TEMA I: CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Transcripción

1 TEMA I: CONCETOS FUNDAMENTALES 1.- a) Sabiedo que el peso atóico del hidrógeo es 1,00797g. Calcular la asa e graos de u átoo de hidrógeo. Si el peso atóico del hidrógeo es 1,00797 g, eso quiere decir que u ol de hidrógeo pesa 1,00797 gr. Y coo u ol de hidrógeo tiee 6,0 10 átoos de hidrógeo, sigifica que u º de Avogadro de átoos de hidrógeo pesa 1,00797 gr. or tato: 1,00797 gr de hidrógeo x gr. de hidrógeo 1,00797gr. de H 1 atoo de H x 1,67 10 gr. 6,0 10 átoos 1 átoo 6,0 10 atoos de H Y la asa de u átoo de hidrógeo es 1, gr. b) Cuál de las siguietes catidades cotiee el ayor úero de átoos de oro? 6,0 gr. De oro, 0,15 oles de oro ó 4,98 10 átoos de oro..a.(au) 197 gr. aos a pasar todo a átoos. Ya sabeos que u ol es u N A (6,0 10 ) de átoos. or tato: 1 ol de Au 0,15 oles de Au 0,15 oles de Au 9,05 10 átoos de Au. 6,0 10 átoos x átoos 197 gr. de Au 6,0 gr de Au 6,0 gr. De Au 7,95 10 átoos de Au. 6,0 10 átoos x átoos De dode la catidad que cotiee ayor º de átoos de oro es 4,98 10 átoos..- Respoda a las siguietes cuestioes, razoado las respuestas. (.a: H1; 4; O16; S) a) Idique la asa del sulfuro de Hidrógeo (H S) que hay e 0,4 oles de sulfuro de hidrógeo. 1ol de H S 0,4 oles 4 gr 0,4 ol (H S) gr/ol x x1,6 gr. 4 gr x 1 ol b) Señale Cuatas oléculas de agua cotiee 0,4 oles de agua. 1ol 0, 4ol 6,0 10 oléculas 0,4ol x 1,44 10 oléculas 6,0 10 oléculas x 1ol c) Señale quie cotiee ás átoos, oles de helio () ó 16 graos de oxígeo. 16 graos de oxígeo es 1 ol, por tato oles de cotiee ás átoos que 1 de oxígeo. d) Idique cuátas oléculas de ácido sulfúrico (H SO 4 ) hay e 11 graos de este copuesto. 1 ol de H SO 4 so 98 gr, por tato vaos a calcular el º de oles que hay e 11 gr. 11gr 1,14ol 98gr / ol Quíica Raúl.G.M. 007 ágia 1

2 1ol 1, 14ol 6,0 10 oléculas 1,14ol x 6,88 10 oléculas 6,0 10 oléculas x 1ol.- E 00 gr. de dicroato potásico K Cr O 7 a) Cuátos oles de dicroato potásico hay? 00gr ( K Cr O gr / ol 7 ) + + 0, 68ol 94gr / ol b) Cuátos oles de átoos de cada eleeto hay? E u ol de dicroato potásico hay oles de átoos de K, oles de átoos de Cr y 7 oles de átoos de O. Etoces, e 0,68 oles de dicroato potásico habrá 1,6 oles d5e átoos de K, 1,6 oles de átoos de Cr y 4,76 oles de átoos de oxígeo. c) Cuátos átoos de oxígeo hay? Nº de átoos de oxígeo 4,76 oles 6,0 10 átoos/ol, átoos de Oxígeo 4.- La fórula de la orfia es C 17 H 19 NO (.a. H1; C1; N14; O16) a) Cuátos átoos de oxígeo hay e u ol de orfia? E u ol de orfia hay 6,0 10 oléculas de orfia, y coo e cada olécula hay átoos de oxígeo, etoces e u ol de orfia hay 1, átoos de oxígeo. b) Cuátos átoos de carboo hay e 10 g. De orfia? Lo priero es calcular el úero de oles de orfia que hay e 10 g, para ello calculaos el peso olecular de la orfia: gr/ol Después calculaos el úero de oles de orfia gr 5,51 10 ol 85gr / ol Y ahora; si e ua olécula de orfia hay 17 átoos de carboo, e u ol de orfia habrá 17 N A átoos de carboo. Y e, ol habrá:,51 10 º -5 átoos de C º ol 17 6,0 10 oles de C º átoos de C e cada ol atoos / ol, átoos de C c) Qué asa de orfia cotiee,01 10 átoos de itrógeo? U ol de orfia so 85 gr., u ol de orfia cotiee 6,0 10 oléculas de orfia, cada olécula de orfia cotiee 1 átoo de N, por tato cada ol de orfia cotedrá 6,0 10 átoos de N. aos a calcular e º de oles de orfia. orfia 6,0 10 átoos de N 1 ol de orfia,01 10 átoos de N x oles de orfia,01 10 átoos de N 1 ol 0,5 oles de orfia 6,0 10 átoos de N orfia 0,5ol 85gr 7ol 14, 5gr orfia (orfia) Quíica Raúl.G.M. 007 ágia

