NOTA CALI/ORDEN/PRES ORTOGRAFÍA PUNTUACIÓN EXPRESIÓN NOTA FINAL

Transcripción

1 1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Dicromato de potasio b) Peróxido de calcio c) Etanamida d) NH 4 OH e) KMnO 4 f) C H 3 CH 2 COCH 2 CH 3 a) K 2 Cr 2 O 7 ; b) CaO 2 ; c) CH 3 CONH 2 ; d) hidróxido de amonio; e) permanganato de potasio; f) pentan-3-ona o dietilcetona. 2.- Se dispone de tres recipientes que contienen en estado gaseoso 1 litro de metano, 2 litros de nitrógeno y 1,5 litros de ozono (O 3 ), respectivamente, en las mismas condiciones de presión y temperatura. Justifique: a) Cuál contiene mayor número de moléculas? b) Cuál contiene mayor número de átomos? c) Cuál tiene mayor densidad? Masas atómicas: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16. a) Sabemos que 22,4 L medidos en C.N. de cualquier gas contienen 1 mol de moléculas de dicho gas, a partir de este dato podemos calcular el número de moléculas de metano, nitrógeno y ozono que hay en los respectivos volúmenes que nos da el problema suponiendo que se encuentran todos medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura; y que para nuestro tres casos vamos admitir que son en C.N. con el fin de obtener soluciones de tipo numéricas que son más fáciles de comparar. Utilizando factores de conversión obtenemos: { moléculas CH 4 } = 1 L (1 mol /22,4 L) 6, moléculas/mol = 2, moléculas. { moléculas N 2 } = 2 L (1 mol /22,4 L) 6, moléculas/mol = 5, moléculas. { moléculas de O 3 } =1,5 L (1 mol /22,4 L) 6, moléculas/mol = 4, moléculas. Por tanto hay más moléculas en el recipiente que contiene nitrógeno. b) - Como cada molécula de metano tiene un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno, en total cinco átomos, y como tenemos 2, moléculas de metano, por factores de conversión calcularemos los átomos que hay en el recipiente que contiene metano. de átomos = (5 átomos /1 molécula CH 4 ) 2, moléculas CH 4 = 1, átomos.

2 - Como cada molécula de nitrógeno tiene dos átomos de nitrógeno, y como tenemos 5, moléculas de nitrógeno, por factores de conversión calcularemos los átomos que hay en el recipiente que contiene nitrógeno. de átomos = (2 átomos /1 molécula N 2 ) 5, moléculas N 2 = 1, átomos. - Como cada molécula de ozono tiene tres átomos de oxígeno, y como tenemos 4, moléculas de ozono, por factores de conversión calcularemos los átomos que hay en el recipiente que contiene ozono. de átomos = (3 átomos /1 molécula CH 4 ) 4, moléculas O 3 = 1, átomos. Por tanto hay más átomos en el recipiente que contiene metano. c) La fórmula de la densidad de un gas en función de la presión y la temperatura (que se deduce de la ecuación de Clapeyron) viene dada por: d = pm/rt Si admitimos como hipótesis que cada gas en su recipiente se encuentran en C.N. normales podemos calcular la densidad de cada gas en las citadas condiciones utilizando la ecuación anterior. - Densidad del CH 4 en C.N. d = (1 atm 16 g/mol) / (0,082 atm L mol -1 K K) = 0,715 g/l. - Densidad del N 2 en C.N. d = (1 atm 28 g/mol) / (0,082 atm L mol -1 K K) = 1,251 g/l. - Densidad del O 3 en C.N. d = (1 atm 48 g/mol) / (0,082 atm L mol -1 K K) = 2,144 g/l. Por tanto el recipiente de mayor densidad es el recipiente que contiene ozono.

