Guía de Estudio ICQ030 Fundamentos de la Química

Transcripción

1 Guía de Estudio ICQ030 Fundamentos de la Química Unidad 1: HERRAMIENTAS BÁSICAS DE LA QUÍMICA Nombrar los siguientes compuestos: 1. Ca + O2 CaO 2. Fe + O2 Fe2O2 3. Cl2O 4. Cl2O3 5. SO 6. SO2 7. SiO2 8. P2O3 9. Na2O + H2O NaOH 10. CaO + H2O Ca(OH)2 11. Al2O3 + H2O Al(OH)3 12. B2O3 + H2O H2B2O4 13. N2O3 + H2O H2N2O4 14. NaNO3 15. Al(ClO4) 16. LiH 17. NaH 18. Na2O2 Guía 3era Prueba Página 1

2 Unidad 2: ENLACE QUÍMICO E INTERACCIONES INTERMOLECULARES 1. Cuál de las moléculas siguientes tiene un momento dipolar? H2O, CO2, SO2, y CH4 2. Qué tipo de fuerzas intermoleculares existe entre cada una de las moléculas siguientes? HBr, CH4, SO2 3. Estructuras de Lewis y carga formal a) Represente el compuesto CO2 según la estructura de Lewis. b) Determine la carga formal de cada átomo, del compuesto CO2. c) Determine Geometría Molecular 4. El hidrocarburo hexano es un componente de la gasolina que se quema en el motor de un automóvil para producir dióxido de carbono y agua así como energía. Escriba la ecuación química balanceada para la combustión del hexano (C6H14). 5. Cuántas moléculas de O2 pueden obtenerse por la descomposición de 300 g de KClO3 de acuerdo a la siguiente ecuación? KClO3 KCl + O2 6. Escribe las estructuras de Lewis de los siguientes compuestos, e indica cargas formales en los compuestos que sean necesario: a. HCl b. N2 c. NH2 d. H2O2 e. BF4- f. SO32- g. CH3NH2 Guía 3era Prueba Página 2

3 Unidad 3: ESTEQUIOMETRIA QUIMICA Y ESTADO GASEOSO 1. Se tiene en un recipiente 27 g de agua. Calcule: a) Los moles de agua. b) El número de moléculas de agua. c) El número de átomos de oxígeno e hidrógeno. 2. Una muestra de glucosa C6H12O6, contiene 4,0x1022 átomos de carbono. Cuántos átomos de hidrógeno y cuántas moléculas de glucosa contiene la muestra? 3. El Fosfato de trisodio es un componente de algunos detergentes. Cuántos moles hay en una muestra de 38.6 g? 4. Cuántos átomos de H hay en 72.5 g de C3H8O? 5. La sacarosa (C12H22O11) es el azúcar de mesa común. Cuántos gramos de carbono hay en 24,35 g de sacarosa? 6. La urea es uno de los principales desechos del catabolismo de los aminoácidos y el primer compuesto orgánico sintetizado por el hombre. Su uso industrial y agrícola es muy importante por su gran aporte de N. Se produce según la sgte. Ecuación no igualada: NH 3 (g) + CO 2 (g) ---- CO(NH 2 ) 2 (ac) +H 2 O (l) 7. En un experimento, realizado a una T de 25 C y una presión en el sistema de mmhg, se hace reaccionar 100 L de cada gas. Con esta información, indique: a) La reacción química balanceada: b) Masa de Urea que se forma c) Masa de Urea que se forma con un rendimiento de la reacción de un 81 % d) Suponiendo un rendimiento de la reacción de un 100%, el volumen en litros que queda del reactivo en exceso, cuando el sistema baje su T y presión hasta CNPT. 8. En sendos contenedores de 1000 L se tienen, a 25ºC y 20 atm de presión N 2(g) e H 2(g), los que se hacen reaccionar para generar NH 3(g). Si la reacción transcurre en un 100%: a) Cuál es el reactivo limitante y cuantos gramos del elemento en exceso quedan? b) Cuántos L de CO 2 en CNPT harán falta para transformar todo el NH 3 formado en urea, CO(NH 2 ) 2? Guía 3era Prueba Página 3

