$ !les de !39)en! para dar erru/re' e$O46 Solución: El hierro # el oíeno reaccionan de la siuiente manera: /elación molar:

1%e  3 F G  %eF3 1 mol 3 moles  moles

5tili$ando 'actores de conversión: 0,22 molese)2 .

4 moles e &e 3 moles e) 2

=0,29 moles &e

$(. +La asa de un ,t!! de ar)ón es <'<4 3 17$; ). Cu,nt!s ,t!!s a# en una uestra de ;7'7 ) de ar)ón6 Solución:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA 1 7tomo e Ar 40,0 g A r . =6,03 x 10 24 7tomos e Ar −24 g Ar 6,63 x 10

UNIVERSIDAD

47. +>u? 8!luen en litr!s !0upan $'51 !les de )as eli! en 0!ndi0i!nes n!rales6 Solución: 2,71 moles ( e( g) .

22,4 L (e 1 mol(e g

= 60,70 L ( e( g)

41. +Cu,nt!s )ra!s de S 0!ntiene un 8!luen de <%' 7 L de $S edid!s en 0!ndi0i!nes n!rales6 Solución: 65,0 L ( 2 S .

1 mol( 2 S

1 mol S

.

.

32 g S

22,4 L ( 2 S 1 mol ( 2 S 1 mol S

=92,8 g S

4$. +Cu,l de las si)uientes 0antidades 0!ntiene el a#!r n=er! de ,t!!s6 a@ <'57 )r de ierr! /@ 7'11 at)r de ierr! 0@ 5'2 3 17$7 ,t!!s de ierr! d@ 7'$% !les de ierr! Solución: Se convierte todas las cantidades a átomos de %e: 23

6,70 g&e.

6,023 x 10

7tomos e &e =7,2 x 1022 7tomose &e 56 g &e 23

0,11 at − gr&e.

20

7,8 x 10 7tomose &e

6,023 x 10 7tomose &e 1 at − gr &e

=6,62 x 1022 7tomose &e

? Esta cantidad no necesita conversión 23

0,25 moles &e.

6,023 x 10 7tomose &e 1 mol &e

/espuesta. 4*9 moles de %e

=1,5 x 1023 7tomose &e


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44. El 17  es el ó3id! "err!s! ue 0u/re la super"i0ie de un 0la8! de ierr!' 0u#a asa t!tal es de ('24 ). Deterinar en el 0la8!. a@ El At)r de ierr!. /@ L!s ,t!!s de ierr! 0@ L!s !les de eO d@ Las !l?0ulas de eO Solución: Se debe calcular primero las masas de óido 'erroso (%eF) # del %e en el clavo: m &e) =mt . 10 = 9,83 g . 0,10= 0,98 g

Si el +4 H es el %eF que cubre el clavo el resto* es decir 4H es %e sin oidar: m &e =mt . 90 =9,83 g . 0,90 =8,85 g

Con cada masa calculamos lo que se pide: 8,85 g & e .

1 at − gr & e

=0,16 at − gr&e

56 g &e 23

8,85 g & e .

6,023 x 10

0,98 g&e).

7tomos e &e =9,5 x 10 22 7tomos e &e 56 g &e

1 mol &e) 72 g&e)

= 0,018 moles &e) 23

0,98 g&e).

6,023 x 10 mol5culas e &e) 72 g&e)

=8,2 x 1021 mol5culase &e)


UNIVERSIDAD

4;. En un litr! de a)ua est,n presentesF a@ +1% !les de a)ua6 /@ +2'$. 17$7 ,t!!s de !39)en!6 0@ +%%'%% !les de a)ua6 d@ +%77 )r de a)ua6 Solución: 5tili$ando 'actores de conversión: 3

1 < ( 2 ) x

1.000 cm ( 2 ) 1 < ( 2 )

x

1 gr ( 2 ) 3

1 cm ( 2 )

x

1 mol ( 2 ) 18 gr ( 2 )

=55,55 moles e ( 2 )

4%. +Cuant!s a!s tardar9a!s en 0!ntar t!d!s l!s ,t!!s de er0uri! ue a# en una i0r!)!ta de er0uri! de asa i)ual a ;.172 )ra!s si 0ada <7 se)und!s 0!nta!s %7 ,t!!s de er0uri!6 Solución: 5tili$ando 'actores de conversión: −8

4,10

gr (g x

1 mol (g 201 gr (g

23

x

6,023 . 10

60 seg 1 hora 1 ía 1 a-o 7t e (g x x x x 1 mol (g 50 7te (g 3.600 seg 24 hrs. 365 ías

¿ 4,6 x 10 6 a-os

4<. El di,etr! de un ,t!! de !39)en! es apr!3iadaente de 11 V' si se 0!l!0an en "ila 17 !les de !39)en!' Wu? l!n)itud al0an:ar9a la "ila6 Solución: Se utili$a 'actores de conversión: −10 7tomose) 11 8 1 x 10 m . . =¿ 1 mol) 1 7tomo) 1 8 23

10 moles).

6,023 x 10

45. Una )!ta de l,)ria 0!ntiene <% ) de a)ua. +Cuantas !l?0ulas de a)ua a# en ; )!tas de l,)rias6

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA Solución:

UNIVERSIDAD

5tili$ando 'actores de conversión: 4 gotas lag . x

65 mg ( 2 )

1 gr ( 2 )

23

1 mol ( 2 ) 6,023 . 10 mol5culas ( 2 )

x x x 1 gotaelag. 1.000 mg ( 2 ) 18 gr ( 2 )

1 mol ( 2 )

=8,7 x 1021 moleculas

42. Para es0ri/ir 2777 pala/ras s!/re un papel ipres! se an )astad! 1'1$ ) de 0ar/ón )ra"it! de la ina de un l,pi:. +Cu,nt!s ,t!!s de 0ar/!n!' en pr!edi!' a# en 0ada pala/ra6 Solución: 5tili$ando 'actores de conversión obtenemos los átomos de C contenidos en +*+ r de C: 1,12 gr #

6,023 . 10

x

23

7tomos# =5,02 x 1022 7tomos# 12 gr #

!ividimos el nImero de átomos de C entre el nImero de palabras # obtendremos: 22

5,02 x 10 7tomose# 7tomos # =6,27 x 1018 palabra 8.000 palabras

4(. Una u0a0a re0i/e 0!! re)al! de su ena!rad! un anill! de !r! de 4'$ )ra!s # de 12 uilates. Si 7'7115 !les de !r! 0uesta 2( Xus. +Cu,l es el 0!st! del !r! en la H!#a6 $; uilates  177 !r!@ 1 Xus  <'(7 Ks@. Solución: Primero obtenemos a que porcenta"e de oro en el anillo corresponde los +A quilates: 18 !uilates Aux

Au =75 Au 24 !uilates Au 100

Por tanto de los 3* r que pesa el anillo* solo el -9 H es ,u* el resto puede ser cobre o plata. Con este dato reali$amos los 'actores de conversión correspondientes:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA 75 gr A u 1 mol Au 89 $ us 6,90 2s 3,2 gr anillo x x x x =639,4 2s 100 gr anillo 197 gr Au 0,0117 moles Au 1 $ us

;7. Nuestr! 0uerp! 0!ntiene /astante 0ar/!n! 0!! para "a/ri0ar (777 inas de l,pi: de $7 0 de l!n)itud # $  de di,etr!. +Cu,nt!s ,t!!s de 0ar/!n! se en0uentran distri/uid!s en 0ada l,pi:6 Densidad del 0ar/ón )ra"it!  $'<$ )*04@. Solución: Calculamos el volumen de la mina de cada lápi$* considerando que la mina tiene 'orma de un cilindro: D

!atos: altura* h = 4 cm !iámetro* ! =  mm =  cm 1 V = . D2 . h

h

4

/eempla$ando datos: V =

1 4

2

2

3

. 2 cm . 20 cm =62,8 cm

Para este volumen calculamos el nImero de átomos de C* utili$ando la densidad # el nImero de ,voadro. 23

3

62,8 cm # x

2,62 gr# 6,023 x 10 7tomos# 3

1 cm #

x

12 gr #

=8,3 x 1024 7tomos#

REACCIONES >UZMICAS MTODOS DE I[UALACIÓN ;1. Kalan0ear 0ada una de las e0ua0i!nes p!r el ?t!d! del tante!. a.

$ a6CF3  6SF1

G aSF1  $6F  $CF

b.

4J(F6)  $63PF1

G J3(PF1)  <6F

c. ,lF3  <6 G ,l3  46F


d.

$ 61 F3

e.

$Cu(F3)

G $   F  G

UNIVERSIDAD

;6F

$CuF  ; F

 F

;$. C!pletar las si)uientes e0ua0i!nesF '. . h. i. ".

CuCl  6SF1 G CuSF1  $6Cl CaCl  $6F3 G Ca(F3)  $6Cl Cu(F3)  $KF6 G Cu(F6)  $KF3 CaCl  $,F3 G Ca(F3)  $,Cl CuSF1  6S G CuS  6SF1

;4. Kalan0ear 0ada una de las e0ua0i!nes p!r el ?t!d! al)e/rai0! a. e$O4 \ NO4 \ O ]  $eO; \ NO$ \ $O Escribimos una letra* empe$ando por ,* sobre las especies de la ecuación A%eF3  KKF3  CKF6 G DK %eF1  EKF  6F Establecemos ecuaciones para cada uno de los elementos: %e: , = ! (+) K: B  C = !  E () : B = E (3) 6: C = % (1) F: 3,  3B  C = 1!  E  % (9) /esolvemos las ecuaciones Si ! =  ? , = + Los coe'icientes encontrados son: /eempla$ando (3) en () # sustitu#endo el valor de !: ,=+ E  C = !  E? C = 1 B=3 /eempla$ando el valor de C en (1) C=1 %= != /eempla$ando en (9) E=3 3.(+)  3B  1 = 1.()  E   %= 3B = E  3 (D) /eempla$ando (3) en (D) 3E = E  3? E = 3 # B = 3 /eempla$ando los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal: %eF3  3 KF3  1KF6 G  K %eF1  3KF  6F

/. $S \ NO4 ] $SO; \ NO$ \ $O

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ÁREA DE TECNOLOGÍA Escribimos una letra* empe$ando por ,* sobre las especies de la ecuación A6S  K6F3 G C6SF1  D F  E6F Establecemos ecuaciones para cada uno de los elementos: 6: ,  B = C  E (+) S: , = C () : B = ! (3) F: 3B = 1C  ! E (1)

/esolvemos las ecuaciones Si C = + ? , = + /eempla$ando estos valores en (+) (+)  B = (+)  E? B = E (9) /eempla$ando (3) # (9) en (1) 3. (E) = 1. (+)  . (E) E DE = 1  9E? E = 1 /eempla$ando E = 1 en (9)

B = A? ! = A Los coe'icientes encontrados son: ,=+ B=A C=+ !=A E=1

/eempla$ando los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal: 6S  A6F3 G 6SF1  AF  16F

0. $C$O; \ MnO; ] CO$ \  $CO4 \ MnO$ \ $O Escribimos una letra* empe$ando por ,* sobre las especies de la ecuación A6CF1  KKJnF1 G CCF  DK CF3  EJnF  Establecemos ecuaciones para cada uno de los elementos: 6: , = % (+) C: , = C  ! () Jn: B = E (3) K: B = ! (1) F: 1,  1B = C  3!  E  % (9)

6F

/esolviendo las ecuaciones obtenemos los siuientes coe'icientes: , = 3? B = ? C = 9? ! = +? E =  # % = 3 /eempla$ando los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal 36CF1  KJnF1 G 9CF  K CF3  JnF  36F

d. C4O \  $Cr$O5 \ $SO; ] COO \ Cr$SO;@4 \  $SO; \ $O Escribimos una letra* empe$ando por ,* sobre las especies de la ecuación: AC63F6  KK Cr F-  C6SF1 G D6CFF6  ECr (SF1)3  K SF1  [6F Establecemos ecuaciones para cada uno de los elementos: C: , = ! (+) Cr: B = E () S: C = 3E  % (3) K: B = % (1) 6: ,  C = !   (9) F: ,  -B  1C= !  +E  1%   (D) /esolviendo las ecuaciones obtenemos los siuientes coe'icientes: , = 3? B = ? C = A? ! = 3? E = ? % =  #  = ++ /eempla$ando los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal 3C63F6  K Cr F-  A6SF1 G 36CFF6  Cr (SF1)3  K SF1  ++6F

e. C$< \ O$ ] CO$ \ $O Escribimos una letra* empe$ando por ,* sobre las especies de la ecuación: AC6D  KF G CCF  D6F Establecemos ecuaciones para cada uno de los elementos: C: , = C (+) 6: D, = ! () F: B = C  ! (3) /esolviendo las ecuaciones obtenemos los siuientes coe'icientes: , = ? B = -? C = 1 # ! = D

/eempla$ando los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal C6D  -F G 1CF  D6F

;;. Kalan0ear 0ada una de las e0ua0i!nes p!r el ?t!d! de !3ida0ión  redu00ión ". $S \  $Cr$O5 \ $SO; ] S \ Cr$SO;@4 \  $SO; \ $O Se escribe los elementos que su'ren un cambio en el estado de oidación: > D D 4 3 D 6S  K Cr F-  6SF1 G S  Cr (SF1)3  K SF1  6F Se escriben los diaramas de equilibrio para cada especie que presenta los cambios de oidación: S(>MM) G S(4)  N D N  Cr(0M) G Cr(MMM) Se multiplica por los coe'icientes necesarios para eliminar las caras # se sumas ambas semirreacciones: 3S(>MM) G 3S(4)  DN ( 3) D N  Cr(0M) G Cr (MMM) 3S(>MM)  Cr(0M) G 3S(4)  Cr (MMM) /eempla$amos los coe'icientes en la ecuación eneral # completamos el resto por tanteo: 36S  K Cr F-  1 6SF1 G 3S  Cr (SF1)3  K SF1  -6F

). Cl \ MnO; ] MnCl$ \ Cl$ \ Cl \  $O Se escribe los elementos que su'ren un cambio en el estado de oidación: >+  4 6Cl  KJnF1 G JnCl  Cl  KCl  6F Se escriben los diaramas de equilibrio para cada especie que presenta los cambios de oidación: 9 N  Jn(0MM) G Jn(MM) Cl(>M) G Cl(4)   N Se multiplica por los coe'icientes necesarios para eliminar las caras # se sumas ambas semirreacciones: 9 N  Jn(0MM) G Jn(MM) Cl(>M) G Cl(4)   N  Jn(0MM)  +4Cl(>M) G Jn (MM)  +4Cl(4)

() (9)

/eempla$amos los coe'icientes en la ecuación eneral # completamos el resto por tanteo:

+D6Cl  KJnF1 G JnCl  9Cl  KCl  A6F

. S \ ClO4 \ $O ] Cl$ \  $SO; \ $SO; Se escribe los elementos que su'ren un cambio en el estado de oidación: 4 9 4 D S  KClF3  6F G Cl  K SF1  6SF1 Se escriben los diaramas de equilibrio para cada especie que presenta los cambios de oidación: S(4) G S(0M)  D N 9 N  Cl(0) G Cl(4) Se multiplica por los coe'icientes necesarios para eliminar las caras # se sumas ambas semirreacciones: S(4) G S(0M)  D N 9 N  Cl(0) G Cl(4) 9 S(4)  DCl(0) G 9 S(0M)  D Cl(4)

(9) (D)

/eempla$amos los coe'icientes en la ecuación eneral # completamos el resto por tanteo: %S \
i. MnO$ \ ClO4 \ O ]  $MnO; \ Cl \  $O Se escribe los elementos que su'ren un cambio en el estado de oidación:  9 >+ JnF  KClF3  KF6 G K JnF1  KCl  6F Se escriben los diaramas de equilibrio para cada especie que presenta los cambios de oidación: Jn(MM) G Jn(0MM)  9 N DN  Cl(0) G Cl(>M) Se multiplica por los coe'icientes necesarios para eliminar las caras # se sumas ambas semirreacciones: Jn(MM) G Jn(0MM)  9 N (D) DN  Cl(0) G Cl(>M) (9) DJn(MM)  9Cl(0) G DJn(0MM)  9Cl(>M) /eempla$amos los coe'icientes en la ecuación eneral # completamos el resto por tanteo:

H. Cr$O4 \ NaNO4 \ O ]  $CrO; \ NaNO$ \ $O Se escribe los elementos que su'ren un cambio en el estado de oidación: 3 9 D 3 Cr F3  aF3  KF6 G K CrF1  aF  6F Se escriben los diaramas de equilibrio para cada especie que presenta los cambios de oidación: N  (0) G (MMM) Cr(MMM) G Cr(0M)  DN Se multiplica por los coe'icientes necesarios para eliminar las caras # se sumas ambas semirreacciones: N  (0) G (MMM) Cr(MMM) G Cr(0M)  DN 3(0)  Cr(MMM) G 3(MMM)  Cr(0M)

(3)

/eempla$amos los coe'icientes en la ecuación eneral # completamos el resto por tanteo: Cr$O4 \ 4NaNO4 \ ;O ] $ $CrO; \ 4NaNO$ \ $$O

;%. Kalan0ear 0ada una de las e0ua0i!nes p!r el ?t!d! del ión ele0trón -. eSO; \ MnO; \ $SO; ] e$SO;@4 \ MnSO; \  $SO; \ $O Escribimos la ecuación con las especies que presentan cambios en su estado de oidación: \$ \5 \4 \$ %eSF1  KJnF1  6SF1 G %e(SF1)3  JnSF1  K SF1  6F Escribimos las semirreacciones e iualamos los átomos # caras: 9 N  A 6  JnF1> G Jn  1 6F %e G %e3  +N

/educción Fidación

Jultiplicamos por (9) la S/ de oidación para eliminar los electrones (N) # sumamos: 9 N  A 6  JnF1> G Jn  1 6F 9 %e  G 9 %e3  +N (  9)  >   3 A 6  JnF1  9%e G Jn  9%e  1 6F /eempla$amos los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal # tenemos: 9%eSF1  KJnF1  ;6SF1 G *9%e(SF1)3  JnSF1  K SF1  16F

%inalmente multiplicamos los dos compuestos que tienen hierro por  para tener enteros* e iualamos el resto por simple inspección: +4%eSF1  KJnF1  A6SF1 G 9%e(SF1)3  JnSF1  K SF1  A6F

l. MnO$ \ NaKiO4 \ NO4 ] MnO; \ KiONO4 \ NaNO4 \ $O Escribimos la ecuación con las especies que presentan cambios en su estado de oidación:  9 3 JnF  aBiF3  6F3 G 6JnF1  BiFF3  aF3  6F Jedio básico: 1F6>  JnF G JnF1>   6F  N 1N  6F  BiF3 G BiF  1 F6> Jultiplicamos por  la primera ecuación # sumamos* cuidando de simpli'icar las especies iuales: 1F6>  JnF G JnF1>   6F  N ()   > 1N  6 F  BiF3 G BiF  1 F6 1F6>  JnF  BiF3 G JnF1>  BiF   6F /eempla$amos los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal # completamos por simple inspección: JnF  3aBiF3  D6F3 G 6JnF1  3BiFF3  3aF3  6F

. NaI \ NaIO4 \ $SO; ] I$ \ Na$SO; \ $O Escribimos la ecuación con las especies que presentan cambios en su estado de oidación: >+ 9 4 aM  aMF3  6SF1 G M  aSF1  6F  M>+ +4 N  + 6 MF3> Jultiplicamos por 9 la primera ecuación # iuales:  M>+ +4 N  + 6  MF3> +4 M>+  + 6 MF3

G M4  N G M4  D 6F sumamos* cuidando de simpli'icar las especies G M4  N (9) 4 G M  D 6F G D M4  D 6F

/eempla$amos los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal # completamos por simple inspección: +4aM  aMF3  D6SF1 G DM  DaSF1  D6F

n. KiO@4 \ ^SnO@;_$ ] ^SnO@<_$ \ Ki Escribimos la ecuación con las especies que presentan cambios en su estado de oidación: 3  1 4 > > Bi(F6)3  OSn(F6)1 G OSn(F6)D  Bi 3 N  Bi3 G Bi4  F6>  OSn(F6)1> G OSn(F6)D>   N Jultiplicamos por  la primera ecuación # por tres la seunda # lueo sumamos* cuidando de simpli'icar las especies iuales: 3 N  Bi3 G Bi4 () > > >  F6  OSn(F6)1 G OSn(F6)D   N (3) 3 >  4  Bi  DF6  3OSn(F6)1 G Bi  3OSn(F6)D> /eempla$amos los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal # completamos por simple inspección: Bi(F6)3  3OSn(F6)1> G 3OSn(F6)D>  Bi

!. KCl4 \ P; \ $ ] KP \ Cl Escribimos la ecuación con las especies que presentan cambios en su estado de oidación: 4 4 >3 + BCl3  P1  6 G BP  6Cl + N  P1 G 1 P>3 64 G  6  N Mualamos las caras # simpli'icamos: + N  P1 G 1 P>3 64 G  6  N (D) 4 >3  P1  D 6 G 1 P  + 6 /eempla$amos los coe'icientes encontrados en la ecuación oriinal # completamos por simple inspección: 1 BCl3  P1  D 6

G 1 BP  + 6Cl

ESTE>UIOMETRZA LEY DE LAÒISIER ;<. Cu,ntas li/ras de Na et,li0! # de Cl l9uid! se pueden !/tener a partir de 1 t!nelada de sal6 Cuantas li/ras de NaO # 0uantas li/ras de 0l!rur! de idró)en!6 Solución: aCl G a 9A*9 lb 3 lb 1 tonsal.

1 tonsal.

2,2 lbsal

.

23 lb3a

1 ton.sal 58,5 lbsal 2,2 lbsal 35,5 lb#l

.

1 ton.sal 58,5 lbsal

 Cl 39*9 lb

= 0,86 lb3a

=1,34 lb#l

El a reacciona con el F6> del 64 # se 'orma: a  F6> G aF6 3 lb +- lb 14 lb 0,86 lb3a.

40 lb 3a)( 23 lb3a

=1,50 lb 3a)(

El Cl> reacciona con el 6 del 6F # se 'orma: Cl>  6 G 6Cl 39*9 lb +*4 lb 3D*9 lb 1,34 lb#l.