3 3.- Indique razonadamente la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) Un electrón situado en un orbital 2p podría representarse por los siguientes números cuánticos (2, 1, 0, ½ ). b) Un elemento químico que presenta propiedades químicas semejantes al carbono tiene de configuración electrónica de su capa de valencia ns 2 np 2. c) Si un elemento químico que pertenece al grupo 2 pierde dos electrones adquiere una configuración electrónica en su capa de valencia correspondiente al grupo 18. a) Verdadero. A un electrón ubicado en un orbital atómico 2p le corresponde un número cuántico principal n = 2 (nivel de energía principal n = 2); y le corresponde un número cuántico secundario o azimutal de l = 1 (subnivel de energía l = 1) característico de los orbitales atómicos tipo p (tienen forma de maracas, ). b) Verdadero. Todos los elementos correspondientes a la familia de los carbonoideos o grupo 14 tienen la configuración electrónica de su capa de valencia de la forma ns 2 np 2 siendo n un número entero que comienza con n = 2 para el carbono 2s 2 2P 2, n = 3 para el silicio 2s 3 2P 3, n = 4 para el germanio 2s 4 2P 4, n = 5 para estaño 2s 5 2P 5 y n = 6 para el plomo 2s 6 2P 6. c) Verdadero. Los del grupo 2 son los elementos de la familia del berilio: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Cualquiera de ellos cuando pierden 2 electrones y se transforman en un catión estable adquieren la configuración del gas noble anterior a ellos en la tabla periódica; y la familia de los gases nobles constituyen el grupo 18 de dicha tabla. Por ejemplo: Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Mg ++ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s e -. Esta última configuración corresponde a la configuración del gas noble neón, Ne: 1s 2 2s 2 2p 6 (elemento perteneciente al grupo 18). 4.- a) Dados los siguientes compuestos: CaF 2, CO 2 y H 2 O, indica el tipo de enlace predominante en cada uno de ellos. b) Ordena los compuestos anteriores de menor a mayor punto de ebullición. Justifica las respuestas. a) CaF 2, en este compuesto interviene un metal y un no metal, por tanto el enlace es iónico. El metal tiende a conseguir la configuración electrónica de gas noble perdiendo electrones; y el no metal completa su capa de valencia para conseguir la configuración del gas noble ganando dos electrones. CO 2 y H 2 O, en estos compuestos intervienen dos elementos no metálicos que tiende a completar su capa de valencia (conseguir la configuración de gas noble) compartiendo electrones, por tanto el enlace que presenta cada uno de estos compuestos es enlace covalente.

4 b) El fluoruro de calcio, CaF 2, es el compuesto que tiene el punto de ebullición más alto por presentar una red cristalina iónica característica de los sólidos iónicos. El agua, H 2 O, es la que tiene el punto de ebullición intermedio, con respecto al de los otros dos compuestos, por presentar enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno (conocido en tiempos pasados como enlace de puente de hidrógeno). El dióxido de carbono, CO 2, es el compuesto de punto de ebullición más bajo de los tres, ya que el enlace intermolecular presente es debido a las uniones de Van der Waals (conocidas antiguamente como fuerzas de van der Waals). Nota: la v de van der Waals se puede escribir con mayúscula o con minúscula. Por todo lo anteriormente expuesto el orden queda de menor a mayor punto de ebullición como sigue: CO 2 < H 2 O < CaCl En la etiqueta de un frasco de HCl dice: Densidad 1,19 g/ml; Riqueza, 37,1 % en peso. Calcula: a) La masa de 1 L de esta disolución. b) Concentración del ácido en g/l. c) Molaridad del ácido. d) La normalidad del ácido. e) La molalidad del ácido. Datos de masas atómicas relativas: Cl = 35,5 y H = 1. a) Para calcular la masa de 1 L de disolución partimos de la fórmula de la densidad d D = m D /V D m D = d D V D = 1,19 g/ml ml = g disolución. b) El calculo de la concentración de ácido pasa por determinar la masa de ácido que hay en 1 L de disolución. Para hacerlo debemos tener en cuenta la riqueza que en nuestro caso es del 37,1 %. > Si de 100 g de disolución 37,1 g son de ácido. > De g de disolución x g serán de ácido. 100:37,1::1.190:x x = (1.190/100) 37,1 = 441,49 g. * Otra forma de hacerlo es a través de factores de conversión.

5 m ácido = (1.190 g disolución /100 g disolución ) 37,1 g ácido = 441,49 g ácido. c) Para determinar la molaridad utilizamos la fórmula ϻ = n soluto /V disolución (en L). * Cálculo previo de la masa del mol de ácido: M ácido = 35,5 + 1 = 36,5 g/mol. -Los moles de soluto (ácido) se pueden calcular a partir de la siguiente fórmula: n ácido = m ácido /M ácido = 441,49 g / 36,5 g mol -1 = 12,0956 moles. * También se pueden calcular a través de factores de conversión. n ácido = 441,49 g / 36,5 g mol -1 = 12,0956 moles. Por último, determinamos la molaridad utilizando al fórmula expresada al inicio de este párrafo. ϻ = n soluto /V disolución (en L). = 12,0956 moles/ 1 L = 12,0956 M. * Otra forma de hacerlo es a partir de la siguiente fórmula: ϻ(moles/l) =10 R(%) d(g/ml)/m(g/mol) =10 37,1 (1,19 g/ml)/(36,5 g/mol)= 12,0956 M. c) La normalidad N la calculamos aplicando la siguiente fórmula: N = v M Ɲ(equivalentes/L) = v (equivalente/mol) ϻ (moles/l) = 1 equivalente/mol 12,0956 moles/l = 12,0956 N. Nota: v = 1 porque el ácido es monoprótico (HCl). * d) A partir de la definición de molalidad ᶆ = n soluto /m disolvente en kg, conocidos los moles que hay en el litro de disolución y la masa en kilos del disolvente podemos calcular ésta. Previamente debemos calcular los kg de disolvente. m disolvente (agua) =m disolución (ácido + agua) m soluto (ácido) =1.190 g disolución 441,49 g ácido =748,51 g disolvente m disovente = 748,51 g/1.000 g/kg = 0,74851 kg ᶆ = n soluto /m disolvente en kg = 12,0956 moles/0,74851 kg = 16,1596 m.