3 5.- E u recipiete de 10 d de volue se ha itroducido 15 gr de oxígeo y 8 gr de itrógeo. La teperatura es de 7 C. Se pide: a) resió parcial del itrógeo e el recipiete. ara calcular la presió parcial del itrógeo (gaseoso N ), ecesitaos saber el º de oles de itrógeo itroducidos e el reciete: N 8gr N 0,9 ol de N ( N ) 8gr / ol Aplicado la ecuació de los gases perfectos: R T odeos calcular la presió parcial del itrógeo: 0,9ol 0,08at l ol K 00K N 0,71 at 10l b) resió total de la ezcla gaseosa. Sabeos que i χi T, etoces vaos a calcular la fracció olar de itrógeo; pero ates ecesitaos saber el º de oles de oxígeo: O 15gr O 0, 47ol ( O gr / ol ) etoces Nitrógeo 0,9ol χ N 0,8 Total 0,9 + 0,47ol Y de aquí: N 0,71at T 1, 86at χ N 0,8 6.- E ua ezcla de tres gases: A, B y C las fraccioes olares de B y de C so respectivaete, el doble y el triple que las de A. Calcular las presioes parciales que ejerce cada uo de los tres gases, si la presió total es de 1015 pa. Nos dice que la presió total es de 1015 pa, por coodidad vaos a trabajar e atósferas, coo ua atósfera so 1015 pa, etoces teeos que la presió total es de 1 at. Llaaos X a la fracció olar de A, por tato la fracció olar de B es X y la de C será X. Sabeos que la sua de todas las fraccioes olares es la uidad: X + X + X 1 6X 1 X 1/6 1 resió arcial de A : A χa T 1at 0,17at 6 resió arcial de B : B χb T 1at 0,at 6 resió arcial de C : C χc T 1at 0,5at 6 eos que la sua de todas las presioes parciales es 1 at, que es la presió total. 7.- U recipiete de 0 l cotiee itrógeo a 5 C y a 0,8 at, y otro de 50 l cotiee helio a 5 C y a 0,4 at. a) Deteriar el º de oles de oléculas y de átoos de cada recipiete. Teeos dos recipietes co dos gases, el gas itrógeo es ua olécula diatóica N, ietras que el gas lio es ua olécula ooatóica. aos a calcular el º de oles de cada uo utilizado la ecuació de los gases perfectos. Quíica Raúl.G.M. 007 ágia