36,5 lb (#l 35,5 lb#l

=1,38 lb (#l

;5. C!nsid?rese la 0!/ustión del al0!!l a9li0!' C%11O. $C%11O \ 1%O$ ] 17CO$ \ 1$$O a@ Cu,nt!s !les de O$ se ne0esitan para la 0!/ustión de un !l de al0!!l a9li0!6 /@ Cu,nt!s !les de $O se "!ran p!r 0ada !l de O$ 0!nsuid!6 0@ Cu,nt!s )r. de CO$ se pr!du0en p!r 0ada !l de al0!!l a9li0! uead!6 d@ Cu,nt!s )ra!s de CO$ se pr!du0en p!r 0ada )ra! de al0!!l a9li0! uead!6 e@ Cu,ntas t!neladas de CO$ se pr!du0en p!r 0ada t!nelada de al0!!l a9li0! uead!. Solución: C96++F6  +9F G +4CF  +6F +-D  1A4  114  +D  1 mol# 5 ( 11 )( .

1 mol) 2 .

15 moles)2

12 moles ( 2 ) 15 moles)2

1 mol# 5 ( 11 )( .

1 g # 5 ( 11 )( .

=7,5 moles )2

2 moles# 5 ( 11 )(

=0,80 moles ( 2 )

10 moles#)2

44 gr#)2 . =220 g # )2 2 mol# 5 ( 11 )( 1 mol#)2 440 g # )2

=2,5 g # )2

176 g # 5 ( 11 )(

440 ton#) 2

1 ton# 5 ( 11 )( .

= 2,5 ton#)2

176 ton# 5 ( 11 )(

;2. Un )enerad!r p!rt,til de idró)en! utili:a la rea00iónF Ca$ \ $$O ] CaO@$ \ $$ Cuant!s )r. de $ se pueden pr!du0ir ediante un 0artu0! de %7 )r. de Ca$6 Solución: Ca6  6F G Ca(F6)  6 1  3D  -1  1 50 g #a ( 2 .

4 g ( 2 42 g #a ( 2

= 4,8 g ( 2

;(. El #!d! puede prepararse ediante la rea00iónF $NaIO4 \ %NaSO4 ] 4NaSO; \ $Na$SO; \ $O \ I$ Para pr!du0ir 0ada -il!)ra! de #!d!. Cu,nt! NaIO4 0u,nt! NaSO4 de/en utili:arse6 Solución: aMF3  9a6SF3 G 3a6SF1  aSF1  6F  M 3D  94  3D4  A1  +A 91  Cantidad de aMF3: 1.000 g 9 2 .

396 g 3a9 )3 254 g 9 2

=1.559 g 3a9 )3= 1,56 6g 3a9 )3

Cantidad de a6SF3: 1.000 g 9 2 .

520 g 3a(S )3 254 g 9 2

=2.047 g 3a(S )3=2,05 6g 3a(S )3

%7. a@ Cu,ntas li/ras de nO se "!raran 0uand! se 0alienta "uerteente al aire 1 l/ de /lenda de 0in0 nS6 $nS \ 4O$ ] $nO \ $SO$. /@ Cu,ntas t!neladas de nO se "!raran a partir de 1 tn. nS6 0@ Cu,nt!s ). de nO se "!raran a partir de 1 ) de nS6 Solución: QnS  3F G QnF  SF +1  D  +D  +A  a) 1 lb:nS.

b) .

162 lb:n)

=0,835 lb:n)

194 lb:nS

1 ton:nS.

162 ton :n)

= 0,835 ton:n)

194 ton:nS

c) . 1 g:nS.

162 g:n)

=0,835 6g :n)

194 g:nS

%1. En un !t!r a rea00ión alientad! 0!n /utan! C;17. Cu,nt!s ). de !39)en! l9uid! de/en pr!p!r0i!narse p!r 0ada ) de /utan! para ue la 0!/ustión sea 0!pleta6 C16+4  +3F G ACF  +46F. Solución: C16+4  +3F G ACF  +46F ++D K 1+D K 39 K +A4 K 1 6g # 4 ( 10 .

416 6g)2 116 6g # 4 ( 10

=3,58 6g )2

%$. Cu,ntas l/ de Na$SO; al 24.; se p!dr,n pr!du0ir a partir de $%7 -) de sal al (;.%6 aCl  6SF1 G aSF1  6Cl Solución: aCl  6SF1 G aSF1  6Cl ++- K A K +1 K -3 K 4 (i ) 250 6g 3a# l( i ) .

94,5 6

g 3a#l( p) 142 6g 3a2 S )4 ( p ) ¿ . . 100 6g 3a2 S )¿ =3 100 6 g 3a#l(i ) 117 6g 3a# l( p ) 83,4 6g 3a2 S )4 ( p)

Este valor lo convertimos a libras: 343,8 6g3a2 S ) 4 ( i) .

2,2 lb 3a2 S ) 4 (i) 1 6g 3a 2 S ) 4 ( i)

=756,4 lb 3a2 S )4 (i)

%4. Cu,nt!s -il!)ra!s de $SO; pueden prepararse a partir de un ). de 0uprita Cu$S' si 0ada ,t!! de S en Cu$S se 0!n8ierte en 1 !l?0ula de $SO;6 Solución:

2enemos que partir de la siuiente relación estequiom
23

32 g S

.

1 mol5cula ( 2 S ) 4 6,023 x 1023 7tomos S

1 6g #u2 S .

32 6g S 160 6g#u2 S

.

98 6g ( 2 S ) 4 32 6g S

.

6,023 x 10

mol5cula ( 2 S ) 4 32 g S = 98 gr ( 2 S ) 4 98 g ( 2 S ) 4

= 0,612 6g ( 2 S )4

LEY DE PROUST %;. O/t?n)ase las "!rulas ep9ri0as de las sustan0ias ue tienen las si)uientes 0!p!si0i!nes p!r0entuales. a@ e<4.%4 ' S4<.;5  /@ e;<.%%' S%4.;%  0@ e%4.54 ' S;<'$5 . Solución: a) b) !ividimos los porcenta"es de cada elemento entre su peso atómico: c)

d)

&e :

e)

S:

63,53 56

36,47 32

=1,13

=1,14

') ) Eleimos el nImero menor # dividimos entre este nImero los demás* para sacar el nImero de átomos de cada elemento: h) i)

&e :

1,13 1,13

=1 7tomo

") &)

S:

1,14 1,13

=1 7tomo

l)

@

La 'órmula empírica será: eS

n) o) !ividimos los porcenta"es de cada elemento entre su peso atómico: p) q)

&e :

46,55 56

=0,83

r) s)

S:

53,45 32

=1,67

t) Eleimos el nImero menor # dividimos entre este nImero los demás* para sacar el nImero de átomos de cada elemento: u) v)

&e :

0,83 0,83

=1 7tomo

R) )

S:

1,67 0,83

=2 7tomo s

#) :@

La 'órmula empírica será: eS$

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO

UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ÁREA DE TECNOLOGÍA

%%. Cuand! se uean 1.717 )r de 8ap!r de :in0 en el aire' se pr!du0en 1.$%5 )r de ó3id!. Cu,l es la "órula ep9ri0a del ó3id!. aa) ab) Solución: ac) ad) Se determinan las masas de $inc # oíeno contenidos en el óido: ae) a') m:n =1,010 g a) ah) m)=m"xio −m:n =1,257 g−1,010 g =0,247 g ai) a") Se divide las masas parciales entre la masa total para obtener los porcenta"es de Qn # F. a&) al)

:n :

1,010 g 1,257 g

. 100 =80,35

am) an)

) :

0,247 g 1,257 g

. 100 =19,65

ao) ap) Se divide los porcenta"es obtenidos entre sus pesos atómicos: aq) ar)

:n :

80,35 65

=1,236

as) at)

):

19,65 16

=1,228

au) av) Eleimos el nImero menor # dividimos entre este nImero los demás* para sacar el nImero de átomos de cada elemento: aR) a)

:n :

1,236 1,228

=1

a#) 1,228

a$) ) : 1,228 =1 ba) bb) La 'órmula será bc) bd)

nO



be) b') b) bh) bi) b") b&) %<. Una uestra de 4.$;% )r de 0l!rur! de titani! se reduH! 0!n s!di! asta titani! et,li0!. P!steri!rente se eliinó el 0l!rur! de s!di! resultante' el titani! et,li0! residual se se0ó # se pesó' # se !/tu8! 7.21( )r. Cu,l es la "órula ep9ri0a del 0l!rur! de titani!. bl) bm) Solución: bn) bo) Se determinan las masas de titanio # cloro contenidos en el óido: bp) bq) m%i=0,819 g br) bs) m#l= mcloruroe titanio −mtitanio= 3,245 g −0,819 g =2,426 g bt) bu) Se divide las masas parciales entre la masa total: bv) %i:

bR)

0,819 g 3,245 g

. 100= 25,24

b) b#)

#l :

2,426 g 3,245 g

. 100=74,76

b$) ca) Se divide los porcenta"es obtenidos entre sus pesos atómicos: cb) cc)

%i :

25,24 48

=0,526

cd) ce) #l :

74,76 35,5

=2,101

c') c) Eleimos el nImero menor # dividimos entre este nImero los demás* para sacar el nImero de átomos de cada elemento: ch) ci)

%i:

0.526 0.526

=1



c") 2,101

c&) #l : 0,526 =4 cl) cm) La 'órmula será TiCl; cn) co) cp) cq) cr) cs) ct) %5. Una uestra de 1.%77 ). de un 0!puest! ue s!l! 0!ntiene C'  # O se ueó 0!pletaente. L!s =ni0!s pr!du0t!s de 0!/ustión "uer!n 1.542 ) de CO$ # 7.511 ). de $O. Cu,l es la "órula ep9ri0a del 0!puest!6 cu) cv) Solución: cR) c) Se determina las masas de C # 6 contenidos en los productos de combustión que serán las cantidades oriinales contenidas en el compuesto: c#) c$)

# :1,738 g #)2 .

12 g # 44 g # )2

=0,474 g #

da) db)

( : 0,711 g ( 2 ).

2 g ( 18 g ( 2 )

= 0,079 g (

dc) dd) de) Se determinan los porcenta"es de C # 6 contenidos en la muestra inicial que tiene una masa de +*944 . d') 0,474 g : # . 100 =31,6 d) 1,500 g

dh) di)

( :

0,079 g 1,500 g

. 100 =5,27

d") d&) El porcenta"e de oíeno se calcula restando de +44 el porcenta"e de C # 6: dl) )= 100 −31,6 − 5,27 =63,13 dm) dn)



do) Se divide los porcenta"es obtenidos entre sus pesos atómicos: dp) dq) # :

31,6 12

=2,633

dr) ( :

ds)

5,27 1

=5,270

dt) ) :

du)

63,13 16

=3,945

dv) dR) Eleimos el nImero menor # dividimos entre este nImero los demás* para sacar el nImero de átomos de cada elemento: d) 2,633

d#) # : 2,633 =1 d$) ( :

ea)

5,270 2,633

=2

eb) 3,945

ec) ) : 2,633 =1,5 ed)

ee@

La 'órmula será C$O1'% para evitar los decimales multiplicamos por * siendo la 'órmula empírica 'inal: C$;O4.

e') %2. Mediante el an,lisis eleental se en0!ntró ue un 0!puest! !r),ni0! 0!ntiene C' ' N # O 0!! sus =ni0!s eleent!s 0!p!nentes. Una uestra de 1.$5( ). se ueó p!r 0!plet! # se !/tu8ier!n 1.<7 de CO$ # 7.55 ). de $O. Una uestra de 1.<$% ). ue se pesó p!r separad!' 0!ntiene 7.$1< ). de Nitró)en!. Cu,l es la "órula ep9ri0a del 0!puest!6 e) eh) Solución: ei) e") Se determina las masas de C* 6 #  contenidos en los productos de combustión que serán las cantidades oriinales contenidas en el compuesto: e&) el) em)

# :1,60 g#) 2 .

12 g # 44 g # )2

=0,436 g #


en)

( : 0,77 g ( 2 ).

2 g ( 18 g ( 2 )


= 0,086 g (

eo) ep) eq) Se determinan los porcenta"es de C # 6 contenidos en la muestra inicial que tiene una masa de +*944 . er) es)

# :

0,436 g 1,279 g

. 100=34,1

et) 0,086 g ( . 100 =6,72 : eu) 1,279 g

ev) eR)

En el caso del * como esta sustancia es inerte se la calcula de la siuiente manera:

e) e#)

3 :

0,216 g 1,625 g

. 100=13,3

e$) 'a) El porcenta"e de oíeno se calcula restando de +44 el porcenta"e de C* 6 # : 'b) 'c) )= 100 −34,1 −6,72 −13,3 =45,88 'd) 'e) Se divide los porcenta"es obtenidos entre sus pesos atómicos: '') ')

# :

34,1 12

=2,84

'h) 'i)

( :

6,72

3 :

13,3

1

=6,72

'") '&)

14

=0,95

'l) 'm)

) :

45,88 16

=2,87

'n) 'o) Eleimos el nImero menor # dividimos entre este nImero los demás* para sacar el nImero de átomos de cada elemento: 'p)


'q)

# :

2,84 0,95


=3

'r) 's)

( :

6,72

=7

0,95

't) 'u)

3 :

0,95 0,95

=1

'v) 2,87

'R) ) : 0,95 =3 ') '#) La 'órmula será C45O4N '$) %(. Cal0=lese el p!r0entaHe de 0!/re en 0ada un! de l!s si)uientes ineralesF Cuprita' Cu$O piritas de 0!/re' CueS$ alauita' CuCO4.Cu O@$. Cu,ntas t!neladas de 0uprita dar,n %77 t!neladas de Cu6 a) b) Solución: c) d) e)

#u= #u=

128 g #u 144 g #u2 )

. 100= 88,9 #uenla cuprita

64 g #u 184 g#u&eS 2

. 100 =34,8 #u enlas piritas ecobre

)( ¿2

¿

')

222 g#u#) 3 .#u ¿

#u=

128 g #u

¿

) h)

500 ton#u.

144 ton#u2 ) 128 ton#u

=563 t on# u2 )

i) <7. Se a in"!rad! ue el 0!ntenid! de ars?ni0! de un inse0ti0ida a)r90!la es de $2 de As$O%. Cu,l es el p!r0entaHe de ars?ni0! en esta prepara0ión6 ") &) Solución: l) m) Calculamos el H de ,s en el ,sF9 n)


o)

As =

150 g As 230 g As 2 )5


. 100 =65,22 As

p) q)El ,sF9 tiene un D9* H ,s* sin embaro su porcenta"e disminuirá en el insecticida arícola #a que solo el A*9 H es de ,sF9: r) s)

As2 )5 .

28,5

65,22 As 100

As2 )5

=18,6 As

t) <1. Una pie:a de s!ldadura de pl!er! ue pesa/a 4.77 )r. se dis!l8ió en ,0id! n9tri0! diluid! # despu?s se trató 0!n $SO; diluid!. Est! pre0ipitó el pl!! 0!! P/SO ;' el 0ual despu?s de la8ad! # se0ad! pesó $.(4 )r. Ent!n0es' la s!lu0ión se neutrali:ó para pre0ipitar ,0id! est,ni0!' el 0ual se des0!pus! p!r 0alentaient! para !/tener 1.$5 )r. SnO$. Cu,l es el an,lisis de s!ldadura en p!r0entaHe de P/ # Sn. u) v) Solución: R) ) msolaura=3,00 g m =2,93 g #) PbS ) mSn) =1,27 g $) 4

2

ha) hb) Se determina las masas de Pb # Sn a partir de las masas totales de los compuestos: hc) hd) he)

2,93 gPbS) 4 .

1,27 gSn)2 .

207 g Pb 303 gPbS) 4 119 g Sn

151 gSn)2

=2,00 g Pb

=1,00 g Sn

h') h) El porcenta"e de soldadura será: hh) hi)

Pb :

2,00 3,00

. 100 =66,7 Pb

h") 1,00

h&) Sn : 3,00 . 100 =33,3 Sn hl) hm) <$. Se 0uenta 0!n 17 tn de 0ar/ón ue 0!ntiene $.% de S # se disp!ne' ade,s' de !tr!s $ tip!s de 0ar/ón ue 0!ntienen 7.27 # 1.17 de S. Cu,ntas t!neladas de



l!s d!s =lti!s se ne0esitar,n e:0lar 0!n las 17 tn !ri)inales para !/tener $7 tn. ue 0!nten)an 1.5 de a:u"re6 hn) ho) Solución: hp) hq) Se dispone de tres carbones de las siuientes características: hr) s@ Masa S ht) Car/ón 1 +4 ton *9 H hu) Car/ón $  4*A4 H hv) Car/ón 4 # +*+4H hR) Se quiere obtener: h) Car/ón 4 ton +*-H h#) h$) ia) Para la resolución se necesita reali$ar un balance de masas # de contenidos de a$u're en cada carbón: ib) ic) Balance de masas: id) ie) 10 + x + y =20 (+) i') i) Balance de S: ih) ii)

10 ton#.

2,5 tonS

+ x ton# .

100 ton#

0,80 tonS

1,10 tonS

1,7 tonS

100 ton#

100 ton#

100 ton#

+ y ton# .

i") i&) il) 0,25 + 0,008 x + 0,011 y =0,34 () im) in) Las dos ecuaciones son: io) ip) x + y =10 (+) iq) ir) 0,008 x + 0,011 y =0,09 () is) it) /esolviendo las dos ecuaciones obtenemos: iu) iv)  = D*- ton de 4*A4 H ? # = 3*3 ton de +*+4H iR) i) i#) i$)

= 20 ton#.



"a) "b) <4. Una "!rula0ión 0!=n para una eulsión 0atióni0a de as"alt! indi0a utili:ar 7.% de ain!eulsi"i0ante se/,0e! # 57 de as"alt! el rest! 0!nsta de a)ua e in)redientes s!lu/les en a)ua. Cu,nt! as"alt! se p!dr, eulsi"i0ar p!r li/ra del eulsi"i0ante6 "c)

"d) "e)

Solución: 1 lb emulsi*icante .

"')

70 lb as*alto 0,5 lb emulsi* icante

=140 lb as*alto

") H@ RENDIMIENTO "i) <;. La rea00ión de 0!/ustión del pr!pan!' C42 esF HH@ C42 \ % O$ ] 4 CO$ \ ; $O a@ Se a0en rea00i!nar %'7 !les de C42 # %'7 !les de O$' +0u,nt!s !les de CO$ se pueden pr!du0ir6 /@ Si se a0en rea00i!nar 4 !les de pr!pan! 0!n 4'7 !les de !39)en!' +0u,nt!s !les de dió3id! de 0ar/!n! pueden pr!du0irse6 0@ Si se 0!l!0an $'7 !les de pr!pan! # 1; !les de !39)en! en un re0ipiente 0errad! # rea00i!nan asta el "inal ell! uiere de0ir' asta ue se terine l!s rea0ti8!s@' +u? 0!puest!s est,n presentes en el re0ipiente despu?s de la rea00ión # 0uant!s !les de 0ada un! de ell!s a#6 "&) Solución: "l) a) C36A  9 F G 3 CF  1 6F "m) + mol 9 moles 3 moles 1 moles "n) "o) En la reacción del propano el F es el reactivo limitante #a que 9 moles de F solo requieren + mol de C36A "p) "q) !e acuerdo a la reacción la cantidad de CF producida será: "r)

5 moles)2 .

3 moles#)2 5 moles)2

=3 moles e#) 2

"s) b) Se debe identi'icar el reactivo limitante: "t) "u)

3 moles)2 .

1 mol# 3 ( 8 5 moles)2

=0,6 molese# 3 ( 8

"v) "R)

3 moles# 3 ( 8 .

5 moles )2 1 mol# 3 ( 8

=15 molese)2



") "#) El reactivo límite siue siendo el F? la cantidad de CF que se 'ormara será: "$) &a)

3 moles)2 .

3 mol#) 2 5 moles)2

=1,8 molese#) 2

&b) c) Estarán presentes: &c) &d) 4 moles)2 ; 6 moles e#) 2 y 8 moles e ( 2 ) &e) <%. Al etan!l se le da el n!/re 0!=n de al0!!l et9li0!. Casi t!d! el etan!l 0!er0ial se pr!du0e ediante la rea00ión del !nó3id! de 0ar/!n!' CO 0!n $)@ a teperatura # presión ele8adas. Para 5$'7 ) de CO ue rea00i!na 0!n %'%7 ) de $. CO)@ \ $)@ ] C4Ol@ a. Cu,l es el rea0ti8! liitante /. Cu,l es el rendiient! teóri0! del etan!l 0. Si el rendiient! real del etan!l es de 4('% ). +Cu,l es el rendiient! p!r0entual6 &') &) Solución: &h) CF ()  6 () G C63F6 (l) &i) A & 1 & = 3 & &") a) Calculamos el requerimiento de cada reactivo: &&) &l)

72 kg#).

4 kg ( 2 28 kg#)

=10,28 kg ( 2

&m) &n)

5,50 kg ( 2 .

28 kg#) 4 kg ( 2

=38,50 kg#)

&o) &p) El reactivo limitante es el 6 #a que solo requiere una parte del CF disponible. &q) b) El rendimiento teórico es: &r) &s)

5,50 kg ( 2 .

32 kg# ( 3 )( 4 kg ( 2

=44,00 kg# ( 3 )(

&t) c) El rendimiento porcentual es: &u)



<
&R) &)

< =

39,5 kg 44 kg

. 100=89,8

&#) &$) la) lb) lc) ld) le) <<. En la pr!du00ión industrial del a0etilen!' 4'21 3 17; ) de a0etilen!' C$$ se pr!du0en 0uand! %'1( 3 17; ) de etan!' C; s!n tratad!s en un ar0! el?0tri0!' pr!du0iend! la rea00iónF C; ] C$$ \ $ a. En0!ntrar el rendiient! de la rea00ión de pr!du00ión del a0etilen!. l') l) Solución: lh)  C61 G C6  3 6 li) 3  = D   D  l") El rendimiento real es: l&) ll)

4

5,19 x 10

g #( 4 .