4 Unidad 4: LAS REACCIONES QUÍMICAS EN EL ESTADO LÍQUIDO: SOLUCIONES Soluciones y propiedades coligativas: 1. Se mezclan 200 ml de una disolución 2 M de hidróxido de sodio y densidad 1,070 g/ml con 500 ml de otra disolución de la misma sustancia, del 5 % en peso y densidad 1,05 g/ml, añadiéndole después 300 ml de agua. Calcular la concentración de la disolución resultante expresándola en molalidad. Si recuerdas, indica la presión osmótica de la solución y sus puntos de congelación y ebullición. 2. Debido al riesgo que los nitratos suponen para nuestra salud, las empresas embotelladoras de agua realizan controles para evitar que el contenido en nitratos del agua exceda de 10 ppm. Será apta para el consumo un agua de una fuente natural que contenga una concentración de 0,009 g/l de nitrato (NO 3 - )? 3. Un hincha de corazón azul observa una bebida alcohólica que contiene un 40% en peso de alcohol etílico (C 2 H 5 OH). Para celebrar el triunfo sobre LDU ingiere 284 g de la misma, y se sabe que el 15 % del alcohol pasa a la sangre. Estima si las condiciones en que queda lo habilitan para conducir su automóvil de regreso a casa, sabiendo que un adulto tiene 7 L de sangre, normalmente. 4. Si se disuelven 15 g de un soluto no volátil en 250 g de benceno puro (C 6 H 6 ), con lo cual se obtiene una disolución que a 30ºC tiene una presión de vapor de 120,2 mmhg. Determinar la masa molecular aproximada del soluto. 5. El sistema de refrigeración de un automóvil se llena con una disolución acuosa de etilenglicol (C 2 H 6 O 2 ) al 20% en peso. Calcular la Tº mínima a la cual puede estar expuesto el automóvil sin que se congele la solución refrigerante, así como la Tº máxima de funcionamiento sin que dicha disolución comience a hervir. (Datos agua, K f : 1,86 y K b : 0,52 ºC/(mol/Kg)) 6. Determinar la presión osmótica a 18ºC de una disolución acuosa de cloruro de sodio (NaCl) que contiene 2,5 g de sal en 100 ml de solución, si el factor de Van t Hoff es 1,9 7. Los hematíes de la sangre son isotónicos con una disolución al 0,91% de NaCl en agua, cuya densidad es prácticamente uno. Determinar: a) La presión osmótica de la sangre a 37ºC. b) Su punto de congelación si K f =1,86 ºC/(mol/Kg). Guía 3era Prueba Página 4

5 8. Se prepara una muestra de 50 ml de una solución acuosa que contiene 1,08 g de una proteína del plasma sanguíneo, seroalbúmina humana. La disolución tiene una presión osmótica de 5,85 mmhg a 298 K, cuál es el peso molecular de la albúmina?. 9. Suponga que dispone de 2,5 L (d=0,9767 g/ml) que tiene 13,8% p/p de etanol C 2 H 5 OH. A partir de esta solución se desea preparar la máxima cantidad posible de disolución anticongelante etanol/agua que ofrezca protección hasta -2ºC. Qué masa de líquido añadiría? (Dato: K f =1,86 ºC/m) 10. Tanto el alcanfor (C 10 H 16 O) como el naftaleno (C 10 H 8 ), tienen efectos insectidas sobre lepidóptedos de la familia noctuidae. Una muestra de 5,2 g de compuesto se disuelven en 100 g de alcohol etílico y la solución resultante tiene un punto de ebullición de 78,41 ºC. Determine si el compuesto insecticida estudiado era naftaleno o alcanfor. El alcohol etílico tiene un punto de ebullición de 77,99 ºC y su K b = 1,22 ºC/m. 11. La presión osmótica de una disolución acuosa que contiene 2,5 g/l de un alcohol es de 46,2 mm Hg a 0 ºC. Calcular la masa molecular de ese alcohol y el valor de la presión osmótica a 30ºC. Disoluciones: 1. Efectuar las siguientes conversiones: a) H2SO4 3M en g/l R. 294 g/l b) 5g Na2SO4/ l en Molaridad c) 20 mg CuSO4/ml en Molaridad d) Al2(SO4)3 3M en milimoles Al2(SO4)3/ml e) 0,6 milimoles K3PO4/ml en g K3PO4/L f) 2,4 mg CaCl2/ml en Molaridad g) Solución de NaCl al 5% p/p, en moles NaCl h) Solución 1 molal de NaCl en % p/p Guía 3era Prueba Página 5