4 N 0,8at 0 10 l 6, ,08at l K ol 98K 0,4at l 8, ,08at l K ol 98K ol ol E el recipiete de Nitrógeo, hay 6, oles de oléculas de N y 1, oles de átoos de N E el recipiete de lio, hay 8, oles de oléculas de y 8, oles de átoos de. b) Si se coecta los dos recipietes a través de u tubo capilar, cuales sería las presioes parciales de cada gas? y la total del sistea?. La Ley de Dalto dice: La presió total de la ezcla es la sua de las presioes parciales que cada uo de los gases ejercería si los otros o estuviera presetes. aos a calcular la presió de cada uo de ellos, pero utilizado coo volue el volue total (50l+0l 70l). Coo las teperaturas so la isa, podeos utilizar la ley de Boyle: El volue de u gas ideal cuado la teperatura y el º de oles se atiee costates, es iversaete proporcioal a la presió que se ejerce sobre ese gas. i i f f Si aplicaos esto a cada uo de los gases: Y la presió total, es la sua de abas: i i 0,8at 0l Nitrógeo : f 0,at f 70l i i 0,4at 50l lio : f 0,9at 70l f T 0,5 at Este apartado tabié lo podeos hacer co la ecuació de los gases perfectos: N N 6,54 10 ol 0,08at l K ol 98K 0,at T l 8, ol 0,08at l K ol 98K 0,9at l T c) Calcular la cocetració de cada gas e la ezcla y expresarla e fracció olar y porcetaje e peso. N 6,54 10 ol χn 0,44 + (6,54 + 8,18) 10 ol χ H + H 8,18 10 ol 0,56 (6,54 + 8,18) 10 ol ara calcular la cocetració de cada uo e porcetaje peso-peso, ecesitaos las asas de cada uo de ellos. Masa de Nitrógeo : Masa de lio : N N ( ) ( N ) 6, ,18 10 ol 8gr ol ol 4gr ol, 10 18, 10 gr, g gr 18,g Y ahora, aplicado la fórula de la cocetració peso-peso: Quíica Raúl.G.M. 007 ágia 4

5 % % p p( N) p p( ) N Total Total 18,g ,7% (18, +,) g, g ,% (18, +,) g 8.- U ácido clorhídrico cocetrado cotiee 5,% e peso de HCl y su desidad es de 1,175 g/c. Calcular: a) La olaridad y la olalidad del ácido E cada 100 gr de disolució hay 5, gr de HCl. 100gr Utilizado la desidad, 100 gr de disolució so 85,1c d 1,175gr c ara calcular la olaridad,m, ecesitaos saber el º de oles de Hcl: 5, gr 0, (1 + 5,5) gr / ol HCl HCl 96 ( HCl ) ol Quiere esto decir que e 100 gr de disolució hay 0,96 oles de HCl. Etoces e 85,1 c de disolució hay 0,96 oles de HCl. soluto HCl 0,96ol M 11,ol / l 11, M 85,1 10 l disolució disolució Si e 100 gr de disolució hay 5, gr de HCl, etoces habrá 64,8 gr de disolvete. Y coo e 100 gr de disolució hay 0,96 oles de HCl, etoces: La olalidad soluto 0,96ol 14,04ol / kg 14, 04olal 68,4 10 kg disolvete ( Kg ) b) El volue de éste acido cocetrado que se ecesita para preparar u litro de disolució olar. Si la olaridad de la ueva disolució es M, y el volue es 1l, ecesitaos oles de HCl. La asa de dos oles de HCl es: HCl M ol / l 1l ol HCl HCl ( HCl ) ol 6,5 gr / ol 7gr ara preparar ua ueva disolució de 1 litro M co este ácido, ecesitaos 7 graos de HCl. Coo e 100 gr. De disolució hay 5, gr de HCl cocetrado, vaos a calcular e cuatos graos de disolució hay 7 gr de HCl. 5, gr de HCl 100 gr de disolució 7 gr de HCl 7 gr de HCl 100 gr de disolució x 07,9gr. X 5, gr de HCl Teeos que e 07,9 gr de disolució hay 7 gr de HCl, que so oles. ara calcular el volue de ácido que ecesitaos, basta co: Quíica Raúl.G.M. 007 ágia 5