26 g # 2 ( 2 32 g #( 4

= 4,2210 4 g # 2 ( 2

lm) ln) El rendimiento de la reacción es: lo) lp)

< =

3,81 x 10

4 4

4,22 x 10

g . 100= 90,3 g

lq) <5. Ca/le/!l ne0esita 0!/re pur! para pr!du0ir 0a/les el?0tri0!s' per! el 0!/re en K!li8ia est, presente en la naturale:a 0!! Cu$S' 0!8elita. La e3tra00ión del 0!/re a partir de 0!8elita se reali:a p!r edi! de la rea00iónF lr@ Cu$Ss@ \ O$ )@ ] Cus@ \ SO$ )@ ls@ Si el rendiient! de la rea00ión es de <1'$ ' +Cu,nt! de Cu pr!du0e el trataient! lt@ etal=r)i0! de 5'7 3 17< ) de Cu$S. lu) lv) Solución: lR) CuS(s)  F () G  Cu(s)  SF () l) +D4  3  = +A  D1  l#)


l$)

6

7,0 x 10

g #u2 S .

128 g #u%

.


61,2 g#u <

160 g #u2 S 100 g #u%

=3,4 x 106 g #u

ma) mb) <2. Si $77 ) de tri0l!rur! de "ós"!r!' PCl4 en un e30es! de a)ua pr!du0en 1$2 ) de 0l!rur! de idró)en!' 0al0ular el p!r0entaHe de rendiient! para la rea00iónF 0@ PCl4 \ $O ] 4PO4 \ Cl md) me) Solución: m')PCl3  3 6F G 63PF3  3 6Cl m) +3-*9  91  = A  +4*9  mh) mi)El rendimiento real de 6Cl es: m") m&) ml) mm) mn) mo)

200 g P # l 3 .

109,5 g(#l 137,5 gP#l3

=159 g(#l

El rendimiento de la reacción es: < =

128 g 159 g

. 100 =80,5

mp) mq) <(. El 0l!r! )ase!s!' Cl$ puede presentar di"erentes rea00i!nes 0!n el a)ua' in0lu#end! la si)uienteF r@ Cl$ \ $O ] Cl \ ClO4 s@ En /ase a esta e0ua0ión 0al0ular el p!r0entaHe de rendiient! si 27 ) de Cl$ 0!n 12 ) de $O pr!du0en <7 ) de Cl. mt) mu) Solución: mv) mR) 3Cl  36F G 96Cl  6ClF3 m) +3  91  +A*9  A1*9  m#) m$) Se debe determinar primero si aluno de los reactivos está limitando la reacción: na) nb)

80 g#l 2 .

54 g ( 2 ) 213 g#l 2

=20,28 g ( 2 )

nc) nd)

18 g ( 2 ).

213 g #l 2 54 g ( 2 )

=71,0 g #l 2



ne) n') n) El reactivo limitante es el aua? con este dato se debe calcular la cantidad de 6Cl producido: nh) ni)

18 g ( 2 ) .

182,5 g(#l 54 g ( 2 )

=60,83 g(#l

n") n&) El rendimiento de la reacción será: nl) nm)

< =

60 g 60,83 g

. 100 =98,6

nn)

non%n6n"n$-

nt@ ESTE>UIOMETRZA DE MECLAS 57. Una e:0la de Na$O # KaO ue pesa <'%7 ) se disuel8e en a)ua' # lue)! se trata esta s!lu0ión 0!n ,0id! sul"=ri0! diluid!. El KaSO; se pre0ipita per! el Na$SO; es s!lu/le # perane0e en s!lu0ión. El KaSO ; se re0!le0ta p!r "iltra0ión #' una 8e: se0!' se en0uentra ue pesa 5'<1 ). +>u? p!r0entaHe de la uestra !ri)inal de l!s ó3id!s e:0lad!s es KaO6 nu-

Solución

n7-

mmezcla =m 3a ) + m2a)=6,50 g

n8-

m2aS) =7,61 g

n9n4-

2

4

B!O : ;SO< 7,61 g2aS)4 .

153 g2a) 233 g2aS)4

= B!SO< : ;O

=5 g2a)

n3-El Po"c#n&!># *# B!O #n l! (#3cl! o"i)in!l #$



m2a) 5g 2a) . 100 = . 100 =76,9 = o!6,50 g mmezcla

51. Una e:0la de CuSO; # CuSO;.%$O tiene una asa de 1'$;% ) per! despu?s de 0alentarla para e3pulsar t!da el a)ua la asa se redu0e a 7'24$ ). Cal0ular el p!r0entaHe en asa de CuSO;.%$O en la e:0la. o'oc-

Solución mmezcla=m #uS) + m #uS) .5 ( ) =1,245 g 4

o*o#-

4

2

D#$%u1$ *# c!l#n&!" 4 #li(in!" #l !)u!2 $olo 6u#*! CuSO < m#uS) = 0,832 g ;lamasae agua es : m ( )=1,245 g −0,832 g =0,413 g ( 2 ) 4

2

o?- L! c!n&i*!* *# CuSO<.@;O #$ 250 g#uS)4 . 5 ( 2 )

o)-

0,413 g ( 2 ) .

o0-

#uS)4 . 5 ( 2 )=

5.18 g ( 2 )

=1,15 g#uS)4 . 5 ( 2 )

m#uS) . 5 ( ) 1,15 g . 100= . 100=92,4 mmezcla 1,245 g 4

2

oio>-

5$. Una e:0la de 7'%77 )r de Cu$O # CuO 0!ntiene 7';$% )r de Cu. +Cu,l es la asa de CuO en la e:0la6 o&) !l@ Dat!sF om) m me$cla = 4*944 r on) m cobre = 4*19 r oo) M CuF = +11 r op) M CuF = A4 r oq) !r@ Cal0ularF os) ot) m CuF =  ou) !8@ S!lu0iónF oR) o) Se 'orman dos ecuaciones:


o#) o$) Je$cla: pa) m +m =0,500 gr pb) #u ) #u)


(+)

2

pc) pd) Balance de Cu: pe) m#u ) x

p')

2

128 gr#u

+m

144 gr #u 2 )

x #u)

64 gr#u 80 gr #u)

=0,425 gr

()

p) ph)

!espe"ando

m#u ) 2

de (+) # reempla$ando en ()

pi)

p")

0,89 x ( 0,5 −m#u) ) +0,8 x m#u) =0,425

p&) pl) pm)

!espe"ando

pn)

m#u)=

m#u)

0,02 gr 0,09

:

= 0,22 gr

po) 54. Una e:0la de Na$SO; pur! # de Na$CO4 tiene una asa de 1'$77 ) # da una e:0la' de KaSO; # de KaCO4' ue tiene una asa de $'755 ). Cal0ular el tant! p!r 0ient! en asa de Na$SO; ue a# en la e:0la !ri)inal. pp) !atos: pq)

mmezcla=m 3a

pr)

mmezcla=m 2aS) + m 2a# ) =2,077 g

2

S) 4

4

+m 3a # ) =1,200 g 2

3

3

ps)  = aSF1 ? T = aCF3 pt) Calcular: H aSF1 =  pu) Solución: pv) Consideramos lo siuiente: pR) aSF1 BaSF1 p) +1  33  p#) Se 'orman dos ecuaciones:

# +4D 

aCF3 +- 

BaCF3



233 g 2aS)4 197 g2a#)3 + . 4 . + p$) 3a S) 142 g 3a2 S) 4 3a # ) 106 g 3a2 # )3 =2,077 2

qa)

4

2

3

1,64 + + 1,86 4 =2,077 ( 1 )

qb) + + 4 =1,200 ( 2 ) qc) /eempla$ando () en (+) obtenemos: qd)

1,64. ( 1,200−4 )+ 1,86 4 =2,077

qe) 6aciendo operaciones # despe"ando T* tenemos: q') 4 =0,495 y + =0,704 3a2 S)4 =

q)

0,704 g 1,200 g

x 100 =58,7

5;. Cuand! se uea una e:0la de M) # n ue tiene una asa de 1'777 )' en at!s"era de !39)en!' da una e:0la de M)O # nO ue tiene una asa de 1';7( ). +Cu,nt! de n a# en la e:0la !ri)inal6 60M) = M)O 6i- @@ ) , ) 6>6-M)  X F Zn   6l+ + 4 =1,000 g ( 1 ) 6(6n+ /g .

6o6%66-

40 g /g) 24 g /g

+ 4 :n .

@

81 g :n) 65 g :n

1,66 + +1,25 4 =1,049 ( 2)

6"- R##(%l!3!n*o +,- #n +- &#n#(o$ 6$- 6&-

1,66 . ( 1,000−4 )+ 1,25 4 =1,049

1,66−1,66 4 +1,25 4 =1,409

Zn = ZnO , )

=1,049 g

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO 6u-


y =0,612 g ; + = 0,388 g

67- m:n =0,612 g 68696463"!"'"c"*"#"?")"0"i">""l"("n"o"%"6-

rr) [ASES IDEALES rs) 1. Un )as !0upa $%7 L a 577 t!rr # $$BC. Cuand! la presión 0a/ia a %77 t!rr'



+>u? teperatura en &C' se ne0esita para antener el is! 8!luen6 rt@ K@ <$ C@  < D@  <$ E@ Nin)un! ru@ A@  $ rv) Solución: rR) r) 0 = cte.* aplico a# Lussac P1 P2 r#) % 1 = % 2

r$)

P .% 500 torr . (22+ 273 ) % 2 = 2 1 = =210,7 6 ;'# =210,7 −273=−62 '# P 1 700 torr

sa) La respuesta es !.

$. Al 0!priir un )as a 1*< de su 8!luen ini0ial' la di"eren0ia de sus presi!nes es de 17 at. +Cu,l ser, la presión "inal en at' del )as a teperatura 0!nstante6 s/@ s0@ A@ 17 K@ 1$ C@ 1% D@ 15 E@ Nin)un! sd) se) Solución: s') s) sh) si) 0+ 0 = +8D 0+ s") s&)

sl) sm) P @ P+ = +4 atm? 2 = cte. sn) so) Calcular P = sp) sq) Se aplica la Le# de Bo#le: sr) ss) V 1 . P1=V 2 . P2 P 1

st)

(¿¿ 2−10 )= V . P2 6

1

V 1 . ¿

su) sv) Simpli'icando 0+ # despe"ando P: sR) s) 5 P 2=60



s#) P2=12 s$)

ta) La respuesta es B. tb) 4. Un re0ipiente 8a09! pesa ;7'147% ) estand! lipi! # se0!' llen! de a)ua a $%&C densidad  7'((57 )*04@ pesa 142'$;17 )' # ;7'$;25 ) estand! llen! de una sustan0ia )ase!sa a 5;7';  ) # $;'1&C. +Cu,l es el pes! !le0ular del )as6 t0@ td@ A@ ;7 )*!l K@ 47 )*!l C@ $% )*!l D@ %7 )*!l E@ Nin)un! te) t') Solución: t) !atos: th) mr= 40,1305 g ti) mr+ agua=138,2410 g t")

mr+ gas =40,2487 g

t&)

 agua ( 25'# )=0,9970 g / ml

tl)

Pg =740 mm(g.

1 atm 760 mm(g

= 0,974 atm

tm) % g=24,1 '# + 273 =297,1 k tn) to) Calcular: J = tp) tq) 5tili$amos la ecuación eneral de los ases de donde despe"amos J: tr) ts)

m m.<.% P .V = . < . % ; / = / P . V

tt) tu) La masa del as obtenemos de los siuientes datos: mg= mr + gas −mr tv) tR) mg= 40,2487 g− 40,1305 g =¿ 0,1182 g t) t#) El volumen del as será el mismo volumen ocupado por el aua: V g =V agua t$) ua) El volumen de aua se calcula de la siuiente manera: ub)

V agua =

magua  agua

=

mr +agua −mr  agua


uc)

V agua =

138,2410 g− 40,1305 g 0,9970

g ml


=¿ 98,41 cm3 .

1 L 1000 cm

3

=9,84 x 10−2 L

ud) ue) /eempla$ando en J* tenemos: u') atm. L . 297,1 k k.mol =30 g / mol −2 0,974 atm. 9,84 . 10 L

0,1182 g . 0,082

u) / = uh)

ui@ La respuesta es K.

u") u&) ul) um) ;. Cu,nt!s )ra!s de neón a $%7&C # % at' s!n ne0esari!s para in"lar un )l!/! asta la itad de su 8!luen' si para in"larl! 0!pletaente se reuieren $7 )ra!s de ar)ón a 1%7&C # 2 at. un) ,) 9  B) *9  C) -*9  !) +4  E) uo) inuno up) uq) !atos: g Ar = g ;m Ar = g 3e = ur) = + = us) = + = ut) P=5 atmP= 8 atm 1

uu) V 3e = 2 .V Ar V Ar== uv) Solución: uR) u) Calculamos el 0,r que será el 0lobo: u#) u$)

V Ar=

m.<.% = / . P

atm. L . 423 k k.mol = 2,2 L g 40 . 8 atm mol

20 g . 0,082

va) vb) /eempla$amos los datos para el e:



g . 5 atm V 3e . / . P mol m 3e= = =2,5 g < . % atm.L . 523 6 0,082 k .mol 1,1 L . 20

vc)

vd) La respuesta es B. ve) %. La di"eren0ia entre las "ra00i!nes !lares de d!s 0!puest!s en una e:0la )ase!sa es 7'$' si la presión par0ial del ,s a/undante es 1'$ at. +Cu,l es la presión par0ial del !tr!6 v') C) 4*A atm !) 4*9 atm E) v) ,)  atm B) 4* atm inuno vh) vi) !atos: v") + A − + 2=0,2 v&) P A =1,2 atm vl) P2 == vm) vn) Solución: vo) vp) ,plicando la le# de !alton # la 'órmula de la 'racción molar: P A P 2 ( ) 1 P P P ; = + − =0,2 (2 ) vq) % A 2 P% P%

vr) vs) /eempla$ando (+) en () vt)

P A − P 2= 0,2 P% ; P A − P2 =0,2 . ( P A + P 2)

vu) !espe"ando PB # reempla$ando P,:

P2 =0,8 atm

vv) La respuesta es C.

<. Un 0!ntened!r es di8idid! en d!s 0!partient!s. El 0!partient! A 0!nten9a un )as ideal A a ;77  # % at. de presión. El 0!partient! K 0!nten9a un )as ideal K a ;77  # 2 at. La di8isión entre l!s 0!partient!s es re!8ida # l!s )ases se e:0lar!n. La teperatura n! se !di"i0ó. La "ra00ión !lar de A en la e:0la "ue 7'%21;. El 8!luen t!tal de l!s 0!partient!s era $( litr!s. Deterine el 8!luen !ri)inal de l!s 0!partient!s A # K. vR) v) ,) +4 L # + L B) +9 L # +1 L C) 4 L #  L !) 9 L # 1 L E) inuno



v#) v$) !atos: A Ra) @ !&( Rb) Rc) Rd) + A =0,5814 Re) R') V mezcla=29 L

B  !&( 2 = 144 &

R) Rh) Calcular: 0, = ? 0B =  Ri) R") Solución: R&) Rl) Cada as ocupara cuando se me$clen el 0me$cla =  L? además: 0me$cla = 0,  0B (+) Rm) sin embaro a 2 constante las presiones de cada as disminuirán en su"eción a la Le# de Bo#le: P . V P . V P A = A A ;P 2= 2 2 V mezcla V mezcla

Rn) Ro) Rp)

/eempla$ando valores: P A =

Rq)

5. V A 29

=0,17 V A ( 2 ) ; P2 =

8 . V 2 29

=0,26 V 2 (3 )

Rr) Rs)

5tili$ando la ,* tenemos:

Rt)

P + A = A ; P A =0,5814 . P% ( 4 ) P%

Ru)

Rv)

+ 2=

RR) R)

P2 ; P =0,4186 . P% ( 5) P% 2

/eempla$ando (1) en () # (9) en (3): V A =

R#)

0,5814 P% 0,17

=3,42 P% (6 )

R$) a)

V 2 =

0,4186 P% 0,26

=1,61 P% (7 )

b) c) /eempla$ando (D) # (-) en (+):


d) e)

3,42 P% + 1,61 P% =29

')

P% =

29 5,03


=5,76

) /eempla$ando este valor en las ecuaciones (D) # (-) h) i) V A =3,42 . 5,76= 20 L ") &) V 2 =1,61 . 5,76 =9 L l) La respuesta es C.

m) 5. Una e:0la de 7'$7 !les de SO$' 7'<7 !les de N4 # 1'$ !les de SO4 est,n a una presión t!tal de 577 t!rr. +Cu,l es la presión par0ial en t!rr de SO$6 n) o) ,) D9 B) -4 C) -9 !) A4 E) inuno p) q) !atos: n =0,20 moles r) S ) Calcular: PSF =  n =0,60 moles s) 3 ( n S ) =1,20 moles t) 2

3

3

u)Pt = -44 torr v) R) Solución: ) #) 5tili$amos la 'racción molar que puede ser epresada en 'unción de las presiones parciales de los ases # del nImero de moles: $) nS) P S) + = = S) #a) n t Pt 2

2

2

#b)

#c) #d)

!e esta epresión despe"amos la PSF # reempla$amos nt * nSF # Pt nt =n S ) + n 3 ( + n S ) =0,20 + 0,60 + 1,20 =2,0 moles 2

3

3

#e) #') n S) 0,20 moles P . P . 700 torr =70 torr = = S) t #) nt 2,0 moles 2

2

#h)



#i) La respuesta es B.

#") #&) 2. D!s /ul/!s de 8idri!' A # K de %77 L # $77 L de 8!luen respe0ti8aente' se 0!ne0tan a tra8?s de una lla8e 0errada. Si A 0!ntiene N$ a una presión de %7 -Pa ientras ue K 0!ntiene O$ a 177 -Pa de presión' +0u,l ser, la presión 0uand! se a/re la lla8e6 #l) ,) D &Pa B) 3 &Pa C) 4*3 &Pa !) D1*3 &Pa E) #m) inuno #n) #o) #p) !atos: N #q) O @HH (l HH (l #r) @H %! ,HH %! #s) #t) #u) Solución: #v) #R) /eali$amos las siuientes consideraciones: El nuevo volumen ocupado por la me$cla de ases será: V % =500 ml + 200 ml =700 ml •

•

Como el volumen en la me$cla varia* tambi
P 3 . V 3 50 kpa. 500 ml P = = =35,71 kpa #) 3 700 ml V % 2

2

2

##) P) . V ) 100 kpa. 200 ml P = = =28,57 kpa #$) ) V % 700 ml 2

2

2

$a) $b) La presión cuando se abra la llave será: $c) $d) P* = P 3 + P ) =35,71 kpa + 28,57 kpa =64,3 kpa 2

2

$e) La respuesta es !.

$') (. Se e:0lan 7'7; litr!s de N$ ue se allan /aH! una presión de (< -Pa # 7'7$ litr!s de O$. El 8!luen t!tal de la e:0la es de 7'7< litr!s # la presión t!tal es de (5'< -Pa. +Cu,l era la presión ini0ial del O$ t!ad!6 $) B) +4*3 &Pa C) +44*A &Pa !) 9* &Pa E) inuno $h) ,) 4*9 &Pa $i)


$") !atos: $&) $l) $m) $n) $o) $p) Solución: , % $q) $r) $s)


N H2H< L J %!

O H2H L K %!

P 3 . V 3 96 kpa. 0,04 L P 3 = = =64,0 kpa 0,06 L V % 2

2

2

$t) $u) Considerando la P' :

P* = P 3 + P ) =64,0 + P) 2

2

2

$v) !espe"amos: P) = 97,6−64,0 =33,6 2

$R)

/eempla$ando en la ecuación de la presión inicial de oíeno:

P) V % 33,6 . 0,06 P = = =100,8 kpa ) $) 0,02 V ) 2

2

2

$#) La respuesta es C. $$) 17. Un )as se0! !0upa 51 L en 0!ndi0i!nes n!rales de presión # teperatura 7 &C' 1 at@. Si se re0!)e la isa asa de )as s!/re a)ua a $5BC # una presión t!tal de (;%'14 aaa@ T!rr' +u? 8!luen' en L' !0upar, el )as se0! en ?stas 0!ndi0i!nes6 aa/@ Presión de 8ap!r del a)ua a $5BC  $<'5 t!rr. aac) ,) D1*9D B) A1*-+ C) +4*A !) 19*13 E) aad) inuno aae) aa') !atos: aa) V g =71 mL G!$ aah) 0 (') = 0(#*o aai) 2 = -3 & as seco 2 = -7C  -3 ;O = 344 & aa") P = -D4 torr Pt = 19*+3 torr aa&) P6F= D*- torr aal) Solución: aam) Los cálculos se deben reali$ar en condiciones secas* por tanto se debe correir la presión total de la me$cla disminu#endo la presión de vapor del aua #



lueo se aplica la ecuación combinada de los ases: P% = P gs + P ( ) ; Pgs= P% − P ( ) =945,13 −26,7= 918,43 torr aan) 2

2

aao) aap)

P . V . % V g ( * ) = i i * % i . P *

aaq) V g ( * ) =

aar)

760 torr . 71 mL. 300 k 273 k . 918,43 torr

=64,56 mL

aas) aat)

La respuesta es ,.

aau) aav) 11. Un )as se0! !0upa %7 L en 0!ndi0i!nes n!rales de presión # teperatura. Si se re0!)e la isa asa de )as s!/re a)ua a $%BC # una presión t!tal de (;% T!rr' +u? 8!luen' en L' !0upar, el )as se0! en ?stas 0!ndi0i!nes6 Presión de 8ap!r del a)ua a $%BC  $4'2 t!rr. aaR) aa) ,) D1 B) A1 C) 19 !) 39 E) inuno aa#) aa$) !atos: aba) abb) !atos: abc) V g =50 mL G!$ abd) 0 (') = 0(#*o abe) 2 = -3 & as seco 2 = 97C  -3 ; O  = A & ab') P = -D4 torr Pt = 19 torr ab) P6F= 3*A torr abh) abi) ab") Solución: ab&) Los cálculos se deben reali$ar en condiciones secas* por tanto se debe correir la presión total de la me$cla disminu#endo la presión de vapor del aua # lueo se aplica la ecuación combinada de los ases: abl) P% = P gs + P ( ) ; Pgs= P% − P ( ) =945 −23,8= 921,2 torr abm) 2

2

abn) abo)

P . V . % V g ( * ) = i i * % i . P *

abp)

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO V g ( * ) =

abq)


760 torr . 50 mL. 298 k 273 k . 921,2 torr

= 45 mL

abr) abs)

La respuesta es C. abt) 1$. Se in8esti)a la "órula !le0ular de la urea. Al !3idar 1'%1% ) de sustan0ia se "!ran 1'117 ) de CO$ # 7'(7( ) de $O. Al li/erar el nitró)en! 0!ntenid!' 7'$%4< ) de urea dan lu)ar a 17$'< L de nitró)en! edid!s s!/re a)ua a 15 &C # 5%2 t!rr. Para la deterina0ión de la asa !le0ular' 7'1<( ) de sustan0ia desal!Han en un aparat! ì0t!r Me#er <2 L de aire edid!s en auellas 0!ndi0i!nes de teperatura # presión. A partir de est!s dat!s 0al0ular la "órula !le0ular de la urea. P8 del a)ua a 15 &C es 1;'% t!rr. abu) abv) E) ,) CF6 B) CF61 C) CF6 !) CF16 inuno

abR) ab) ab#) ab$) aca) acb) acc) !atos: acd) ace) +*9+9  sustancia 'orman +*++4  CF # 4*4  6F ac') ac) 4*93D  urea 'orman +4*D mL  medidos sobre aua: ach) aci) 2 = +- 7C -3 = 4 & ac") P = -9A torr ac&) Pv = +1*9 torr acl) acm) Solución: acn) aco) El compuesto tiene C* 6*  # F los cuales se calculan de la siuiente manera: acp) acq)

12 g #

1,110 g #) 2 .