6 2. Cuántos milimoles de Al 2 (CrO 4 ) 3 hay en 60 ml de una disolución que tiene una concentración de 20 mg. Al 2 (CrO 4 ) 3 /ml? Cuántos gramos? 3. Una reacción requiere 12g. de H 2 SO 4 Cuántos ml de una disolución 3,0 M de H 2 SO 4 deberían usarse? 4. Cómo prepararía 150 ml de disolución 3,5 M de Ca(NO 3 ) 2? 5. Cómo prepararía 25 ml de una disolución 1,2M de KCl, a partir de una disolución de repuesto que es 3,0 M? 6. La disolución concentrada de amoníaco que se usa en los laboratorios es al 26%p/p en NH3.Si su densidad es 0,904 g/ml Cuál es su molaridad? 7. Cierta solución contiene 0,0109 g de Na 2 CO 3 por ml. A qué volumen deben diluirse 100 ml de la solución para hacerla 0,005 M? 8. Se dispone de 1 litro de una solución de NaOH 0,537M Cuántos ml de una solución de NaOH 1M deben agregarse para que la solución resultante sea 0,6M? 9. Cuántos ml de agua deben agregarse a 1 litro de H 2 SO 4 0,167 M para hacerlo 0,1 M? 10. El ácido Clorhídrico concentrado tiene una concentración de 37% p/p de HCl y tiene una densidad de 1,184 g/ml Cuál es su molaridad? Su molalidad? 11. Cuál será la Molaridad aproximada de una solución preparada mezclando las siguientes cantidades de soluciones de H2SO4? a) 160 ml de solución 0,1525 M b) 300 ml de solución 0,4163 M c) 250 ml de solución de densidad 1,120 g/ml y 17% p/p. Equilibrio químico, ácido-base y soluciones buffer: 1. Se llena con 1,86 moles NOBr un recipiente de 5 L. Después de alcanzar el equilibrio a 25ºC se encuentra que hay 0,082 moles de Br2. La reacción es: 2. Calcular la concentración [H+], [OH-], ph y poh de una solución 0,01 M de ácido fórmico: - Ka: 1,8x Determine el ph, poh, [H+] y [OH-] de una solución 1 M de ácido acético: Guía 3era Prueba Página 6

7 - Ka: 1,8x La [H+] en una solución 0,072 M de ácido benzoico es 2,1x10-3 M, determinar el valor de Ka: - 5. Cómo prepararía 250 ml de un buffer de ph 5 formado por CH3COOH/CH3COONa y donde el acetato de sodio sea 0,15 M? 6. La constante de disociación del ácido benzoico (C6H5COOH) es 6,2 x 10-5 Cuál es el ph de una disolución que contiene 5,58 g de benzoato de sodio por litro? (PM benzoato de sodio = 144 g/mol) 7. Si sufre usted picaduras de hormiga o camina entre ortigas, la sensación de quemadura proviene de la inyección de una pequeñísima cantidad de acido fórmico, HCOOH, el ácido orgánico más simple. Si se disuelven 4,0 g de este ácido en un litro de agua, el ph de la solución resultante es 2,40. Calcule Ka. 8. Se dispone de un buffer formado por una solución de 200 ml de CH3COOH 0,2 M y 200 ml de CH3COONa 0,3 M. Sabiendo que pka=4,75. Calcular el ph del buffer. 9. Si se hacen reaccionar 20 ml de HCl 0,1 M con 10 ml de NaOH 0,3 M. Cuál será el ph de la disolución resultante? 10. Cuál será el nuevo valor de ph al añadir a la disolución anterior medio litro de agua y 2 ml de HCl 1 M? 11. Se mezclan 3 g de Acetato de Sodio (CH3COONa) de 95 % p/p pureza con 0,8 ml de Ácido Acético (CH3COOH, d= 1,1 g/ml, 100 % m/m) con suficiente agua obteniéndose 1500 ml de solución. Calcular: a) M de CH3COOH y M de CH3COONa b) ph de la solución buffer c) calcular el ph del buffer anterior al agregar HCl 1 x 10-3 M d) calcular el ph del buffer anterior al agregar NaOH 1 x 10-3 M Guía 3era Prueba Página 7