6 asahcl 07,9gr Desidad 1,175gr c 176,5c ara preparar ua ueva disolució de 1 litro cuya cocetració sea M, ecesitaos utilizar 176,5 c de HCl cocetrado. 9.- A 500 cc de disolució 0,5M de Hidróxido de Sodio añadios agua hasta copletar 800 cc de disolució. Deteriar el valor de la ueva disolució. Coo el º de oles de NaOH o ha cabiado, podeos utilizar la ecuació: M i i M f f, por tato: Mi i 0,5M 500c Mf 0, M 800c f 10.- Se disuelve 6, gr de ácido sulfúrico puro e agua y se erasa hasta copletar 100 cc. Cuál es la olaridad y la oralidad de la resolució resultate? aos a calcular el 1 de oles de sulfurico: H SO 6, gr 4 H SO 0, 06ol 4 1 ( H SO 98gr ol 4 ) La olaridad será: H SO4 0,06ol M 0,6M disolució 0,1l ara calcular la Noralidad lo podeos hacer de dos foras: a) Coocida la Molaridad, la Noralidad se calcula: N M alecia 0,6 1,6 N H SO4 H SO4 ( H SO4 ) HSO4 º eqh SO eq al al 4 HSO4 N al Mal b) Calculado directaete la Noralidad, para ello ecesitaos hacer alguos cálculos º eqhso4 N H SO4 º eq ep( H SO4 ) ( H SO 98gr / ol 4) ep ( H SO ) 49gr / eq 4 al or tato, la oralidad: º eq H SO ep( H SO4 ) 6, gr 49gr / eq 4 0,16eq º eqh SO 0,16eq 4 N 1,6eq / l 1,6N 0,1l 11.- El ácido fluorídrico cocetrado HF, tiee habitualete ua cocetració del 49% e peso y su desidad es de 1,17 gr/l. (.a: H1; F19) a) Cual es la olaridad de la disolució? Teeos que e 100 gr de disolució hay 49 gr de HF, por tato e 100 gr de disolució habrá gr HF ol 49, 0gr ol 45 Quíica Raúl.G.M. 007 ágia 6

7 Ahora calculaos el volue de 100 gr de disolució, y para ello utilizaos la desidad: 100gr 85, 5l d 1,17gr / l or tato la olaridad de la disolució sera: ol M HF,45 0,08ol / l 0, 04M 85,5 10 l b) Cuál es la olaridad de la disolució que resulta de ezclar 500 l de éste ácido co 1l de ácido fluorídrico M? aos a calcular el úero de oles de HF que hay e 500 l de HF. Lo priero es calcular la asa de la disolució: d 500l 1,17 gr / l 585gr Coo el 49% de la asa es HF, 49 HF 585 gr 86, 65gr 100 E 500 l de disolució hay 86,65 gr de HF Y ahora calculaos el º de oles de HF que hay e los 500 l de disolució: 86,65gr 14,ol 0gr / ol Coo la otra disolució es M, y su volue es de 1l, e ésta teeos oles de HF. ara calcular la olaridad de la ueva disolució: ol M HF (14, + ) 10, 89M 1,5l 1.- Ua disolució acuosa de Acido Ortofosfórico (H O 4 ) cotiee 00 gr de ácido por litro y su desidad es de 1,15 g/c. Calcular: (.a.: 1; O16, H1) a) La cocetració e % p-p Lo priero es calcular la asa de 1 litro de disolució utilizado el dato de la desidad. d 1000l 1,15gr / l 115gr Coo e el euciado dice que hay 00 gr de ácido, el tato por cieto e peso será: % p p H O ) ( 4 ácido disolució 00gr % 115gr b) La olaridad, la oralidad y la olalidad de la disolució. El peso olecular del ácido ortofosfórico es: gr ( H O / 4 ) ol Quíica Raúl.G.M. 007 ágia 7