0,909 g ( 2 ).

44 g #) 2

=0,30 g #

acr) acs)

2 g ( 18 g ( 2 )

= 0,10 g (

act) acu) acv)

# =

0,30 g #

. 100 =19,80

1,515 g sustancia


acR) ac) ac#) ac$)

( =

0,10 g (

1,515 gsustancia

. 100=6,67

El nitróeno se calcula de la siuiente 'órmula de los ases:

( 758 −14,5 ) torr .

P . V . / 3

ada)


m 3 =

2

< .%

2

=

1 atm 760 torr

0,1026 L. 28 g / mol

atm .L 0,082 . 290 k k.mol

= 0,12 g

adb) adc) add) ade) ad') ad) adh) adi) ad") ad&)

3 =

0,12 g 3 0,2536 gurea

.100 =47,32

El HF se calcula por di'erencia de +44: )=100 −# −( −3 =100−19,80 −6,67 −47,32=26,21

Calculamos los átomos de cada elemento en la 'órmula: # :

19,80 12

=1,65

adl) adm)

( :

6,67 1

=6,67

adn) ado)

3 :

47,32 14

=3,38

adp) adq) adr) ads) adt) adu)

):

26,21 16

=1,64

!ividimos entre el menor nImero: # :

1,65 1,64

=1 ; ( :

6,67 1,64

= 4 ; 3 :

3,38 1,65

=2 ;) :

1,64 1,64

=1

adv) adR) La 'órmula empírica será: CF61 que tiene un peso molecular de D4 8mol ad) Para corroborar este peso se calcula el peso molecular de la urea a partir de la Le# eneral de los ases: ad#)


ad$)

/ urea=

m.<.% = P .V


atm. L . 290 k k.mol =59,3 g / mol 758 torr. 1 atm . 0,068 L 760 torr

0,169 g . 0,082

aea) aeb) El peso molecular verdadero es similar al peso molecular de la 'órmula empírica: aec) aed) La respuesta es B. aee) 14. En un edi"i0i! 0!n a0!ndi0i!naient! de aire se a/s!r/e desde el e3teri!r 1777 litr!s de aire' a la teperatura de 11 &C' presión de 527 t!rr # uedad de un $7. Di0! aire pasa a tra8?s de l!s aparat!s ade0uad!s' d!nde la teperatura auenta a $7 &C # la uedad relati8a a un ;7 . ae"@ ae)@ +Cu,l ser, el 8!luen !0upad! p!r di0a asa de aire' si la presión en el edi"i0i! es de 5<% t!rr6. Las presi!nes de 8ap!r del a)ua a 11 &C # $7 &C s!n' respe0ti8aente' ('2 t!rr # 15'% t!rr. aeh) ,) +999 L B) 494 L C) +49 L !) aei) ++A4 L E) inuno ae") ae&) ael) aem) aen) !atos: aeo) V aire =1000 L aep) 0aire =  aeq) 2+ = ++ 7C  -3 = A1 & 2 = 4 7C  -3 = 3 & aer) P+ = -A4 torr P = -D9 torr h2= 40 h1=20 aes) aet)

P' V = 9,8 torr P' V =17,5 torr

aeu) aev) Solución: aeR) ae) 5tili$amos la ecuación combinada de los ases # correimos las presiones de vapor de aua considerando la humedad relativa: ae#) ae$)

P h 20 h1= '  . 100 ; P = P' V . 1 =9,8 torr. =1,96 torr 100 100 PV



a'a) a'b)

P h 40 h2= '  . 100 ; P = P' V . 2 =17,5 torr . =7,0 torr 100 100 PV

a'c) a'd) Las presiones de as correido son: a'e) a'') P1=780 torr −1,96 torr =778,04 torr P2=765 torr −7,0 torr =758 torr a') a'h) P1 . V 1 . % 2 V = 2 aire ( ) a'i) % 1 . P 2

a'") a'&)

V aire ( 2)=

778,04 torr. 1000 L . 293 k

=1059 L

284 k . 758 torr

a'l)La respuesta es C. 1;. Un 0ilindr! llen! de eli! a $777 l/ " * pul) tiene un peue! !ri"i0i! a tra8?s del 0ual el eli! se es0apa a0ia un espa0i! e8a0uad! a la 8el!0idad de 4'; ili!les p!r !ra. +En 0u,nt! tiep! se es0apar,n 17 ili!les de CO a tra8?s de un !ri"i0i! siilar si el CO estu8iese 0!n"inad! a la isa presión6 a"@ ,) D*9 h B) 3*4 h C) -*A h !) 9*4 h E) a'n) inuno a'o) a'p) Solución: a'q) $

√

√

 (e / #) / (e →  .  →  #) = = = #) a'r)  #) / (e / #) (e

√

4 28

. 3,4 milimoles / h

a's) a't)  #) =1,285 milimoles / h a'u) a'v) El tiempo requerido para que escapen +4 milimoles de CF serán: a'R) a')

10 milimoles#).

1h 1,285 milimoles#)

=7,8 horas

a'#) a'$) aa) ab) ac)

La respuesta es C.



ad) 1%. Una sala de 0!n"eren0ias 0!ntiene 1$ ileras de asient!s. Si un pr!"es!r suelta )as ilarante N$O@ en el e3tre! anteri!r de la sala # )as la0rió)en! C<11OKr@ en el e3tre! p!steri!r' al is! tiep!' +en u? ileras epe:ar,n a re9r # ll!rar l!s estudiantes6 ae) ,) A # 1 B) 9 # C)  # 3 !) ++ # + E) a') inuno a) ah) Solución: ai) a") F CD6++FBr a&) + 1= 3 )2 ; + 2=# 6 ( 11 )2r al) am) an)

 3)  # ( 6

ao) ap)

2

11 )2r

√

=

/ # ( 6

11

)2r

/ 3)

=

2

√

179 44

=2

Considerando que t+ = t? tenemos:

aq)

+ 1 t 1 =2 → + 1 =2 + 2 ( 1) + 2 t 2

ar)

+ 1 + + 2 =12 ( 2 )

as) at) /eempla$ando (+) en () obtenemos: + 1= 8 y + 2 =4 au) av) Empe$aran a reír en la octava hilera # a llorar en la cuarta hilera del lado contrario. aR) a) La respuesta es ,. a#) 1<. Un 8!luen deterinad! de nitró)en! )ase!s! se di"unde a tra8?s de un 0apilar en (7 se)und!s. Lue)! en las isas 0!ndi0i!nes de presión # teperatura' un is! 8!luen de una e:0la de N4 # O$ eplea 5% se)und!s para di"undirse p!r el is! 0apilar. Deterine la 0!p!si0ión 8!lu?tri0a de la e:0la. a$) ,) 3AH # DH B) A1H # +DH C) H # -AH !) 1+H # aha) 9H E) inuno ahb)


ahc) ahd) ahe) ah') ah) -9 s ahh) ahi)


Solución: 

t  = 4 s

63  F

√

tme$cla =

( ) (√ )

t mezcla / mezcla t mezcla 2 / mezcla → = = t 3 / 3 t 3 / 3

ah")

2

2

2

2

2

ah&) ahl)

( )

2

75

ahm)

90

=

/ mezcla 28

→ / mezcla=19,44 g / mol

ahn) aho)

Las 'racciones molares en la me$cla serán:

ahp)

+ 3( + + ) =1 (1)

ahq)

/ mezcla = / ) . + ) + / 3( . + 3( ; 19,44 =32 . + ) + 17 . + 3( ( 2 )

3

2

ahr) ahs) aht)

2

2

3

3

2

/eempla$ando (+) en () # despe"ando

(

19,44 =32 . 1 − + 3(

3

3

+ 3(

3

) +17 . + 3( → 19,44 =32−32 + 3( +17 . + 3( 3

3

3

+ 3( =0,837 → + 3( =84 y + ) =16 3

3

2

ahu)

La respuesta es B.

ahv) ahR) ah) 15. El pr!0es! a/er' de "a/ri0a0ión de a!nia0!' es u# ip!rtante en la "a/ri0a0ión de "ertili:antes' se lle8a a 0a/! se)=n la rea00iónF a#@ a:@ N$ \ $ ] N4 aia@ ai/@ Este pr!0es! tiene un rendiient! del <1. Si en una ",/ri0a se utili:an 477 L ai0@ de $ # 4%7 L de N$ diari!s a una teperatura de %77 &C # %77 at. de



aid@ presión para "a/ri0ar a!nia0! ne0esari!' +0u,nt!s 0ilindr!s se llenaran p!r aie@ d9a6 L!s 0ilindr!s est,n a $% &C' tienen 47 L de 0apa0idad # una presión de ; ai"@ at. ai) ,) +44 B) +9 C) D9 !) +D E) inuno aih) aii) ai") Solución: ai&) !ebemos considerar que uno de los reactivos está limitando la reacción # primero debemos encontrar cual es este reactivo: ail) aim)   36 G 63 ain) +L 3L L aio) 394 L 344 L 1 L 3 2 300 L ( 2 . =100 L 3 2 aip) 3 L ( 2

aiq) El reactivo limitante es el 6: air)La cantidad de amoniaco que se produce es: ais)

300 L ( 2 .

2 L 3( 3 3 L ( 2

= 200 L

ait) Como el rendimiento es del D+H solo se produce:

V 3( =200 L x 0,61=122 L 3

aiu) Consideramos las condiciones del as inicial # 'inal # aplicamos la ecuación combinada de los ases: aiv) P1=500 atmP2=4 atm aiR) % 1 =500 '# + 273=773 k % 2=25 '# + 273=298 k ai) ai#)

V 1=122 LV 2==

ai$) V 3( ( 2)=

a"a)

3

P1 . V 1 .% 2 % 1 . P2

a"b) a"c) a"d)

V 3( ( 2)= 3

500 atm. 122 L. 298 k 773 k . 4 atm

=5879 L



a"e) Si la capacidad de cada tanque es de 34 L* podremos llenar la siuiente cantidad. a"')

¿ tan!ues=

a")

5879 L 30 L

=196 tan!ues

a"h) a"i) La respuesta es ! a""). 12. Cal0ular la 0antidad de caliza ' 0u#a riue:a en 0ar/!nat! de 0al0i! es del 2%'4 ' ue se ne0esita para !/tener 17 L de dió3id! de 0ar/!n! p!r rea00ión 0!n un e30es! de ,0id! 0l!r9dri0!@' edid!s a 12 &C # 5%$ T!rr. Cl CO$ aH@ aHn@ ] CaCl$ \ aH-@ aHl@ CaCO4 \ aH!@ \ $O a"p) a"q) a"t) E) ,) a"r) C) 1D*-  a"s) !) +*1  1A*9  B) A*A  Cinuno a"u) a"v) !atos: a"R) V # ) =10 L a") 2

% =18 ' # +273=291

a"#)

P=752 torr.

a"$) a&a) a&b)

1 atm

=0,99 atm

760 torr

#a#)3=85,3

m#a#) == a&c) Calcular: a&d) a&e) Solución: a&') a&) Se debe iualar primero la reacción química # calcular la masa de CF contenida en +4 L: a&h) a&i) Ca 6Cl CF a&") a&&) a&l) G CaCl  CF3   6F a&m) +44  11  3

a&n)

m #) = 2

/ . P . V = < . %

g . 0,99 atm. 10 L mol =18,25 g atm.L . 291 0,082 k.mol

44


a&o)

18,25 g #) 2 .

100 g#a#)3 ( p ) 44 g #)2

UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ÁREA DE TECNOLOGÍA .

100 g#a#)3 ( i) 85,3 g #a#)3( p)

= 48,6 g

a&p)

La respuesta es ,.

1(. +>u? 8!luen de P4 )ase!s! en 0.n. p!dr9a "!rarse ediante la rea00ión de 177 a-@) de "!s"ur! de 0al0i! en a)ua en e30es!6 a-r@ Ca4P$ s@ \ $O ] CaO@$ \ P4 a-s@ a&t) ,) D*+9 L B) +*3 L C) 1*D L !) A+*9 L E) inuno a&u) a&v) Solución: a&R) a&) Se iuala primero la reacción: a&#) Ca3P (s)  D6F G 3Ca(F6)  P63 a&$) ala) +A  alb) 68 g P( 3 =37,4 g P( 3 100 g #a3 P 2 . alc) 182 g #a3 P2

ald) ale) al')

DA 

El volumen en C.. será:

V P( = 3

m.<.% = / . P

atm .L . 273 k k.mol

37,4 g . 0,082

g 34 . 1 atm mol

= 24,6 L

al) alh) La respuesta es C. ali) al") al&) all) alm) aln) alo) alp) $7. Un "ras0! de 477 ) de di0r!at! de p!tasi! de 27  de pure:a se a0e rea00i!nar 0!n $% 04 de )li0erina 0!n un pes! espe09"i0! de 1'$<1. Deterinar el 8!luen de dió3id! de 0ar/!n! ue se re0!)en s!/re a)ua a %( & # ;27 t!rr. La presión de 8ap!r de a)ua a %(& es 1$'5( t!rr. al@ alr@ 5  $Cr$O5 \ 4 C42O4 \ $2 $SO; 5 Cr$SO;@4 \ 5  $SO; \ ( CO$ \ ;7 $O als@ alt) ,) 31*+ L B) D*3 L C) 1*D L !) 3*9 L E) inuno


alu) alv)

!atos:

alR)

m 6 #r

al)

6 2 #r 2 )7=80

2


!eterminar: 2

)7

=300 g

V #) == 2

% =59 ' & =15 '# + 273 =288 k

al#)

V glicerina=25 cm3

P=480 torr

al$)

 glicerina=1,261

P =12,79 torr

ama) amb) amc)

La presión correida del CF en atmos'eras será: P#) =480 torr −12,79 torr =467,21 torr. 2

1 atm 760 torr

=0,61 atm

Solución:

amd) Se calcula la masa de licerina # a continuación se calcula el reactivo límite de la reacción: ame) am')

mglicerina=V glicerina .  glicerina= 25 cm3 .

1,261 g 3

1 cm

=31,525 g

am) amh) !e acuerdo a la ecuación el requerimiento de licerina para el dicromato de potasio es: ami) am") - K Cr F-  3 C36AF3  A 6SF1 - Cr (SF1)3  - K SF1   CF  14 6F am&) 49A  -D  3D  aml) 80 g 6 2 #r2 )7 ( p ) 276 g # 3 ( 8 ) 3 300 g 6 2 #r 2 )7 ( i ) . . =32,19 g # 3 ( 8 )3 amm) 100 g 6 2 #r 2 )7 ( i ) 2058 g 6 2 #r 2 ) 7 amn) amo) Como la cantidad de licerina es ma#or a la que se cuenta para la reacción el reactivo límite es la licerina* por tanto el cálculo lo reali$aremos a partir de 3+*99  de licerina: amp)


amq) amr) ams)

31,525 g # 3 ( 8 ) 3 .


396 g#) 2 276 g # 3 ( 8 )3

=45,23 g #)2

El volumen de CF será: V #) = 2

m.<.% = / . P

45,23 g . 0,082

atm.L . 288 k k.mol

g 44 . 0,61 atm mol

=39,8 L

amt) La respuesta es !. amu) $1. El aluini! rea00i!na 0!n el ,0id! sul"=ri0! para "!rar sul"at! de aluini!' Al$SO;@4 # )as idró)en!. +>u? 8!luen de )as idró)en! L@ re0!le0tad! en a)ua a $7 &C de teperatura # 5%7 ) de presión' se !/tu8! al rea00i!nar $'%7 ) de aluini!6. El rendiient! de la rea00ión es del <% . Dat!F P8 $O a $7 &C  15'% t!rr. amv) ,) *9 B) *93 C) 9*3 !) 93 E) amR) inuno am) am#) !atos: Calcular: V ( = = m Al=2,50 g am$) 2

ana)

% =20 '# +273 =293 k

anb)

P=750 mm(g

anc)

P =17,5 torr

and) ane) an') an) anh) ani) an")

<=65

Solución: Escribimos la ecuación química de la reacción: ,l  36SF1

65 →

,l(SF1)3  36

an&) 91  D anl) anm) La masa de 6 'ormada a partir de *94  de ,l considerando el D9 H de rendimiento es: ann)


ano) anp) anq) anr)

2,50 g Al.

6 g ( 2 (% ) 54 g Al

.


65 g ( 2( P) 100 g ( 2( % )

=0,18 g Al

Correimos la presión para condiciones secas del as: P=( 750 mm (g−17,5 mm(g )=732,5 mm(g.

1 atm 760 mm (g

= 0,96 atm

ans) ant)

V ( = 2

m.<.% = / . P

0,18 g . 0,082

atm.L . 293 k k.mol

g . 0,96 atm 2 mol

=2,25 L

anu)

anv)

ao")

an#@ an:@ a!a@ a!/@ a!0@ a!d@ a!e@ a!"@ a!)@ a!@ a!i@ DISOLUCIONES

La respuesta es ,. anR) an)

ao&) $$. Cal0ular la "ra00ión !lar del Cl en una s!lu0ión a0u!sa al %  de Cl en pes! aol) E) inuno ,) 4*44D B) 4*4+9 C) 4*+31 !) 4*D aom) aon) aoo) Solución: aop) aoq) Suponemos +44  de solución: aor) aos) aot) aou) aov) aoR)

100 g soluci"n.

5 g6#l 100 gsoluci"n

=5 g 6#l

Los moles de KCl serán: 5 g6#l.

1 mol 74,5 g6#l

=0,067 moles 6#l

Los moles de aua serán:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO 95 g ( 2 ) .

ao) ao#) ao$) apa) apb) apc)

1 mol ( 2 ) 18 g ( 2 )


=5,28 moles ( 2 )

nt =0,067 + 5,28 =5,35 moles

La 'racción molar de KCl será: + 6#l=

apd)

n 6#l 0,067 moles = = 0,0125 nt 5,35 moles

ape)

ap')

La respuesta es B.

ap) $4. Si $% L de una s!lu0ión de sul"at! de 0!/re $'%7 M se dilu#en 0!n a)ua asta un 8!luen "inal de ;%7 L' +0u,l es la nue8a !laridad de la s!lu0ión resultante6 aph) api) E) inuno ,) 4*+3 B) 4*DA C) +*94 !) *94 ap") ap&) Solución: apl) apm) 5tili$amos la rela de la dilución: # 1 .V 1 =# 2 .V 2 apn) # 2 =

apo)

# 1 . V 1 2,50 / . 25 ml = =0,139 / V 2 450 ml

app)

La respuesta es ,. apq) apr) aps) apt) apu) $;. +>u? asa de )lu0!sa' C<1$O< de/e dis!l8erse en 1%7 L de a)ua para ue la "ra00ión !lar de )lu0!sa sea 7'1$%6 La densidad del a)ua es de 1'77 )*L. apv) apR) inuno

ap) ap#) ap$) aqa)

,) +9D*- 

!atos: V agua =150 ml

aqb)

+ glucosa =0,125

aqc)

 agua =1 g / mL

B) +D3*1 

C) +9* 

!) +1* 

E)



mglucosa ==

aqd) aqe) aq')

Solución: 1 g ( 2 ) 1 mol ( 2 )

aq)

nagua =150 ml .

aqh)

+ glucosa + + ( ) =1 → + ( )=1− 0,125 =0,875

aqi)

+ ( ) =

2

2

aq")

n ( ) 2

nt

18 g ( 2 )

=8,33 moles ( 2 )

2

n ( ) 8,33 moles →n t = = =9,52 moles 0,875 + ( ) 2

2

Calculamos los moles de lucosa: + glucosa =

aq&) aql) aqm) aqn) aqo)

.

1 mL

nglucosa →n glucosa= + glucosa . nt = 0,125 . 9,52 =1,19 molesglucosa nt

Calculamos la masa de lucosa:

1,19 moles# 6 ( 12 )6 .

180 g 1 mol# 6 ( 12 )6 1 mol# 6 ( 12 ) 6

=214,2 g # 6 ( 12 )6

aqp) aqq)

La respuesta es !. aqr) $%. Cuant!s )ra!s de KaCl$.$$ O se de/en e:0lar 0!n su"i0iente 0antidad de a)ua pura para preparar %7 ) de una s!lu0ión del 1$ de KaCl$6 as@ aqt) ,) 9*3B) ++*19 C) -*41 !) 1*9 E) inuno aqu) aqv) !atos: msoluci"n =50 g aqR) # 2a#l =12 aq) aq#) Calcular: msoluto == aq$) ara) arb) Solución: 2

arc)

50 g soluci"n.