6 6.- Si se cae, por descuido, un poco de HCl concentrado en el suelo del laboratorio, probablemente observarás que se desprenden unas burbujas, estos es así porque tiene lugar la siguiente reacción química: CaCO 3 (s) + 2 HCl (ac) CO 2 (g) + CaCl 2 (s) + H 2 O (l). Calcula: a) El volumen de CO 2 (g) desprendido, medido a 25 ºC y 700 mm Hg de presión, si sabes que has obtenido 10 g de CaCl 2 (s). b) Cuántos gramos de carbonato cálcico y ácido clorhídrico necesitamos para que la reacción se lleve a cabo en su totalidad? Masas at.: C = 12; O = 16; Ca = 40; Cl = 35,5; H =1; R = 0,082 atm L K -1 mol -1. a) Para calcular el volumen de CO 2 desprendido debemos hallar el número de moles de este gas a través de los datos del problema y la información que se puede deducir de la reacción química ajustada. De los 10 g de CaCl 2 se determina el número de moles de este compuesto que hemos obtenido por reacción. * Hallamos previamente la masa del mol de cloruro: M (CaCl2) = ,5 = 111 g / mol. n CaCl2 = 10 g/111 g mol -1 =0,09 moles De la reacción química deducimos que al obtener 1 mol de CaCl 2 se obtiene 1 mol de CO 2, por tanto el número de moles de CO 2 es el mismo que el número de moles de CaCl 2. Aplicando la ecuación de estado de los gases ideales o ecuación de Clapeyron calculamos el volumen. pv = nrt de donde: V = nrt/p = 0,09 moles CO2 0,082 atm L mol -1 K K /(700 mhg/760 mhg atm -1 ) = = 2,4 L. b) Vamos a calcular los moles de carbonato cálcico y ácido que han reaccionado al obtenerse 0,09 moles de cloruro de calcio y a partir de los mismos podemos hallar lo gramos de cada compuesto que han reaccionado. Se puede hacer el cálculo de los moles parar cada compuesto por reglas de tres o por factores de conversión.

7 Pasamos hacer los cálculos por los dos procedimientos: De la reacción química ajustada deducimos: Para el caso del carbonato de calcio. > Por cada mol de cloruro de calcio obtenido ha reaccionado 1 mol de carbonato cálcico. > Por 0,09 moles de cloruro de calcio obtenido han reaccionado x moles de carbonato. 1:1::0,09:x x = (1/1) 0,09 = 0,09 moles de carbonato de calcio. * Otra forma de hacerlo es a través de factores de conversión. n carbonato =(0,09 moles de cloruro) (1 mol de carbonato /1 mol de cloruro) = 0,09 moles CaCO3. Calculo de la masa. * Hallamos previamente la masa del mol de carbonato: M (CaCO3) = = 100 g / mol. Su masa será: 0,09 moles 100 g mol -1 = 9 g de CaCO 3 Para el caso del ácido clorhídrico. > Por cada mol de cloruro de calcio obtenido ha reaccionado 2 moles de ácido. > Por 0,09 moles de cloruro de calcio obtenido han reaccionado x moles de ácido. 1:2::0,09:x x = (2 /1) 0,09 = 0,18 moles de ácido clorhídrico. * Otra forma de hacerlo es a través de factores de conversión. n ácido = (0,09 moles de cloruro) (2 moles de ácido /1 mol de cloruro) = 0,18 moles HCl.

8 Calculo de la masa. * Hallamos previamente la masa del mol de ácido: M (HCl) = ,5 = 36,5 g / mol. Su masa será: 0,18 moles 36,5 g mol -1 = 6,57 g de HCl.