8 aos a calcular el º de oles de ácido e 00 gr: La olaridad será: La Noralidad: Y la olalidad: 00gr H O, 06ol 4 98gr ol H M O,06ol 1l 4,06M N Mal,06 9,18eq / l 9, 18N kg H O disolvete,06ol 0,85kg 4,58 Dode la asa de disolvete la calculaos coo asa de 1 litro de disolució asa de ácido disolvete 115 gr 00gr 85gr 0, 85kg 1.- Idicar si so ciertas falsas las proposicioies siguietes, justificado la respuesta dada: a) E u ol de oxígeo (O ) hay átoos de oxígeo. Falso. E u ol de oxígeo hay 1 ol de oléculas de oxígeo y oles de átoos de O. Osea, e u ol de O hay 6,0 10 átoos de oxígeo. b) E codicioes orales existe el iso º de oléculas e 67, litros de agua que e 1 graos de CO. Falso. E codicioes orales el volue de u gas es de,4 litros. ero a 7K y 1 at de presió el agua o es u gas, por tato o podeos calcular e º de oles de agua. Si podeos calcular el º de oles de CO 1gr 44gr / ol CO ol 14.- Ua disolució de ácido sulfúrico del 44% e peso, tiee ua desidad de 1,4 gr/c. 5 c de dicha disolució se poe e cotacto co u exceso de Z etálico, dado coo productos de reacció, hidrógeo y sulfato de zic. Calcular el volue de gas hidrógeo, edido e C.N. que se produce e la reacció. Lo priero es escribir la reacció: H + SO4 + Z > ZSO4 H Después es ajustarla, tiee que haber el iso º de átoos de cada especie tato e los reactivos coo e los productos (Ley de Lavoisier ó Ley de coservació de la asa). eos que está ajustada. Las reaccioes quíicas se produce ol a ol. E esta reacció u ol de ácido sulfúrico reaccioa co u ol de Zic para producir 1 ol de Sulfato de Zic y u ol de Hidrógeo. Quíica Raúl.G.M. 007 ágia 8

9 or tato 1 ol de H SO 4 produce 1 ol de H. aos a calcular el º de oles de H SO 4 puesto e reacció: Lo priero es calcular la asa de 5 c de disolució, utilizado para ello el dato de la desidad. d 5c 1,4gr c, 575gr Coo la cocetració de H SO 4 es de u 44% e peso, quiere decir que e 5 c de disolució habrá: 44 H SO,575gr 14, 77 gr El º de oles de H SO 4 será: 14,77gr H SO 0, 15ol 4 98gr ol Etoces 0,15 oles de H SO 4 produce 0,15 oles de H. Coo 1 ol de H edido e C.N. ocupa u volue de,4 l, etoces 0,15 oles ocupará: 1ol 0, 15ol 0,15ol,4l x, 6l,4l x 1ol El volue de H producido e esta reacció es de,6 litros Sabiedo que la asa olecular del hidrógeo es y la del oxígeo es, coteste razoadaete a las siguietes cuestioes: a) Qué ocupará ás volue, u ol de hidrógeo o u ol de oxígeo e las isas codicioes de presió y teperatura? Niguo de los dos. Abos ocupa el iso volue. ara calcular el volue ocupado por u ol de copuesto, podeos utilizar la ecuació de los gases perfectos: R T O 1 H 1 Si y T so las isas, el volue es el iso para abas especies. b) Qué tedrá ás asa, u ol de hidrógeo o u ol de oxígeo? U ol de hidrógeo tiee ua asa de u..a. y u ol de Oxígeo u..a. or tato el ol de oxígeo tedrá as asa. c) Dóde habrá ás oléculas, e u ol de Hidrógeo o e u ol de Oxígeo? E u ol hay u º de avogadro de oléculas, 6,0 10 oléculas, coo teeos 1 ol de cada especie, e ellos hay el iso 1 de oléculas. Quíica Raúl.G.M. 007 ágia 9