12 g2a#l2 100 gsoluci"n

.

244 g2a#l 2 .2 ( 2 ) 208 g 2a#l2

=7,04 g2a#l 2 .2 ( 2 )



ard)

La respuesta es C.

are) $<. Para la si)uiente rea00iónF ar"@ ar)@ C<1$O< \  $Cr$O5 \ $SO; ]  $SO; \ Cr$SO;@4 \ CO$ \ $O ar@ ari@ +Cu,nt!s )ra!s de $ Cr$O5 de/en pesarse para preparar %77 04 de una s!lu0ión $ N6 arH@ ar&) ,) A B) A4 C) 1 !) + E) inuno arl) arm) Solución: arn) aro) Mualamos la ecuación química: arp) arq) CD6+FD  1K Cr F-  +D6SF1 G 1K SF1  1Cr (SF1)3  DCF  6F arr) ars)La semirreacción de reducción es: art) +¿+ #r 2 )−7 2 → 2 #r+3 + 7 ( 2 ) ¿ aru) 6 > + 14 ( arv) 500 cm

arR)

3

.

2 e! − g 6 2 #r2 )7

ar)

3

1000 cm

.

294 g 6 2 #r 2 )7 6 e! − g 6 2 #r2 )7

=49 g ar#)

La respuesta es C.

ar$) $5. +En u? 0antidad de a)ua )ra!s@ de/en diluirse 27 L de una s!lu0ión de ,0id! sul"=ri0! de densidad 1'$ )*L al 47 en pes!' para 0!nse)uir ue la 0!n0entra0ión sea el 17 en pes! de ,0id! sul"=ri0! $SO;@6 asa@ ,) 4A B) 3A4 C) + !) A4 E) inuno asb) asc) asd) !atos: ase) 6SF1 (concentrado)  6F = 6SF1(diluido) V 1=80 mL as') 0 =   s =1,2

as)

g mL

# 2 =10

ash) asi)

# 1 =30

 s =1,0 g / mL



as")Calcular la masa de aua en que se dilu#e el ácido sul'Irico concentrado: magua= = as&) Solución: asl)Epresamos la concentración en H peso en J: asm) Ucido concentrado: 30 g ( 2 S ) 4

1 mol ( 2 S )4 1,2 g soluci"n 1000 mLsoluci"n . . . =3,67 / 100 g soluci"n 98 g ( 2 S )4 1 mL soluci"n 1 L soluci"n

asn) aso) asp) asq)

Ucido diluido 10 g ( 2 S ) 4

asr)

100 gsoluci"n

.

1 mol( 2 S )4 1,0 gsoluci"n 1000 mLsoluci"n

.

98 g ( 2 S ) 4

.

1 mL soluci"n

1 L soluci"n

=1,02 /

ass) ast),plicamos la rela de dilución para calcular el volumen de solución diluido: asu) # 1 .V 1 =# 2 .V 2 asv) V 2=

asR) as) as#) as$)

La masa de las solución (+) es: 80 ml soluci"n.

ata) atb) atc) atd) ate)

# 1 .V 1 3,67 / . 80 ml = = 287,84 ml 1,02 / # 2

1,2 g soluci"n 1 mlsoluci"n

= 96 gsoluci"n ( 1)

La amasa de la solución () es:

287,84 ml soluci"n.

1 g soluci"n 1 mlsoluci"n

= 287,84 g soluci"n (2 )

at') at) La masa de aua será: ath) ati) magua= 287,84 g −96 g =192 g at") at&) Ftra 'orma: atl) atm) En la solución concentrada tenemos: atn) ato)

msoluto =80 ml soluci"n.

1,2 g soluci"n

30 gsoluto . =28,8 gsoluto 1 mLsoluci"n 100 g soluci"n

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO magua= 80 mlsoluci"n.

atp)


1,2 gsoluci"n

70 gagua . =67,2 gagua 1 mL soluci"n 100 gsoluci"n

msoluci"n =96 g atq) atr)En la concentración diluida tendremos: ats) m soluto att) msoluci"n+ magua = 0,1

atu) magua=

atv)

msoluto 0,1

−msoluci"n=

28,8 g 0,1

−96 =192 g

atR) at)

La respuesta es C. at#) at$) aua) $2. 1$7 ) de una s!lu0ión al 1<'<5 de Cl an sid! e:0lad!s 0!n <7 )ra!s de !tra s!lu0ión al 1$'% de Cl. +Cu,l es la 0!n0entra0ión' en p!r0entaHe en pes!' de la s!lu0ión resultante6 aub) auc) ,) +3*DAH B) +9*AH C) +A*4H !) 4*49H E) inuno aud) aue) !atos: au') au) Solución +  Solución  = Solución resultante auh) ms 1=120 g ms 2=60 g aui) mr=180 g # 1 =16,67

au")

# 2 =12,5

# r ==

au&) aul) aum) aun) auo) aup)

Solución: Calculamos la cantidad de soluto presente en cada solución: Solución +: auq)

120 g soluci"n.

16,67 g e soluto 100 gsoluci"n

=20,0 g


aur) aus) aut)

Solución : 60 g solu soluci ci"n "n .

auu) auv) auR) au) au#) u#) au$) ava)


La ca cantidad de de so soluto to total se será:

12,5 gesoluto 100 gsoluci"n

r

,

,

=7,5 g ,

La co conce ncentr ntración ción resu esultante en en H peso eso se será: rá: # r =

msoluto m soluci"n

. 100 =

27,5 g 180 g

. 100 =15,28

avb)

avc)

La respuesta es B.

avd) $(. +Cu,nt!s L de s!lu0ión de idró3id! de p!tasi! $ N # 7'$ N se ne0esitan para preparar 1'2 L de una s!lu0ión 7'< N6 ave) av') ,) +944 # 344 B) +144 # 144 C) +444 # A44 !) 944 # +344 E) inuno av) a vh ) !atos: avi) av") Solución +  Solución  = Solución resultante V 1== V 2== av&) V 3=1,8 L # 1 =2 3

avl)

# 2 =0,2 3

# 3 =0,6 3

avm) a vn ) avo) a vp ) avq) avr) avs) avt) a vu ) avv)

Solución: 2enemos la las si siuientes ec ecuaciones: V 1+ V 2=V 3 (1 ) V 1 . # 1+ V 2 . # 2=V 3 . # 3 ( 2 )

/eempla$ando (+ (+) en en () # de despe"ando 0


( V −V ) . # +V

avR)

3

2

1

2


.# 2=V 3 .# 3

av)

( # −# ) ( 0,6 −2 ) =1,8 L . =1,4 L=1400 mL ( 0,2−2 ) ( # −# ) 3

1

2

1

av#)

V 2=V 3 .

av$) aRa) aRb)

V 1=1,8 L−1,4 L =0,4 L= 400 mL

aRc)

La respuesta es B.

aRd) 47. +>u? asas en )ra!s' )ra!s' de d!s s!lu0i!nes s!lu0i!nes de )lu0!sa' C < 1$O<' al 1% # al ;7 en pes! de/en e:0larse para preparar 577 ) de una s!lu0ión de )lu0!sa al $%6. Si la densidad de la s!lu0ión es de 1'$ )*04' +0u,l es la !laridad de la s!lu0ión6 abe@ aR') ,) 14? A4 # +*D-

aR) aRh) aRi) aR")

B) 944? 44 # *99

C) ++4? 94 # A*1

!atos: Solución + Solución resultante m 1 =?

aR&)



Solución  m 2==

m3=700 g # 1 =15

aRl)

# 2 =40

# 3 =25

aRm) aRn) aRo) aRp) aRq) aRr) aRs) aRt) aRu) aRv)

Solución: 2enemos las siuientes ecuaci aciones: es: m 1+ m2 =m3 ( 1 ) m 1 . # 1 + m2 . # 2=m 3 . # 3 ( 2)

/eempla$ando (+ (+) en en ( () # despe"ando 0

( m −m ) .# +m . # =m . # 3

2

1

2

2

3

3

aRR) aR) aR#)

!) 394? 394 # +*3

( # −# ) ( 25 −15 ) =700 g . =280 g ( ) 40 15 # # − − ( )

m 2 =m 3 .

3

1

2

1

=

E) inuno


aR$) aa) a b ) ac) ad)


m1=700 g −280 g= 420 g

La molaridad de la solución es: 25 g # 6 ( 12 ) 6

.

1 mol

.

1,2 g 1000 cm

3 100 gsoluci"n 180 g # 6 ( 12 12 ) 6 1 cm

.

1 L

3

=1,67 /

ae) a')

La respuesta es ,. a) 41. Cal0ular el 8!luen' en L' de una s!lu0ión de ,0id! 0l!r9dri0! 4N ue se ne0esita para rea00i!nar 0!n 47 )ra!s de 0ar/!nat! de 0al0i!' del 5% de pure:a' se)=n la si)uiente rea00ión' a3@ a3i@ CaCO4 \ Cl → CaCl$ \ CO$ \ $O a") a&) ,) 94 B) +44 C) +94 !) 44 E) inuno al) am) Solución: an) ao) Balanceamos la ecuación química: ap) aq) CaCF3  6Cl → CaCl  CF  6F ar) +44  -3  as) at) 75 g#a#) 3( p) (#l soluci"n "n 73 g (#l 1 e! − g (#l 1000 ml soluci 30 g#a#)3 ( i) . . . . =150 ml g#a #)3 ( p) 36,5 g (#l 100 g#a#)3 (i) 100 g#a 3 e! − g (#l au) av)

La respuesta es C.

aR) 4$. En la titula0ión titula0ión de una s!lu0ión de peró3id! peró3id! de idró)en! $O$@ 0!n s!lu0ión de peran)anat! de p!tasi! MnO;@. La rea00ión esF a33@ 96F(ac)  KJnF1(ac)  36SF1(ac) JnSF1(ac)K SF1(ac)9F() a#) A6F(l) a$) a#a) Se astaron +44 mL de solución 4*A J de KJnF 1* para titular 4  de la solución de peróido de hidróeno. VCuál es el porcenta"e en peso de 6 F en la solución a#b) a#c) ,) 1H B) 31H C) 11H !) 91H E) inuno a#d) a#e) !atos: →



a#')

V 6/n ) =100 mL # 6/n) = 0,8 /

a#)

msoluci"ne ( ) =20 g peso ( ) ==

4

4

2

a#h) a#i) a#") a#&) a#l) a#m) a#n) a#o) a#p)

2

2

2

Solución: Se calcula la cantidad de permananato de potasio astada en la titulación: 100 mL.

a#q)

a#r) a#s) 6/n) 4

0,8 moles 6/n )4 158 g6/n)4 1000 mL

.

1 mol 6/n )4

=12,64 g6/n)4

Calculamos la cantidad de 6F que reacciona con los +*D1  de acuerdo a la reacción química:

a#t) a#u)

12,64 g6/n)4 .

5 x 34 g ( 2 )2 2 x 158 g6/n)4

=6,8 g ( 2 )2

a#v) a#R)

peso =

msoluto 6,8 g ( 2 )2 . 100 = . 100 =34 20 g m soluci"n

a#)

La respuesta es B. a##) 44. +>u? 8!luen de una s!lu0ión de ,0id! sul"=ri0! 7'1 M se ne0esita para al0an:ar el punt! "inal 0uand! se titulan %7 L de NaO 7'% M6 a#$) a$a) E) ,) 94 mL B) +9 mL C) 3-9 mL !) +44 mL inuno a$b) a$c)

!atos:

a$d)

V ( S ) == V 3a)( =50 mL

a$e)

# ( S ) =0,1 / # 3a)( = 0,5 /

a$') a$) a$h)

2

2

4

4

Solución:

a$i) 5tili$amos la siuiente ecuación: # 7cio .V 7cio=# base .V base

a$") Sin embaro la concentración en esta ecuación debe ser epresada en ormalidad:


a$&) a$l) # ( S ) = 2

4

0,1 moles ( 2 S )4 2 e! − g ( 2 S ) 4

.

1 L soluci"n

a$m) # 3a)( =

a$n)

a$o) a$p) a$q) a$r)


1 mol ( 2 S ) 4

=0,2 3

0,5 moles 3a)( 1 e!− g 3a)( 1 L soluci"n

.

1 mol 3a)(

=0,5 3

El volumen del ácido será: V 7cio =

a$s)

# base .V base 50 mL. 0,5 / = =125 mL # 7cio 0,2 3

a$t) a$u)

La respuesta es B.

a$v) a$R) a$) a$#) a$$) 4;. Cierta epresa 0!pra 1%7 ) de sul"ur! de 0!/re II@ para su p!steri!r utili:a0ión en un pr!0es! industrial. C!n el "in de deterinar la pure:a del 0!puest! se a0en rea00i!nar 7'$% ) del is! 0!n ,0id! n9tri0! diluid! ne0esit,nd!se $; l del is! para dis!l8erl!. Sa/iend! ue 1% l del ,0id! eplead! neutrali:an 15 l de NaO 7'1% N. Deterinar la pure:a del ineral. baa) ,) 4*1H B) 31*-H C) -A*1H !) bab) E) inuno +9*AH bac) bad) !atos: bae) ba') La reacción del sul'uro de cobre (MM) con el ácido nítrico es: ba) bah) bai) CuS  6F3 G Cu(F3)  6S ba") D  +D  m#uS= 0,25 g ba&) bal)

V (3) =24 ml

bam)

V a=15 mLV b =17 mL

ban)

# a== # b=0,15 3

3



bao)

Solución:

bap)

Se calcula primero la Ca # con esta concentración se calcula la cantidad de

CuS presente en la muestra de 4*9 . baq) 24 mL soluci"n.

bar)

# b .V b V a

=

0,15 3 . 17 mL =0,17 3 15 mL

0,17 e! − g (

3)3 63 g ( 3) 3 96 g#uS . . =0,196 g#uS 1000 mLsoluci"n 1 e! − g ( 3)3 126 g ( 3)3

pureza=

m#uS mt

. 100=

bas) bau) bav) baR) ba) ba#) ba$) bba) bbb) bbc) bbd) bbe) bb') bb) bbh) bbi) bb")

# a=

0,196 g 0,25 g

. 100 =78,4

bat)

//-@

La respuesta es C.

PROPIEDADES COLI[ATIÀS DE LAS SOLUCIONES

//l@ 4%. Cal0ular la presión de 8ap!r en t!rr de una s!lu0ión a $7 BC ue 0!ntiene 1% ) de un s!lut! n! 8!l,til # 477 ) de a)ua' si la s!lu0ión 0!n)ela a  $'4BC. La presión de 8ap!r del a)ua a $7 BC es 15'4 ) # la 0!nstante 0ri!s0ópi0a !lal 1'2< BC-)*!l. bbm) ,) 3*D B) +D* C) 4*4 !) +-*3 E) inuno bbn) bbo) !atos: misolente =300 g bbp) msoluto =15 g bbq) bbr)

P'  =17,3 mm (g

bbs)

6 c =1,86 '#kg / m ol


bbt) bbu) bbv) bbR) bb) bb#) bb$) bca) bcb) bcc) bcd) bce) bc') bc) bch) bci) bc")


'

% c =0 '#

% c =−2,3 '#

Calcular: P S == Solución: ,plicando la Le# de /aoult: PS = P'  . + isolente La 'racción molar del disolvente se calcula de la siuiente manera: + isolente =

n n + n S

Los moles de disolvente se calculan de la siuiente 'orma: m 300 g n =  = =16,67 moles agua /  18 g

Los moles de soluto se calculan a partir de la siuiente 'órmula:  % = 6 c . ml= 6 c .

ns  % . m ;ns = m 6 c

bc&) bcl) bcm) bcn) bco) bcp) bcq) bcr)

n s=

0 '# −(−2,3 '# ) . 0,3 kg

'#kg 1,86 mol

=0,37 moles

La d= es: +  =

16,67 16,67 + 0,37

= 0,978

La PS será: PS =17,3 . 0,978 =16,9 torr

bcs)

La respuesta es B.

bct) 4<. Cal0ular el pes! !le0ular de un 0!puest! !r),ni0!' sa/iend! ue una dis!lu0ión de 7'( ) de la isa en $7 ) de a)ua tiene un punt! de 0!n)ela0ión de  7';<% BC. -0  1'2< &C*!lal. bcu)


bcv) bcR) bc) bc#) bc$)

,) +4

B) +A4

C) 1D

!) 49 E) inuno

!atos: msoluto =0,9 g

bda)

misolente =20 g

bdb)

% c =−0,465 '#

bdc)

% c =0 '#

bdd) bde) bd') bd) bdh) bdi) bd") bd&)


'

6 c =1,86 '# / molal

Calcular: / soluto == Solución: 5tili$amos la siuiente ecuación: 0 '# @ 0,465 '# 0,02 kg . (¿)=180 g / mol

bdl)

/ s=

ms . 6 c 0,9 g . 1,86 '# kg / mol = ¿ m . $ %

bdm)

La respuesta es B.

bdn) 45. El pes! !le0ular de un 0!puest! es %2 )*!l. Cal0ule el punt! de e/ulli0ión de una s!lu0ión ue 0!ntiene $; )ra!s de s!lut! # <77 )ra!s de a)ua' 0uand! la presión de 8ap!r del a)ua es tal ue el a)ua pura ier8e a (('54&C. e/  7'%$&C*!lal bdo) bdp) ,) +44*4 B) *-3 C) +44*9 !) +4*D E) inuno bdq) bdr) !atos: / soluto =58 g / mol bds) msoluto =24 g bdt) bdu)

misolente =600 g

bdv)

% e= 99,73 '#

bdR)

6 eb =0,52 '# / molal

'


bd) bd#) bd$) bea) beb) bec) bed) bee)


Calcular: % e== Solución: Calculamos W2 a partir de la siuiente ecuación:  % =

m s . 6 e 24 g . 0,52 '# kg / mol = =0,358 '# / s . m g . 0,6 kg 58 mol

be') be)

 % =% e −% ' e →% e = % + % ' e= 0,358 '# + 99,73 ' # =100,09 '#

beh) bei)

La respuesta es ,. be") 42. Cal0ule el punt! de 0!n)ela0ión de una s!lu0ión preparada 0!n 7'$7 ) de etilen)li0!l C$+*7C C) >9*7C !) *37C E) inuno bem) ben) !atos: m # ( ) =0,20 g beo) 2

6

2

bep)

m ( )=50 g

beq)

% c =0 '#

ber) bes) bet) beu) bev) beR) be) be#) be$) b'a)

2

'

6 c =1,86 '# / molal

Calcular: % c == Solución: Calculamos el W2 de la solución: $ % =

m s . 6 c / s . m 

= 0,20 g . 1,86 '# kg / mol =0,12 ' # 62

g . 0,05 kg mol

Por otra parte:  % =% ' c −% c =0 ' # −0,12 ' # =−0,12 '#



b'b) b'c)

La respuesta es E. b'd) 4(. +>u? p!r0entaHe en asa de )li0erina C42O4 0!ntiene una s!lu0ión a0u!sa si a $% &C la presión de 8ap!r de la s!lu0ión es de $4'1 t!rr6. La presión de 8ap!r del a)ua a $% &C es $4'2 T!rr. b'e) b''),) *19 B) +3*1+ C) 9*-A !) 3*+ E) inuno b') b'h) !atos: = b'i) ' P b'")  =23,8 torr PS =23,1 torr

b'&)

b'l) 6 c =1,86 '#kg / mol b'm) Calcular: ms . 100 m s+ m

b'n)

ms =

b'o) b'p) b'q) b'r)

Solución: Partimos de las siuientes iualdades: '

$ P= P  . + s → + s =

b's)

$P '

P

(1)

ms

b't)

+ s=

ns / s = = ns + n  ms m

+

/ s / 

b'u) b'v) b'R)

b'#) b'$) ba) bb)

ms + m /  

Mualando (+) # () $P

b')

ms / s

'

P

ms

= ms +

/ s / 

m

6aciendo operaciones:

(

m s . 1−

)

$ P . / s $P = m ' ' P  P  . / 

Sustitu#endo valores:

(2 )



bc)

(

m s . 1−

bd) be) b') b)

( 23,8−23,1 ) torr 23,8 torr

)

=

( 23,8− 23,1 ) torr .92 g / mol 23,8 torr . 18 g / mol

m

0,971 ms=0,150 m  e one m= 6,47 m s

Sustitu#endo md en: ms =

bh)

ms ms ms . 100= . 100 = . 100 =13,39 m s+ m ms + 6,47 ms 7,47 ms

bi) b")

La respuesta es B.

b&) ;7. +A u? teperatura ier8e apr!3iadaente una s!lu0ión a0u!sa $ M de 0l!rur! de s!di! 0u#a densidad es de 1'4 )*l6  e/ 7'%$ &C*!lal. bl) bm) ,) 44*AA B) +94*44 C) +44*AA !) +4*AA E) inuno bn) bo) !atos: # s=2 / bp)  soluci"n =1,3 g / mL bq) % ' e=100 '#

br)

6 e b=0,52 '# /molal bs) bt) Calcular: % e== bu) bv) bR) b) b#) b$) Solución: bha) bhb) La concentración molar debe epresarse en molalidad* para ello suponemos un volumen de solución de +444 mL # calculamos la cantidad de soluto # la cantidad de aua en la me$cla: bhc)

bhd) bhe)

1000 mLsoluci"n.

2 moles 3a#l

58,5 g 3a#l . =117 g 3a#l 1000 mL soluci"n 1 mol 3a#L


bh') bh) bhh) bhi)

1000 mLsoluci"n.


1,3 g soluci"n 1 mLsoluci"n

=1300 g soluci"n

La cantidad de aua es: magua= msoluci"n −msoluto =1300 g −117 g =1183 g ml =

2 moles 3a#l

=1,7 ml

bh")

La molalidad es:

bh&) bhl) bhm)

Considerando que el cambio de temperatura es:

bhn) bho) bhp)

 % = 6 e .ml =0,52

1,183 kg

'# . 1,7 molal =0,88 '# molal

La temperatura de la solución es 2e:  % =% e −% ' e →% e =% ' e + % =100 '# + 0,88 '# =100,88 '#

bhq) bhr)

La respuesta es C. bhs) ;1. +Cu,nt!s )ra!s de sa0ar!sa C1$$$O11 de/en dis!l8erse en 277 ) de a)ua para ue la presión de 8ap!r de la s!lu0ión sea de 4<'(% )6. La presión de 8ap!r del a)ua a 44 &C es 45'54 ). bht) bhu) ,) 194 B) +34 C) 94 !) 3+ E) inuno bhv) bhR) !atos: m isolente =800 g bh) bh#)

P'  =37,73 mm(g

bh$)

P =36,95 mm(g

bia)

6 c =1,86 '#kg / mol

bib) bic) bid) bie) bi') bi) bih) bii)

% =33 '#

Calcular: msoluto == Solución: Partimos de las siuientes iualdades:


bi")

 P= P '  . + s → + s =


P (1 ) P'  ms

+ s=

bi&)

ns / s = = ns + n  ms m

+

/ s / 

bil) bim)

ms / s

(2 )

ms + m /  

Mualando (+) # () P = P' 

bin) bio) bip)

ms / ms + s m  / 

6aciendo operaciones # despe"ando ms:  P . / s P'  ms= ' m . ' P . /  P − P

biq)

bir)Sustitu#endo valores: bis)

( 37,73−36,95 ) mm(g . 342 g . 800 g bit)

biu) biv) biR)

ms=

mol g 37,73 mm(g. 18 mol

.

37,73 mm(g

37,73 mm(g−( 37,73−36,95 ) mm(g

ms=321 g # 12 ( 22 )11

bi)

La respuesta es !.

bi#) ;$. presión de 8ap!r de una s!lu0ión preparada 0!n 1$ ) de s!lut! n! 8!l,til # 5$ ) de a)ua a 177 &C es de 5%;'4 ). Cal0ular la asa !le0ular del s!lut! # la teperatura de 0!n)ela0ión de la s!lu0ión.  0  1'2< & C )*!l bi$) b"a) ,) 3-? >4*-A B) +4? >+*9 C) A4? >4*9 !) 194? >+*99 E) inuno b"b) b"c) !atos: m isolente =72 g b"d) msoluto =12 g b"e) ' b"') P =760 mm(g


b")

P =754,3 mm (g

b"h)

6 eb =0,52 '# / molal


b"i) 6 c =1,86 '#kg / mol b"") b"&) Calcular: b"l) / soluto== % s== b"m) b"n) b"o) b"p)

Solución: Partimos de las siuientes iualdades:  P= P '  . + s → + s =

b"q)

P (1) P' 

ms

b"r)

+ s=

ns / s = = ns + n  ms m

+

/ s / 

ms / s

(2 )

ms + m /  

b"s) b"t) Mualando (+) # () b"u) b"v) b"R) b") b"#) b"$) b&a) b&b) b&c) b&d) b&e) b&') b&)

P = P' 

ms / ms + s m  / 

6aciendo operaciones # despe"ando Jsoluto: / s=

m s . /  . ( P'  − P )  P . m

Sustitu#endo valores: / s=

12 g . 18 g / mol

( 760−754,3 ) mm(g . 72 g

. ( 760 −( 760−754,3 ) ) mm(g

/ s=397 g / mol

La temperatura de conelación será:  % =% ' c −% c = 6 c . ml =


b&h) b&i)


!espe"amos 2c: 12 g

g '# kg mol % c =− 6 c . ml +% ' c =−1,86 . +0 '# =−0,78 '# 1 kg mol 72 g 1000 g 397

b&")

b&&) b&l)

La respuesta es ,. b&m) ;4. +Cu,l es la presión !sóti0a de una s!lu0ión 7'5 M de )lu0!sa en a)ua a $% &C6 /-n@ b&o) ,) 4*+ atm B) +-*+ atm C) 9*9 atm !) 9*- atm E) inuno b&p) b&q) !atos: b&r) # s=0,7 / b&s) % =25 '# b&t) b&u) b&v) b&R) b&) b&#) b&$) bla) blb) blc) bld) ble)

Calcular: 1 ==

Solución: ,plicando la ecuación de la presión osmótica: 1 = / < % → 1 =0,7

mol atm.L . 0,082 . 298 k =17,1 atm L k.mol

bl') bl)

La respuesta es B.

blh) ;;. Cal0ule la presión !sóti0a de 177 l de una s!lu0ión al 4% en pes! de NaCl' 0u#a densidad es 1'$7% )*l a $7BC bli) bl") ,) +34 atm B) +94 atm C)+1 atm !) +-3 atm E) ninuno bl&) bll) !atos: blm) # =35 bln)


blo)


 =1,205 g / mL

% =20 '# blp) blq) Calcular: blr) 1 == bls) Solución: blt) blu) Para aplicar la ecuación de la presión osmótica necesitamos calcular la molaridad de la solución que se hace de la siuiente manera: blv)

blR) bl) bl#) bl$) bma)

35 g 3a#l

1 mol 3a#l 1,205 gsoluci"n 1000 mLsoluci"n . . . =7,2 / 100 g soluci"n 58,5 g3a#l 1 mL soluci"n 1 L soluci"n

,plicando la 'órmula de la presión osmótica: 1 = / < % → 1 =7,2

mol atm. L . 0,082 . 293 k =173 atm L k.mol

bmb) ;%. Una s!lu0ión a0u!sa de benzaldehído ' C<%CO' tiene a 12 &C una presión !sóti0a de 4'%5 at. +A u? teperatura s!lidi"i0ar, la s!lu0ión6 bmc) bmd) ,) >4*A B) >4*9 C) 4*4 !) >3*9E) inuno bme) bm') !atos: / # =106 g / mol bm) % =18 '# +273 =291 k bmh) 6 ( 5 #)(

bmi)

1 =3,57 atm

6 c =1,86 '#kg / mol bm") bm&) Calcular: % c == bml) bmm) Solución: bmn) bmo) Calculamos la molaridad de la solución a trav
bmq)

1 = / < % → / =

1 = < .%

3,57 atm

=0,15 mol / litro

atm.L . 291 k 0,082 k.mol



bmr) Como no se tiene un dato de la densidad de la solución consideramos que la solución tiene una densidad de + 8mL* por tanto la molaridad será iual a la molalidad. bms) bmt) El W2c es: bmu) bmv)

 % c = 6 c .ml =1,86

'#kg mol . 0,15 = 0,28 '# mol kg

bmR) bm)

 % c =% ' c −% c →% c =% ' c − % =0 '# −0,28 ' # =−0,28 '#

bm#) bm$)

La respuesta es ,.

bna) ;<. El suer! san)u9ne! del !/re tiene un punt! de "usión de 7'%< &C. +>u? presión !sóti0a tiene la san)re a 45 &C' si 1 l de suer! 0!ntiene 1 )ra! de a)ua6 bnb) bnc) ,) 1*D9 atm B) *D9 atm C) -*D9 atm !) +4*D9 atm E) inuno bnd) bne) !atos: V suero =1 mL bn') m agua= 1 g bn) bnh) bni) bn") bn&) bnl) bnm)

% =37 '# +273 =310 k

Calcular: 1 == Solución: Calculamos la molaridad del suero sanuíneo: '

bnn) bno) bnp) bnq) bnr) bns) bnt) bnu)

$ % c ( % c −% c ) 0 '# −(−0,56 '# ) $ % c = 6 c .ml→ml = = = =0,30 molal 6 c 6 c '# 6g 1,86 mol

En este caso la molalidad es iual a la molaridad: ml = / Sustitu#endo en la ecuación de presión osmótica: 1 = / < % =0,30

mol atm .L . 0,082 . 310 k =7,65 atm L k.mol



bnv)

La respuesta es C. bnR)

bn) ;5. El /en0en! C<<@ # el t!luen! C52@ "!ran s!lu0i!nes ideales. A <7&C la presión de 8ap!r del /en0en! pur! es 7'%5 at # la presión de 8ap!r del t!luen! pur! es 7'12; at. +Cu,l es la presión de 8ap!r en t!rr de una s!lu0ión ideal ue 0!ntiene % !les de /en0en! # $4 !les de t!luen!6 bn#) bn$) ,) ++9 B) 1 C) A3 !) 94 E) inuno boa) !atos: Pbenceno = 0,57 atm bob) Ptolueno=0,184 atm boc) bod)

% =60 '# +273 =333 k

boe)

nbenceno =5 moles

ntolueno = 23 moles bo') bo) Calcular: Psoluci"n == boh) boi) bo") Considerando que en una solución el soluto se encuentra en menor proporción* la 'racción molar del soluto # del disolvente será: bo&) Soluto:

bol) bom) bon) boo) bop) boq) bor) bos) bot) bou) bov)

+ benceno =

nbenceno 5 moles = =0,18 nbenceno + ntolueno 5 moles+ 23 moles

Solvente: + tolueno =

ntolueno n benceno + ntolueno

=

23 moles 5 moles + 23 moles

=0,82

,plicando la ecuación: Psoluci"n = P' tolueno . + tolueno=0,184 atm. 0,82 =0,15 atm

La presión epresada en torr será: Psoluci"n =0,15 atm.

760 torr 1 atm

=115 torr

boR) bo)

La respuesta es ,.



bo#) ;2. Un 0!puest! !r),ni0! !r),ni0! tiene el si)uiente si)uiente an,lisis an,lisis eleentalF eleentalF C  %%'2'   5'7' O  45'$. Cu,l es la "órula !le0ular del 0!puest!' sa/iend! ue una s!lu0ión ue 0!ntiene 1'%7 ) de este 0!puest! en 47 ) de /en0en! C<<@ 0!n)ela a $'<4&C. El punt! de "usión del /en0en! es %'%&C # - 0%'1$&C*!lal. bo$) bpa) ,) C63F B)C16DF C) C361F !) C36DF E) inuno bpb) bpc) !atos: # =55,8 ; ( =7,0 ;) =37,2 bpd) msoluto =1,50 g bpe) bp') bp) bph) bpi) bp") bp&)

misolente =30 g

= c= c= c

mo a

55,8

bpl) bpm)

( :

bpo) bpp)

, ,

Calcular: %órmula molecular: # :

bpn)

,

12 7,0 1

)=

=4,65

=7,0

37,2 16

=2,32

!ividimos entre el menor nImero obtenido: 4,65

bpq)

# :

bpr)

( :

bps)

):

2,32 7,0 2,32

2,32 2,32

=2 =3 =1

bpt) bpu) La 'órmula empírica será: C63F # su peso molecular es: 13 8mol bpv) Para obtener la 'órmula verdadera utili$amos las propiedades coliativas de la solución 'ormada: bpR)

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO $ % c = 6 c .ml→ml =

bp) bp#) bp$) bqa)

$ % c 6 c

=

UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ÁREA DE TECNOLOGÍA (% ' c −% c ) 6 c

=

5,5 '# −2,63 '#

'# 6g 5,12 mol

=0,56 molal

!e la molalidad encontramos el peso molecular del soluto:

m soluto n / msoluto ml# ( = soluto = soluto → / soluto = = m# ( m # ( ml.m # ( 6

6

6

6

6

6

6

6

1,50 g

mol . 0,03 kg 0,56 kg

=89,3 g / mol

bqb) Para encontrar la 'órmula verdadera verdade ra dividimos el peso molecular encontrado entre el peso molecular empírico: 89,3 g / mol n= =2 bqc) 43 g / mol bqd)

La 'órmula verdadera será: C16DF bqe)

La respuesta es B.

bq') bq) bqh) bqi) bq") bq&) bql) bqm) bqn)

TERMO>UZMICA

bqo) 1. Un tr!: tr!:!! de 4%7 ) de pl!! pl!! se 0alent 0alentóó a 177& 177&C C # se suer suer)e )e en 177 ) de a)ua a)ua a $7&C' al0an:and! el euili/ri! a la teperatura "inal de $5'2&C' 0al0ular el 0al!r espe09"i0! del pl!!. bqp) bqq) ,) 4*3+ B) 4*43+ C) 3*+4 !) 19*1 E) ninuno bqr) bqs) !atos: m Pb=350 g bqt) bqu)

% Pb=100 '#

bqv)

magua= 100 g

bqw)

% agua=20 ' #

bqx)

% e!=27,8 '#

bqy)

Solución:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO bqz) bra) brb)


Utiliz iliza ando la prim prime era Ley de la te termoq moquímic ímica: a:  ganao ( agua )= perio perio ( Pb )

brc) brd)

magua . # e ( agua ) . ( % e! −% agua )= m Pb . # e ( Pb) . ( % Pb−% e! )

bre) brf) brg) br&)

e!pe"ando # e$%b) y !u!tituyendo valore!:

bri) # e ( Pb)=

br")

m agua . # e (agua ) . ( % e! −% agua ) = m Pb . ( % Pb −% e! )

# e ( Pb)=0,031

cal . ( 27,8 '# −20 '# ) g '# =¿ 350 g . ( 100 '# −27,8 '# )

100 g . 1

cal g '#

br')

brl)La brl) La respuesta es B. brm) $. Deteri Deterinar nar la teper teperatur aturaa "inal despu? despu?ss de e:0lar e:0lar 4%) de iel! iel! a 7&C # 57 ) de a)ua a 2%&C # $% ) de 0!/re a (7&C Ce Cu  7.7($0al*)&C@. brn) bro) ,) 9D*19 B) 3D*94 C) 13*4 !) DA*9D E) ninuno brp) brq) !atos: brr) br!)

mhielo = 35 g

brt)

% hielo =0 '#

bru)

magua= 70 g

brv)

% agua=85 ' #

brw)

m#u=25 g

brx)

% #u =90 '#

bry)

# e#u= 0,092

brz) b!a) b!b) b!c)

cal g'#

#alcular: (e  * Solución:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO b!d)


ganao ( agua )+  ganao ( hielo )= perio (#u )

b!e) b!f)

m agua .# e ( agua ) . ( % e! −% agua ) + mhielo . # e ( hielo ) . ( % e! −% hielo )= m#u . # e (#u ) . ( % #u −% e! ) b!g) b!&) b!i) b!") b!') b!l) b!m) b!n)

e!pe"ando (e: % e!=

magua .# e ( agua ) . % agua +m hielo . # e (hielo ) .% hielo+ m#u . # e (#u ) .% #u magua .# e ( agua ) +m hielo .# e (hielo )+ m#u .# e ( #u)

+eemplazando dato!:

% e!=

70 . 1 . 85 +35 . 0,5 . 0 +25 . 0,092 . 90 70 . 1 + 35 . 0,5 + 25 . 0,092

=68,56 '#

b!o)

bsp)

La respuesta es !.

bsq) 4. Cal0ular la teperatura de euili/ri! despu?s de e:0lar $7) de iel! a 7&C # $7 ) de a)ua a <7&C. bsr) ,) 4*4 B) 4*4 C) 34*4 !) 14*4 E) ninuno bss) bst) !atos: m hielo= 20 g b!u) b!v)

% hielo =0 '#

b!w)

m agua= 20 g

b!x)

% agua=60 '#

bs#) b!z) bta)

#alcular (e:

btb)

Solución:  ganao ( hielo )= perio ( agua )

btc) btd) bte)

mhielo .# e ( hielo ) . ( % e! −% hielo )= magua . # e ( agua) . ( % agua−% e! )

bt') btg) bt&)

e!pe"amo! (e:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO bti)

% e!=


magua .# e ( agua ) . % agua +mhielo . # e (hielo ) .% hielo magua . # e ( agua) +mhielo . # e (hielo )

bt") 20 g . 1

% e!=

bt')

cal cal . 60 '# + 20 g . 0,5 . 0 '# g '# g '# = 40 '# cal cal 20 g . 1 + 20 . 0,5 g '# g '#

btl) btm)

La respuesta es !. btn) ;. Cuand! 1'1; ) de a:u"re se uea a SO$ se li/eran $;77 0al!r9as' 0u,l es el 0al!r de 0!/ustión del a:u"re6. bto) btp) btq)

,) D-3DA cal8mol B) 144 cal8mol

C) A31 cal8mol !) 194D11 cal8mol

E) ninuno

btr)Solución: bts) btt) El calor de combustión se calcula por mol de SF producido* entonces: btu) btv) btw) btx)

1,14 g S .

1 mol S)2 32 g S

S , -. → S-.

=0,035625 moles S)2

bty) 2400 cal

btz)

0,035625 mol

=67368 cal / mol

bua)

%. Cu,ntas 0al!r9as se li/eran p!r la 0!/ustión 0!pleta de $%7 L de C; en 0.n. El 0al!r de 0!/ustión del C; es $11 -0al*!l. bub) buc) ,) 399 B)*399+4D C)9-94444 !)++444 E) ninuno bud) bue) Solución: bu') bu) C61  F G CF  6F buh) bui) Calculamos los moles contenidos en 94 L de C61 en c.n. bu") bu&) bul)

P .V P .V =n . < . % → n= = < . %

1 atm. 250 L

=11,17 moles #( 4

atm.L . 273 k 0,082 k.mol


bum) bun) buo)


La cantidad de calorías liberada por ++*+- moles de C61 es:

11,17 moles#( 4 .

211 6cal 1 mol#( 4

.

1000 cal 1 6cal

=2,355 x 106 cal

bup) buq)

La respuesta es B.

bur) bus) <. Cal0ular la entalp9a de "!ra0ión del NO$ a partir de las si)uientes e0ua0i!nesF /ut@ buu)   F G F W6= 13* Kcal buv) F G F  F W6= -*+1 Kcal buR) bu) ,) +D*4D &cal8mol B) -4*31 &cal8mol C) A*43 &cal8mol !) 39*+- &cal8mol E) ninuno bu#)

bu$) bva) bvb) bvc)

Solución: Se aplica la Le# de 6ess: bvd)

F  FG F W6 = >-*+1 Kcal bve)   F G F W6 = 13*4 Kcal bv')   F G  F W6 = +D*4D Kcal bv) La entalpia de 'ormación debe ser por mol de F por tanto dividiendo entre dos tenemos: bvh) 1

bvi)

2

  F G F

W6 = A*43

Kcal8mol bv")

bv&)

La respuesta es C.

bvl) 5. A partir deF bvm) bvn) X 6  X Cl G 6Cl W6= >4D4 cal bvo) 6Cl  aq G6Cl (aq) W6= >+-D34 cal bvp) Qn  6Cl(aq) G Qn Cl  6 W6= >39A4 cal bvq) bvr) Calcular el calor de reacción para: bvs) bvt) Qn Cl   aq G Qn Cl bvu) bvv) ,) >-99A4 B) >++9-4 C)> -D14 !)> 9-D39 ninuno bvR) bv) Solución:

E)


bv#) bv$)


,plicamos la Le# de 6ess:

bwa) bwb) bwc) bwd) bwe) bwf)

/n , .0#l$aq) → .0#l , .aq → 0. , #l. → /n , #l . , .aq →

/n #l . , 0. .0#l $aq) .0#l /n#l.

10 234567 cal 10 234.87 cal 10 299.7 cal 10 24.;7 cal

bR)

La respuesta es B.

bRh) bRi) bR") bR&) bRl) 2. Cuant!s H!ules se reuieren para 0alentar 277 ) de a)ua de 14&C a 2%&C 10al;'12c!ul@ /b@ bRn) ,) 9-D44 B) 9AC) 14-DA !) 1+ E) ninuno bRo) bRp) Solución: bRq) bRr) ,plicamos la primera le# de la termoquímica: bRs) =m .# e .  % =800 g . 1

bRt) bRu)

57600 cal.

4,18 B 1 cal

cal . ( 85 '# −13 '# )=57600 cal g '#

=240768 Boul

bRv) bRR)

La respuesta es C.

bR) (. Se uiere 0!n8ertir %< ) de iel! a 7&C en a)ua a 5%&C. Cu,nt!s )ra!s de pr!pan! C42@ 0u#! & de 0!/ustión es $;'24 -0al*!l' se tendr, ue uear para pr!p!r0i!nar el 0al!r ne0esari! para l!)rar este !/Heti8! a presión 0!nstante6 bR#) bR$) ,) +9*3A B) 4*+A C) ++*13 !) A*9E) inuno ba) bb) Solución: bc) bd) Para este caso se tiene que aplicar los cambios de entalpia para cambio de 'ase # cambio de temperatura: be) =m . C* + m. # e .  % b')

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO  =56 g . 80

b)


cal cal + 56 g . 1 . ( 75 '# −0 '# )=8680 cal g g '#

bx&)

bi) b") b&)

, partir de este calor calculamos la masa de propano necesaria:

8680 cal.

1 mol# 3 ( 8 24830 cal

.

44 g 1 mol# 3 ( 8

=15,38 g # 3 ( 8 bl)

La respuesta es ,. bm) bn) bo) bp) bq) br) bs) bt) bu)

17. A partir de las si)uientes e0ua0i!nes ter!u9i0as a $%&C /38@ /3b@ $ N4)@ \ $ NO)@ ] N$;)@ \ $ ON)@ &  ($'( -0al*!l /33@ /3#@ NO)@ \  $ )@ ] ON)@ &  1;<'( -0al*!l /3:@ /#a@ Cus@ \ $)@ ] Cu$s@ &  <41 -0al*!l /#/@ /#0@ Apli0and! la Le# de ess' alle el 0al!r de rea00ión deF /#d@ /#e@ /#"@ /#)@ $N4)@ \ Cus@ ] N$;)@ \ Cu$s@ /#@ b#i) b#") ,) B) b#m) E >AD 94* b#&) C) ) *9 A ++A*3 b#l) !) >134*+ Cinuno b#n) b#o) Solución: b#p) b#q) byr) #u<.$!)

#u$!) , < .$g) → 10=  283 'cal>mol

b#s)

. ?<3$g) , . ?-$g) →

?.<9$g) , . -?<$g) byt) .?-$g) , < .$g)

10=  26.@6 'cal>mol . -?< → 10=  ,.63@5 'cal>mol


b#u)


.?<3$g) , #u$!)→ ? .<9$g) , #u< .$!)

10=  2937@

Acal>mol

b#v)

b#R)

La respuestaes !. b#) 11. Cal0ule la 0antidad de 0al!r en -0al ue se reuieren para ele8ar la teperatura de 17 -) de iel! desde $7&C asta 0!n8ertirla en 8ap!r a 117&C. El 0al!r de "usión del iel! es 27 0al*)' el 0al!r de 8ap!ri:a0ión es %;7 0al*) # l!s 0al!res espe09"i0!s del iel!' del a)ua # del 8ap!r s!n 7'% 0al*)&C' 10al*)&C # 7'% 0al*)&C respe0ti8aente. /##@ b#$) ,) 3+1 B) D+A C) -394 !) 39A E) inuno b$a) b$b) Solución: =m s . # e ( s) . % + ms → l . C * + m l . # e ( l) .  % + ml →  . C + m g . # e ( g) .  % b$c) b$d) b$e) /eempla$ando datos: b$') b$) 0 −(−20 ) '# + 80

b$h) b$i) b$")

cal cal cal cal +1 . ( 100 −0 ) '# + 540 + 0,5 . ( 110−100 ) '# =¿ g g'# g g'# cal . ¿ 0,5 g '# 3  =10 g . ¿

=7350000 cal= 7350 6cal

b$&)

La respuesta es C.

b$l) b$m) b$n) b$o) b$p) b$q) 1$. Un e8ap!rad!r est, "a/ri0ad! en a0er! # pesa (77 -) Ce a0er!  7'11 0al*)&C@. El e8ap!rad!r 0!ntiene ;77 -) de a)ua # sup!niend! ue el 57 del 0al!r se pr!p!r0i!na al e8ap!rad!r # al a)ua' +>u? 0antidad de 0al!r en -0al se ne0esita para auentar la teperatura del 0!nHunt! de 17&C a 177&C6 b$r) b$s) ,) 3+13B) D1+9C) 11+4 !) 99134 E) inuno b$t) b$u) Solución:


b$v) b$R) b$)


 =m acero .# e . $ % + magua .# e . $ %

=900 kg . 0,11

kcal kcal . ( 100 '# −10 '# )+ 400 kg . 1 . (100 '# −10 '# ) kg'# kg'#

 = 44910 6cal

14. Se uean 477 ) de /utan! C;17@ 0u#! 0al!r de 0!/ustión es 47 -0al*!l. Cal0ule ue asa de a)ua en )ra!s ue se puede 0alentar desde 1%&C asta 27&C 0!n el /utan! uead!. b$#) b$$) ,) 1-*9 B) +39*A C) 3A-*3 !) 19*3 inuno caa) cab) Solución: cac) cad) C16+4  +38F G 1CF  96F W6c = >34 Kcal8mol cae) ca') La cantidad de calor enerado por 344  de butano es: ca) cah) cai) ca") ca&) cal)

300 g # 4 ( 10 .

1 mol# 4 ( 10 30 6cal # 4 ( 10 58 g # 4 ( 10

.

1 mol# 4 ( 10

E)

=155,17 6cal

5tili$ando la primera le# de la termoquímica tenemos:  =m .# e .  % → m=

 = # e .  %

155170 cal

cal . (80 '# −15 '# ) 1 g '#

cam)

= 2387,3 g

La respuesta es C. can) cao) cap) caq) car) cas) cat) cau) cav) 1;. El 0al!r desprendid! durante la 0!/ustión de a0etilen! )ase!s!' C$$' a $%&C es 1$(('1 -c*!l. Deter9nese la entalp9a de "!ra0ión del a0etilen! )ase!s! en -c*!l. L!s 0al!res de "!ra0ión del CO$)@ # del $Ol@ s!n  4(4'% -c*!l # $2%'2 -c*!l' respe0ti8aente.



caR) ca) ,) +3D*1 B) >34*A C) +9+*1 inuno ca#) ca$) Solución: cba) cbb) La reacción de 'ormación del acetileno es: cbc) cbd)

cb') cb) cbh)

!) D*3

E)

0. , .# → # .0. cbe)

Para llear a esta reacción utili$amos las siuientes ecuaciones: C  F G CF

W67' = >33*9 KY8mol

1

cbi)

6 

F G 6F

2

W67' = >A9*A KY8mol

5

cb")

C6 

cb&) cbl)

,plicando la Le# de 6ess:

2

F G CF  6F

W67c = >+*+ KY8mol

5

cbm)

CF  6F G C6 

KY8mol cbn) KY8mol

C  F G CF

2

F

W67c = +*+ W67' =   >33*9

1

cbo)

6 

>A9*A KY8mol cbp) KY8mol cbq)

2

F G 6F

C  6

G C6

W67' = W67' = D*3

cbr) La respuesta es !. 1%. +Cu,nta a)ua a <7 &C se de/e e:0lar en un re0ipiente aislad! 0!n 177 ) de a)ua a 1%'7&C' para ue la teperatura de la e:0la sea 47 &C6 cbs) cbt) ,) 944  B) 94  C) 94  !) 44  E) inuno cbu) cbv) Solución:  ganaoagua *ria = perioagua caliente cbR) cb) cb#)

100 g . 1

cal cal . ( 30 '# −15 '# ) =m agua . 1 . (60 '# −30 '# ) g '# g '#


cb$)

magua=


100 g . 15 '# 30 '#

=50 g cca)

La respuesta es C.

ccb) ccc) ccd) cce) cc') cc) 1<. Deterinar el 0al!r de "!ra0ión del ,0id! "óri0!' COOl@' 0!n!0iend! las si)uientes rea00i!nes ter!u9i0as cch) cc&) W6 = > cci) C(s)  F() G CF() cc") 149*1 &Y ccn) W6 = > ccl) 6()  X F() G 6F(l) ccm) A9*A &Y ccp) W6 = > cco) 6CFF6(l)  X F() G CF()  6F(l) -9*- KY cct) E ccq) ,) DD. &Y B) ccr) C) ccs) !) ) >DD. &Y >133.9 &Y >1+9.9 &Y Cinuno ccu) ccv) 5tili$ando la Le# de 6ess: ccR) cc) CF()  6F(l) G 6CFF6(l)  X F() W6 = -9*- KY cda) W6 = > cc#) 6()  X F() G 6F(l) cc$) A9*A &Y cdd) W6 = > cdb) C(s)  F() G CF() cdc) 149*1 &Y cd) W6 = > cde) C(s)  F()  6() G 6CFF6(l) cd') 1+9*9 &Y cdh) cdi) La respuesta es !. cd") 15. Cal0ule la teperatura "inal de euili/ri! despu?s de e:0lar ;7 ) de a)ua a 57 BC 0!n $77 ) de $O a 17BC. Ce$O  1 0al*) BC@ 0d-@ cdl) ,) +4 B) 4 C) 34 !) 14 E) inuno cdm) cdn)

cdo) cdp) cdq) cdr)

Solución:  ganaoagua *ria = perioagua caliente

200 g . 1

cal cal . ( % * −10 '# ) =40 g . 1 . ( 70 '# −% * ) g '# g '#


cds) cdt) cdu) cdv)


200 .% * −2000= 2800− 40 . % *

% * =30 '#

cdR)

La respuesta es C.

cd) 12. Se 0!l!0a una pie:a de ierr! de $77 ) a 27BC en %77 l de $O a 17BC. El ierr! # el a)ua tendr,n al "inal la isa teperatura. +Cu,l es esa teperatura' sup!niend! ue n! a# p?rdidas de 0al!r a0ia el e3teri!r6. cd#) (Ce%e = 4*+4 cal8 ZC? Ce6F = + cal8 ZC? !6F = +8ml). cd$) cea) ,) +*D B) A*D C) 3A*+ !) 1A*+1 E) inuno ceb) cec)

ced) cee) ce') ce) ceh) cei) ce") ce&)

Solución:

ganaoagua *ria= periohierro 500 g . 1

cal cal . ( % * −10 '# ) =200 g . 0,10 . ( 80 '# −% * ) g '# g '#

500 .% * −5000=1600 −20 .% *

% * =12,69 '#

cel)

La respuesta es ,.

cem) 1(. Se uieren 0!n8ertir %7 ) de iel! a 7BC' en a)ua l9uida a 27BC. +Cu,nt!s )ra!s de pr!pan! se tendr,n ue uear para pr!p!r0i!nar la ener)9a ne0esaria para "undir el iel! # lue)! 0alentarl! asta la teperatura "inal 27BC@' a presión 0!nstante6. 0al!r de 0!/ustión del pr!pan! C42  $;'7 0al*!l Ce$O li  1 0al*) BC 0al!r de "usión del iel!  27 0al*)@. cen) ceo) ,) +4*-D B) +1*DC) 1*D4 !) 1*A E) inuno cep) ceq) Solución: cer) ces) Calculamos el calor necesario para 'undir el hielo # lueo calentarlo hasta A47C. cet)

ceu)

=m s → l . C * + ml .# e (l) .  % =50 g . 80

cal cal . ( 80 '# −0 '# ) + 50 g . 1 g g '#

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO  =8000 cal

cev) ceR) ce) ce#) ce$)


Calculamos la cantidad de propano que proporcionara las A444 cal.

8000 cal.

1 mol# 3 ( 8 24000 cal

.

44 g # 3 ( 8 1 mol# 3 ( 8

=14,67 g # 3 ( 8

c'a) c'b)

La respuesta es B. c'c) 4. Cuantos "oules se requieren para calentar A44  de aua de +37C a A97C (+cal=1.+A1Y) c'd) c'e) ,) 9-D44 B) 9A C) 14A !) 1+ E) ninuno c'') c') Solución: c'h) c'i) =m .# e .  % c'") c'&)

=800 g . 1

cal . ( 85 '# −13 '# ) g'#

c'l) c'm) c'n)

=57600 cal.

4,184 B 1 cal

=240998 B c'o)

La respuesta es C.

c'p) c'q) $1. Utili:and! las si)uientes rea00i!nes # 8al!res de B deterine la entalp9a n!ral de la "!ra0ión del etan!F 0"r@ 0"s@ CO$)@ \ $$Ol@ ] C;)@ \ $O$)@ &  2(7' 4 c. 0"t@C)ra"it!@ \ O$)@ ] CO$)@ &  4(4'% -c. 0"u@ $)@ \ 1*$ O$)@ ] $Ol@ &  $2%'2 -c. 0"8@ c'R)

,) >-1*A &Y8mol

B) -1*A &Y8molC) >-*1 &Y8mol !) -*1 &Y8mol

c')

c'#) c'$) ca)

Solución: ,plicando la Le# de 6ess:

cgb) cgc) cgd)

#-.$g) , .0.-$l) → #09$g) , .-.$g) #$grafito) , - .$g) → #-.$g)

10=  567@ 3 ABC 10=  2363@4 'BC

E) inuno

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO cge) cgf) cgg)

.0 .$g) , -.$g) → .0.-$l) #$grafito) , .0 .$g) → #09$g)

UNIVERSIDAD NACIONAL SIGLO XX ÁREA DE TECNOLOGÍA 10=  24;@8 'BC 10=  2;9@5 A">mol

ch)

La respuesta es ,.

ci) $$. Se dan las si)uientes e0ua0i!nes ter!u9i0as a $%BCF 0)H@ cgk) cgl) cg#)

CO2(g) → C (grafito) + O2(g) ∆H°= 393,5 kJ Mg(s) + 1/2O2(g) →MgO(s) ∆H°= !"1,5" kJ MgCO3(s) → MgO(s) + CO2(g) ∆H°= +1"1," kJ

0)n@ 0)!@ Plantear la rea00ión # 0al0ular el 0al!r de "!ra0ión del M)CO4s@ a $(2 - ediante las e0ua0i!nes ter!u9i0as dadas. cp) cq) ,) 3D3*3 &Y8mol B) >+4D*4 &Y8mol C) +D4*3 &Y8mol !) >D34*3 &Y8mol E) inuno cr) Solución: cg!) cgt)

cu)

Dg-$!) , #-.$g) → Dg#-3$!) cgv) # $grafito) , - .$g) → #-.$g) cgw) Dg$!) , >.- .$g) → Dg-$!) cgx) # $grafito) , Dg$!) , 3>.- .$g) → JCF3(s) 2768@7AB>mol

10E 27@7 'B 10E 2363@4 'B 10E 287@47 'B 10E

c#) c$)

La respuesta es B.

cha) chb) chc) chd) che) ch') ch) $4. Cu,nt!s )ra!s de !0tan! C212@ se reuieren para lle8ar $; -) de iel!' desde  17 &C asta 5% &C. 0@ Dat!sF &"us  27 -0al*-) Ce$Os@  7'% -0al*-) &C Ce$Ol@  1 -0al*-) &C chi) ch") CA6+A(l)  F()G CF()  6F() W6/ = >++3*D Kcal8mol ch&) chl) 0@ Si la rea00ión de 0!/ustión del !0tan! tiene s!l! un rendiient! del 5%. chn) cho) ,) 1A+*+ B) A*1 C) 94*3 !) 13*1 E)



inuno chp) chq) Solución: chr) =m s . # e ( s) . % + ms → l . C * + m l . # e ( l) . % chs) cht) =24 kg (0,5

chu)

kcal kcal kcal . (0 −(−10 )) '# + 80 . ( 75−0 ) '# ) +1 kg'# kg kg'#

 =3840 kcal chv) chR) ch) Considerando el rendimiento del -9H* se necesitara una cantidad ma#or de octano para enerar el calor necesario* es decir: ch#)

ch$)

3840 kcal.

100 kcal 75 kcal

.

1 mol

.

114 g

1213,6 kcal 1 mol

=481,1 g cia)

La respuesta es ,.

cib) $;. Cal0ular el 0al!r ne0esari! para ue 1% litr!s de a)ua asuir d$O  0i0@ 1)*l@ a $7 &C se pueden 0!n8ertir en 8ap!r a 177 &C. D,t!sF Ce$O's@  7'% -0al*-) &C' Ce$O' l@  1'7 -0al*-) &C' Ce  $O'8@  7'5 -0al*-) &C' &8ap $O  %;7 -0al*-)' &"us$O  27 -0al*-). cid) cie) ,) +494 &cal B) 344 &cal C) 9D99 &cal !) ++99 &cal E) inuno ci') ci) Solución: =m s . # e ( s) . % + ms → l . C * + m l . # e ( l) .  % + ml →  . C + m g . # e ( g) .  % cih) cii) ci") /eempla$ando datos: ci&) 0 −(−20 ) '# + 80

cil)

cim) cin)

kcal kcal kcal . ( 100− 0 ) '# + 540 +1 =¿ kg kg'# kg kcal 0,5 . ¿ kg'# =15 kg . ¿

=10950 6 cal

cio) 0ip@ 0i@ 0ir@

La respuesta es ,.



0is@ 0it@ 0iu@E>UILIKRIO >UZMICO civ)

1. Para la rea00iónF S/Cl%)@ f S/Cl4)@ \ Cl$)@ C' a la teperatura de 12$ &C' 8ale ('4$ g 17 $. En un re0ipiente de 7';7 litr!s se intr!du0en 7'$ !les de S/Cl% # se ele8a la teperatura a 12$ &C asta ue se esta/le0e el euili/ri! anteri!r. 0ib@ Cal0ular la presión de la e:0la )ase!sa en at. ci) ,) 9 B) 3A C) -1 !) 11 E) inuno ci#) ci$) !atos: # = c"a)

0,2 moles 0,40 L

0,5 /

−2

c"b) 6 c =9,32 . 10 c"c)

% =182 '# +273= 455 k

c"d)Solución: c"e)

Sb#l4$g) F Sb#l3$g) , #l.$g) # 7 7 G#x #x #x #$ G x) #x #x

$i) $ii) $iii) c"f) 2

2

2

# x #x 6 = → 6 = c c c"g) # ( 1 − x ) 1− x c"&) c"i) e!pe"ando x y re!olviendo la ecuación de !egundo grado: c"") 2

c"') #x + 6 c . x − 6 c =0 c"l) c"m) c"n) c"o) c"p) c"q)

x =0,348 / La! concentracione! en el equilibrio !on:

[ Sb#l ]=# ( 1 − x ) =0,5 ( 1−0,348 ) =0,326 / 5

[ Sb#l ] 3



[ #l ]= 0,5 . x =0,5 . 0,348 =0,174 / 2

c"r) c"!)La concentración total !erH: # (otal  [email protected] D , 7@;9 D , 7@;9 D  7@8;9 D c"t)

P=

n < % mol atm. L =# . < . % = 0,674 . 0,082 . 455 k =25 atm V L k.mol

c"u)

c"v)La respuesta es ,. c"R) c")



c"#) c"$) c&a) c&b) c&c) c&d) c&e) c&') c&) c&h) c&i)

$%. En un re0ipiente de % L se intr!du0en a %77&C 4 !les de I' $ !l de $ # 1 !l de I$. 0-H@ Cal0ular la 0!n0entra0ión de las distintas espe0ies en euili/ri! si sa/e!s ue la 0!nstante del euili/ri! $ I f I$ \ $ a di0a teperatura es 0  7'7$% c'')

c&l)

Solución:

. 0I F I. , 0. i) 3>4 >4 .>4 c'm) #alculamo! la nueva con!tante de equilibrio para ver a quJ lado !e de!plaza la reacción: c'n) [ 9 2 ] . [ ( 2 ] = 0,2. 0,4 =0,22 > 6  = c c 2 2 c'o) [ (9 ] [ 0,6 ] c'p) c'q) c'r) c'!)

#omo K  Ac el equilibrio !e de!plaza a la izquierda: .0I F I.

, 0. i) ii) iii)

7@8 7@. 7@9 ,.x 2x 2x 7@8,.x [email protected] 7@92x

c't)

6 c =

c'u) c'v) c'w) c'x)

( 0,2− x ) . (0,4 − x ) (0,6 + 2 x )2

=0,025

e!pe"ando x y re!olviendo la ecuación de !egundo grado: 2

−0,66 . x + 0,071 =0

c'y)

0,9 x

c'z)

x =0,131 /

cla)La! concentracione! en el equilibrio !on: clb) [ (9 ] =0,6 + 2 . 0,131=0,862 / clc)

[ 9 ] =0,2−0,131 =0,069 2

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO cld)


[ ( ]=0,4 −0,131= 0,269 2

cle)

$<. En un re0ipiente de $'7 litr!s de 0apa0idad se intr!du0e a!nia0! a una teperatura de $7 &C # a la presión de 1;'5 at. A 0!ntinua0ión se 0alienta el re0ipiente asta 477 &C # se auenta la presión asta %7 at. Deterina el )rad! de dis!0ia0ión del a!nia0! a di0a presión # teperatura. cl')

,) 4*9

B) 4*A

C) 4*1

!) 4*-

E) inuno

clg) cl&)Solución: cli) cl") #alculamo! la concentración de amoniaco inicial: cl')

n 3( P atm # [ 3( ] 0= [ ] = = 14,7 =0,612 / V < .% atmL cll) 0,082 . 293 k kmol 3

3

clm) cln) clo) clp) clq) clr) La reacción de di!ociación e!: cl!) 1

clt)

?03 i) ii) iii)

F

7@8. 27@8.M 7@8.$2M)

2

3

?.

,

2 0.

7 7 ,7@8.M>. ,3$7@8.M)>. ,7@8.M>. ,3$7@8.M)>.

clu) clv)La concentración total e!: clw)

# % =0,612 ( 1−D ) + clx)

0,612 D 3 ( 0,612 D ) 2

+

2

=0,612. (1 + D )

cly) clz)La concentración total en la! nueva! condicione! e!: cma)

P # % = = < .%

cmb) cmc) cmd) cme) cmf)

50 atm

=1,064 /

atm L . 573 k 0,082 kmol

Igualando la! concentracione!:

0,612 (1 +  )= 1,064 → =0,74

cmg) cm&)

La re!pue!ta e! C



cmi)

. El amoniaco está disociado en un D4 H a la presión de D atm # a la temperatura de 9-3K. cm") !eterminar: cm&) a) La presión parcial de cada componente en el equilibrio. cml) b) KP cmm) cmn)

Solución:

n0

a) #on!ideramo! un cmo)

?03

n0

i) ii)

G

cmp) cmq) cmr) cm!)

7

, 3>. 0.

7

n0 M

>.

n0 $2M)

iii)

F >. ?.

>.

n0 M

n0 M

3>.

n0 M

3>.

n0 M

Lo! mole totale! en el equilibrio e!: 1

3

2

2

ntotales= n0 ( 1 − ) + n 0  + n0  =n0 (1 +  ) La! pre!ione! parciale! !on: 3 n0 

3

1 n0 

1

2

2

. 0,6 n ( 2 2 P ( = .P = .P = . 6 atm= 3,375 atm ntotales % n0 (1 +  ) % 1 + 0,6 2

2

cmt)

P 3 = 2

cmu)

n 3

ntotales

P 3( = 3

. P % =

2

n 3(

3

ntotales

n0 ( 1 +  )

. P % =

. P % =

. 0,6

1 + 0,6

. 6 atm=1,125 atm

n0 (1 −D ) 1 −0,6 . P% = . 6 atm =1,500 atm n 0( 1+ D ) 1+ 0,6

cmv) cmw) b) La con!tante Ap: 1/ 2 3 /2 1/ 2 3/ 2 P 3 . P ( 1,125 . 3,375 6 p= = =7,2 P 3( 1,500 2

cmx)

2

3

cmy) cmz)

$5. El tetró3id! de dinitró)en! se dis!0ia par0ialente en dió3id! de nitró)en!. A <7 &C # 1'7 at la densidad de e:0la en euili/ri! es de $'$; )*L. Cal0ularF a@ el )rad! de dis!0ia0ión del N$O; en di0as 0!ndi0i!nes /@ el )rad! de dis!0ia0ión a la isa teperatura per! a 17'7 at. cna) cnb) cnc)

,) 4*3 # 4*1

B) 4*9 # 4*

C) 4* # 4*

!) 4*9 # 4*

E) inuno

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO cnd)


ato!:

cne)

P=1 atm

cnf)

% =60 '# +273 =333 k

cng)

 mezcla=2,24 g / L

cn&) #alcular: cni)M  * cn")Solución: cn') a) #on!iderando el nNmero de mole! iniciale! n 7 cnl) cnm) ?.-9$g) F .?- .$g) i) no 7 ii) GnoM . noM iii) no$2M) . noM cnn) cno) Ol nNmero de mole! totale! e!: cnp) cnq) cnr) cn!) cnt)

ntotales= n0 ( 1 − ) + 2 n0  =n0 (1 +  ) e acuerdo a la ley general de lo! ga!e! tenemo!:

P% =

n totales . < . % n 0 ( 1 +  ) < % = ( 1) V V

cnu) cnv)

n0 V !e obtiene a partir de la den!idad de la mezcla:

La relación

cnw) cnx)

 mezcla=

m0 V

cny) cnz)

m0 m0 n0 = → m0=92 . n0 = / 3 ) 92 g / mol 2

4

coa) cob) coc) cod) coe) cof) cog) co&)

 mezcla=

92. n0

n 2,24 g / L → 0 = =0,024 mol / L V V 92 g / mol

+eemplazando en la ecuación $) y de!pe"ando M:

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO P%

( 1 +  )= coi)

=

< % n0 / V


1 atm

atmL mol 0,082 . 333 k . 0.024 k mol L

=1,53

co") co')

D =1,53−1 =0,53

col)

b) El rado de disociación disociación a la misma temperatura pero a +4*4 +4*4 atm. com) com) Si se se aume aument ntaa la pres presió iónn el vo volu lume menn dism dismin inu# u#ee por por tant tantoo el equi equili libr brio io se se desp despla la$a $a a la i$quierda: con) coo) cop)

coq) cor) co!) cot cot) cou)

cov)

cow)

?.-9$g) F .?-.$g) iv) no v) ,noM vi) no$,M) Lo! mole! totale!:

7 2. noM 2. noM

ntotales= n0 ( 1 +  )−2 n0  =n0 ( 1 − ) Ol nu nuevo volume lumen n de de ac acuerdo rdo a la Ley de Poy Poyle le !erH !erH::

P1 . V 1= P2 . V 2 → V 2=

2,24 g / L

V

92 g / mol

=

10

=0,1 V

n0 V !erH:

La nueva relación

n0

1. V

=0,024 mol / L

cox)

( 1− )= coy)

P%

=

< % n0 / V

10 atm

atm L mol 0,082 . 333 k . 0.024 kmol L

=1,53

coz) cpa)

$2. En la rea00i rea00iónF ónF $ $S )@ \ 4 O$ )@ f$ $O )@ \ $ SO$ )@ )@   174< 174< -c' -c' Husti"iue 0ó! a"e0tar,n l!s si)uientes 0a/i!s al despla:aient! del euili/ri!F a@ Auentar el 8!luen del re0ipiente a teperatura 0!nstante. /@ E3traer SO$.0@ Auentar la teperatura anteniend! el 8!luen 0!nstante. cpb) cpc) cpd) cpe)

Solución:  6S ()  3 F () [ 6 F ()   SF  ()

cpf) a) Si el volumen aumenta aumenta el equilibrio equilibrio !e de!plaza de derec&a derec&a a izquierdaC izquierdaC b) Si !e !e ext extra rae e SS- . el equilibrio !e de!plaza de izquierda a derec&aC c) Si !e aumenta la temperatura temperatura el el equilibrio equilibrio !e de!plaza de!plaza al lado donde !e ab!orbe ab!orbe



calor@ el equilibrio !e de!plaza de derec&a a izquierdaC cpg) cp&) cpi) cp") cp') cpl)

$(. A $7&C' la 0!nstante de euili/ri! es 0  7'$1 para la rea00iónF 0p@ 0pn@ N;Ss@ f $S)@ \ N4)@ 0p!@ 0p!@ En un un atr atra: a: ten tenee!s !s una una e:0 e:0lla de est estas as esp espe0 e0ie iess 0!n 0!n las las si)u si)uie ient ntes es ( 2 S ]=[ 3( 3( 3 ]= 0,13 / 0!n0entra0i!nesF [ ( 0pp@ 0pp@ c$%) cpr) cp!) cpt) cpu) cpv)

all a llaa el el 0!0 0!0ie ient ntee de de rea rea00 00ió ión n +>u +>u?? pue puede de de0i de0irr de de est estee sis siste tea a66 Solución: #alculamo! K:

=[ ( ( 2 S ] . [ 3( 3( 3 ]=0,13 . 0,13=0,017

cpw) cpx) cpx) (enemo nemo!: !: K Q Ac Ol !i!t !i!tem ema a no !e encu encuen entr tra a en equi equili libr brio io@@ y la reac reacci ción ón !e de!plaza de izquierda a derec&aC cpy)

47. La rea00i rea00iónF ónF C4O)@ f $$)@ \ CO)@' tiene una 0 0  7'$1%' a una teperatura de $7&C. En un erlene#er tene!s una e:0la de l!s tres )ases 0!n ( 2 ]=[ #) ]=1,6 / ; [ #( 3 )( ]=9,8 / las si)uientes 0!n0entra0i!nesF [ ( a@ alla alla el 0!0iente 0!0iente de rea00i rea00ión ón +Se en0uentra en0uentra este este sistea sistea en euili/r euili/ri!6 i!6 /@ En 0as! ne)ati8! ne)ati8! +en u? u? dire00ión dire00ión se pr!du0ir pr!du0ir,, la rea00ión rea00ión en /us0a /us0a del euili/ri!6 0p:@ cqa) Solución: cqb) a) Ol coci cocien ente te de de reacc reacción ión e!: e!: cqc)

( ] . [ #) ] 1,6 . 1,6 [ ( = = =0,418 9,8 [ #( )( ] 2

2

cqd)

2

3

cqe) b) K  Ac: Ac: Ol !i!tema !i!tema no !e encuentra encuentra en equilibrio@ equilibrio@ la reacción reacción !e de!plaza de derec&a a izquierdaC cqf)

3. El metan metanol ol es un as as que que se desc descom ompo pone ne en hidr hidró óen enoo # monó monói ido do de carb carbon ono. o. Sabiendo que a 47C la constante de equilibrio Kc = 4*+9* escribe la reacción a"ustada # calcula el porcenta"e de metanol disociado cuando se encierran 4*1 moles de metanol en un recipiente de  litros* a 47C.

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO cqg) cq&)


Solución: cqi) #03-0$g) F .0.$g) , #-$g) 7@. 7 7 [email protected] .$,[email protected]) ,[email protected] 7@.$2M) 7@9M [email protected]

i) i i) i i i) cq")

( ] . [ #) ] ( 0,4  ) . 0,2  [ ( 6c= = = 0,215 [ #( )( ] 0,2 (1 − ) 2

2

2

cq')

3

cql) cqm) cqn)

41. En un re0ipiente re0ipiente de 1 litr! se intr!du0en intr!du0en 4 !les de A)@ A)@ # 2 !les de K)@ a ;4&C' esta/le0i?nd!se el euili/ri!F A)@ \ 4K)@ f $ C)@. 0!@ 0!@ Si la pres presió ión n del del )as )as en en el el eu euil ili/ i/ri ri!! es es 155 155 at' at' 0al0 0al0ul ulaa 0 0 # p. p. cqp) cqq)

Solución: cqr) i) ii) iii)

cq!) cqt)

3 2x 32x

R$g) $g) , 3P$g) $g) 5 23x 523x

F . #$g #$g)C 7 .x .x

ntotales=3 − x + 8−3 x + 2 x =11− 2 x

cqu) cqv) cqw) cqx) cqy) cqz) cra) crb) crc) crd)

P% =

n totales . < . % ( 11−2 x ) . 0,082.316 = =177 1 V

e!pe"ando x: 11− 2 x =6,83 → x =2,08 →# =

crf)

1 L

=2,08 /

#alculando Ac:

( 2 x )2 ( 2 . 2,08 )2 [ # ]2 6 c = 3 = = =3,45 3 3 x . x . . ( ) ( ) ( ) ( ) 8 3 3 8 3 2,08 3 2.08 − − − − A ] [ 2 ] . [ A #alculo de Ap: $n

cre)

2,08 moles

< . % ¿ 6 p= 6 c ¿

 n =n prouctos prouctos −nreactios = 2−( 3 + 1 ) =−2



2

0,082 . 316 ¿

crg)

¿ ¿

6 p=

6 c

3,45

= ¿ ( <% ) n

cr&)

4$. En la rea00ión en estad! )ase!s! entre #!d! # /r!! eleentales para dar IKr' la 0!nstante 0  1$7' a 1%7&CF I$)@ \ Kr$)@ f $ IKr)@. 0ri@ Cal0ula la 0!p!si0ión en el euili/ri! si se intr!du0en 7'771 !les de #!d! # 7'771 !les de /r!! en un re0ipiente de % litr!s' a 1%7 &C. cr&) cr') crl) I.$g)

Solución: , Pr .$g) F . IPr$g) i) 7@77 ii) 2x

0.001− x 0.001− x 2 x

iii) crm) crn)

7@77 2x

5

5

7 .x

5

0,001 − x 5

¿ ¿ ¿2 ¿

cro)

( ) 2 x

2

2

[ 92r ] = 5 6c= [ 9 2 ] . [ 2r ] ¿ crp)

−4

2 x =0,01095−10,95 x → 12,95 x = 0,01095 → x =8,45 . 10

crq) crr) cr!) crt) La! concentracione! en el equilibrio !erHn: cru) crv)

[ 9 2 ] =[ 2r 2 ]=

0.001− x 5

−3

=

0,001−8,45 . 10 5

=3 . 10−5

crw) crx)

[ 92r ] =

2 x 5

−4

=

2.8,45 . 10 5

=3,4 . 10−4

cry) crz)

1. En un recipiente de + L se introducen  moles de nitróeno # D moles de hidróeno a 1447C* estableci

csa) Kp.


Si la presión del as en el equilibrio es AA* atm* calcula el valor de Kc #

c!b) c!c) c!d)

Solución: c!e) . 2x .2x

i) ii) iii) c!f)

?.$g) , 30.$g) F .?03$g) 8 7 23x .x 823x .x

ntotales=2 − x + 6−3 x + 2 x =8−2 x

c!g) c!&) c!i) P% =

n totales . < . % ( 8 −2 x ) . 0,082.673 = =288,2 V 1

c!")e!pe"ando x: c!') c!l) c!m) c!n) c!o)

8 −2 x =5,22 → x = 1,39 → # =

1,39 moles 1 L

=1,39 /

#alculando Ac:

c!p)

[ 3 ]= 2−11,39 =0,61

c!q)

[ ( ]= 6−13 x =

c!r)

[ 3( ]= 21 x =2 . 1,39=2,78

2

6−( 3.1,39 )

2

1

=1,83

3

c!!)

[ 3( ] = ( 2,78 ) = 2,07 6 c = [ ( ] . [ 3 ] ( 1,83 ) . ( 0,61 ) 2

2

3

c!t)

3

2

c!u) c!v) c!w)

3

2

#alculo de Ap:

< . % ¿  n 6 p= 6 c ¿

c!x) c!y) c!z)

 n =n prouctos −nreactios = 2−( 3 + 1 )=−2



2

0,082 . 673 ¿

cta)

¿ ¿

6 p=

6 c

2,07

= ¿ ( <% ) n

ctb) ctc)

44. El tetraó3id! de dinitró)en! es un )as in0!l!r! ue se des0!p!ne en dió3id! de nitró)en! )ase!s!' de 0!l!r r!H!F N$O;)@ f $NO$)@. Sa/iend! ue a $% &C la 0!nstante de euili/ri! 0  7'1$%' 0al0ula el p!r0entaHe de N$O;)@ dis!0iad! en dió3id! 0uand! se en0ierran 7'74 !les de N$O;)@ en un re0ipiente de 1 litr!' a $%&C. ct') cte) ctf)

Solución: ctg) ?.-9$g) F .?-.$g) 7@73 7 Gx .x 7@732x .x

i) ii) iii) ct&) 2 x

2

( ) 3) ] [ 1 4 x 6 c = = = =0,125 [ 3 ) ] 0,03− x 0,03 − x 2

2

2

cti)

2

4

1

ct") ct')e!pe"ando x obtenemo!: ctl) ctm)

x =0,0186 moles

ctn) cto)

∝

=

0,0186 0,03

. 100 =62,5

ctp)

4;. Para la rea00iónF PCl%)@ f PCl4)@ \ Cl$)@ a $%7 &C' la 0!nstante de euili/ri! 8ale ;'1;% . 17$. En una /!/a de $ litr!s en la ue se a e0! el 8a09! se intr!du0e 1 !l de penta0l!rur! de "ós"!r! # se 0alienta a $%7&C. Cal0ulaF a. La 0!nstante de euili/ri! p a esa teperatura. /. El )rad! de dis!0ia0ión # la presión t!tal 0uand! se al0an:a el euili/ri! a $%7&C. ctq) Solución: a) Calculo de Kp: < . % ¿  n ctr) 6 p= 6 c ¿ ct!)

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO ctt)


 n =n prouctos −nreactios = 2−1=1

ctu) 1

0,082 . 523 ¿

ctv)

=1,78 −2 6 p= 4,145 . 10 . ¿

b) Ol grado de di!ociación: ctw) %#l4$g) F %#l3$g) , #l .$g) i)  7 ii) Gx ,x iii) 2x ,x ctx) cty)

7 ,x ,x

ntotales=1 − x + x + x =1 + x

ctz) cua)

x x .

[ #l ] . [ P #l ] = 2 2 = x =4,145 .10− 6 c = 1− x 2−2 x [ P#l ] 2

cub)

2

3

2

5

2

cuc) cud) cue)

e!pe"ando x obtenemo!:

x =0,25 moles

cuf) cug) cu&) cui) cu") P% =

∝

=

0,25 0,5

. 100 =50

La pre!ión total !erH:

n t . < . %

( 1 + 0,25 ) . 0,082.523

V

2

=

=26,8 atm

cu')

4%. El etan!l se des0!p!ne par0ialente a $7&C para dar idró)en! # !nó3id! de 0ar/!n!. En un re0ipiente de 1 litr! se intr!du0en 7'45 !les de etan!l a $7&C al0an:,nd!se en el euili/ri! una presión de (';1 at. Cal0ulaF 0. La 0 d. El )rad! de dis!0ia0ión cul)Solución: a) Ac iv) v) vi) cun) cuo) cup)

cum) #03-0$g) F .0.$g) 7@3; 7 7 2x .x ,x 7@3;2x .x x

ntotales=0,37 − x + 2 x + x = 0,37 + 2 x

, #-$g)


cuq)

P% =

cur) cu!) cut) cuu) cuv)

x=

n t . < . % P. V →nt = = V < . %

nt −0,37 2

=

0,39 − 0,37 2

9,41 atm. 1 L

atm.L 0,082 . 293 k.mol

=0,39

=0,01

R partir de x calculamo! la Ac:

( 2 ] . [ #) ] ( [ 6c= = 2

cuw)


[ #( )( ]

2 x 1

2

).

x 1

0,37 − x

3

=

4 x

3

0,37 − x

=

4 . 0,01

3

0,37 −0,01

=1,11 . 10−5

1

b) Ol grado de di!ociación: cux) cuy) cuz)

∝

=

0,01 0,37

. 100 =2,7

cva) cvb) cvc) cvd) cve)

4<. Se intr!du0en 7'47 !les de pentaó3id! de dinitró)en! en un re0ipiente de 1 litr! de 0apa0idad. Cal0ular la 0!nstante de euili/ri!' 0 sa/iend! ue el )rad! de dis!0ia0ión es 7'5<. cvf) cvg) cv&)

.?.-4$g) F 9?-.$g) , -.$g)

Solución: 1

cvi)

?.-4$g) F .?-.$g) ,

i) ii) iii)

7@3 2x 7@32x

7 .x .x

2

7 >. x >.x

cv") cv')

x  = → x = x o .  =0,3 . 0,76 =0,23 x o

cvl) / 3) ] . [ ) ] [ 6 = [ 3 ) ] 2

cvm) cvn)

( 2 . 0,23 ) . (

1 2

2

2

c

2

2

5

=

0,23 2

0,3− 0,23

1/ 2

) =1,03

-.$g)



45. Se intr!du0en 7'; !les de etan!l en un re0ipiente de 1 litr! de 0apa0idad. Cal0ular la 0!nstante de euili/ri!' 0 sa/iend! ue el )rad! de dis!0ia0ión es 7';<. cvo) cvp) cvq)

Solución: cvr) iv) v) vi)

#03-0$g) F .0.$g) , #-$g) 7@9 7 7 2x .x ,x 7@92x .x x

cv!) cvt) cvu) cvv) cvw) cvx)

x  = → x = x o .  =0,4 . 0,46= 0,18 x o R partir de x calculamo! la Ac:

( 2 ] . [ #) ] ( [ 6c= = 2

cvy)

[ #( )( ] 3

2 x 1

2

).

x 1

0,4 − x

=

4 x

3

0,37 − x

3

=

4 . 0,18

0,4 − 0,18

=0,11

1

cvz) cwa) cwb) cwc) cwd) cwe) cwf) cwg) cw&) cwi) cw") cw')

42. Se intr!du0en 7'14 !les de tetraó3id! de dinitró)en! en un re0ipiente de un litr! de 0apa0idad. Cal0ula la 0!nstante de euili/ri!' 0 sa/iend! ue el )rad! de dis!0ia0ión es del $5. cl) c#) cwn) cwo)

Solución: cwp) i) ii) iii)

cwq) cwr)

2O*(g)  2O2(g)

?.-9$g) F .?-.$g) 7@3 7 Gx .x 7@32x .x



x  = → x = x o .  =0,13 . 0,27 =0,035 x o

cw!) cwt) cwu) cwv)

R partir de x calculamo! la Ac: 2 x

2

( ) 3) ] [ 1 4 x 4 . 0,035 6c= = = = =0,052 [ 3 ) ] 0,13 − x 0,13− x 0,13− 0,035 2

2

2

cww)

2

2

4

1

cwx)

4(. El tetraó3id! de dinitró)en! se des0!p!ne par0ialente a ;% &C para dar dió3id! de nitró)en! )as. En un re0ipiente 8a09!' de 1 litr! de 0apa0idad a ;%&C se intr!du0en 7'1 !l de tetraó3id! al0an:,nd!se en el euili/ri! una presión de 4'12 at. Cal0ulaF e. 0 ". El )rad! de dis!0ia0ión. cwy) cwz) cxa) cxb) a) Ac

Solución: cxc) i) ii) iii)

cxd) cxe)

?.-9$g) F .?-.$g)

?.-9$g) F .?-.$g) 7@ 7 2x .x 7@2x .x

ntotales=0,1 − x + 2 x = 0,1+ x

cxf) cxg)

P . V nt = = < . %

cx&)

#alculamo! x:

cxi) cx") cx') cxl) cxm) cxn) cxo) cxp)

3,18 atm. 1 L

0,1 + x =0,12 → x = 0,02

#alculamo! Ac:

cxq)

[ 3 ) ]=2 . 0,02= 0,04

cxr)

[ 3 ) ]=0,1 −0,02=0,08

2

2

4

= 0,12

atm.L . 318 k 0,082 k.mol



[ 3) ] = (0,04 ) =0,02 6 c = [ 3 ) ] 0,08 2

2

2

cx!)

2

4

cxt) b) Ol grado de di!ociación cxu)

x 0,02  = = . 100= 20 x o 0,1

cxv) cxw)

;7. Se intr!du0en 7'$ !les de "!s)en! en un re0ipiente de % litr!s de 0apa0idad. Cal0ular la 0!nstante de euili/ri!' 0 sa/iend! ue el )rad! de dis!0ia0ión es 7'(2. 033@ La rea00ión ue tiene lu)ar esF c-) c.) cya)

COCl2(g) Solución: cyb) i) ii) iii)

cyc) cyd)

#-#l.$g) 7@. Gx [email protected]

 CO(g) + Cl2

F #-$g) , #l. 7 7 x x x x

#alculamo! x:

x  = → x = x o .  =0,2 . 0,98 =0,196 x o

cye)

cyf)La! concentracione! en el equilibrio: cyg)

[ #)#l ]= 0,2 −50,196 =0,0008

cy&)

cyi)

2

=0,0392 [ #l ]= [#) ] = 0,196 5 2

cy") cy')

6 c =

[ #) ] . [ #l ] 2

#)#l 2

=

0,0392 . 0,0392 0,0008

=1,92

cyl)

;1. La des0!p!si0ión del "!s)en! usad! en la prepara0ión del p!liuretan!' se !/tiene de la si)uiente aneraF COCl$)@ f CO)@ \ Cl$ 0#@ En un re0ipiente 8a09! de $ litr!s de 0apa0idad a $%&C' se intr!du0e 7'$ !l de "!s)en!' al0an:,nd!se en el euili/ri! una presión de ;'%; at. 0#n@ Cal0ula el )rad! de dis!0ia0ión de la rea00ión. c#o) c#p)

Solución: cyq) i) ii)

#-#l.$g) 7@. Gx

F #-$g) , #l. 7 7 x x

PROBLEMARIO QUÍMICA GENERAL ING. LEONARDO SUAREZ MOLLINEDO iii) cyr)


[email protected]

x

x

ntotales=0,2 − x + x + x = 0,2+ x

cy!) cyt)

P . V nt = = < . %

cyu) cyv) cyw)

4,54 atm. 2 L

= 0,37

atm.L 0,082 . 298 k k.mol

#alculamo! x: 0,2 + x =0,37 ; x =0,17

cyx) cyy) cyz) cza)

La fracción molar e!:

x 0,17  = = . 100 =85 x o 0,2

czb) czc)

;$. En un re0ipiente de % litr!s' se intr!du0en 4'% !les de penta0l!rur! de "ós"!r!. Se 0ierra el re0ipiente # se 0alienta asta una teperatura de %$% -. Una 8e: al0an:ad! el euili/ri! se anali:a la e:0la' en0!ntr,nd!se ue la 0!n0entra0ión de 0l!r! es de 7'$ M. 0:d@ DeterinaF a@ 0 /@ L!s !les de 0ada espe0ie en el euili/ri! cze) czf) i) ii) iii)

%#l4$g) F %#l3$g) , #l.$g) 3@4 7 7 Gx ,x ,x 3@42x ,x ,x

czg) a) #alcular Ac cz&) czi)

=0,7 [ P#l ] o= 3,5 5

cz")

[ #l ] e! =[ P#l ]= 0,2 /

cz')

5

2

3

[ P#l ] e! =0,7− 0,2=0,5 / 5

czl) czm)

6 c =

[ P#l ] . [ #l ] = 0,2 . 0,2= 0,08 0,5 [ P# i ] 3

2

5

czn) b) Lo! mole! de cada e!pecie en equilibrio: czo)

Solucionario Química

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