PROBLEMAS VISUALES DE QUÍMICA 2

Transcripción

1 PROBLEMAS VISUALES DE QUÍMICA Problema 1 Siuiendo el montaje de la fiura a fin de obtener oxíeno, se disponen en el tubo de ensayo 41, de permananato potásico, con un pequeño tapón de lana de vidrio. Como se ve, se calienta suavemente el tubo, desprendiéndose oxíeno seún la reacción: KMnO calor K MnO 4 + MnO O Oxíeno que se recoe sobre aua en la probeta invertida, un total de 0,6L. El residuo en el tubo de ensayo pesó 40,98. Si la presión atmosférica era de 706mmH, y la presión del vapor de aua a 15ºC es de 1,7mmH. Determina la masa ar del oxíeno R=0,08 atm.l.k SOL Tenemos los siuientes datos: M 1 = 41, M =40,98 temperatura del aua 15ºC, Presión de vapor del Aua a 15ºC = 1,7 mm de mercurio Presión atmosférica 706 mm de mercurio Volumen de oxíeno 0,6 L. Resultado experimental con los datos anteriores Dada la reacción, y suponiendo que la diferencia de masas, corresponde a la del oxíeno desprendido Masa de oxíeno 41,-40,98 = 0,4 Presión del oxieno = 706-1,7= 69, mm de mercurio =0,907 atm ( + ) RT 0,4*0,08* 15 7 M( O ) = = =,8 PV 0,907*0,6 error relativo en la medida =,8 *100 = 5,76%

2 Problema Foto 1 Foto Foto Foto 4

3 La fotorafía 1 muestra el dispositivo experimental para medir, de forma aproximada, el calor de disolución de una sal en aua. El vaso pequeño de la izquierda contiene una determinada cantidad de la sal nitrato de amonio. Encima del aitador existen dos vasos uno dentro del otro aislados mediante papel,(a este conjunto lo llamamos calorímetro). El vaso interior contiene 50 ml de aua y un termómetro para medir la temperatura. Al lado existe una ampliación de la fotorafía del termómetro para que se pueda medir la temperatura del aua. La forma de trabajar es la siuiente. Operación 1). Se pesa una cantidad determinada de la sal, se añade ésta al aua del calorímetro, se aita la disolución y se lee la temperatura más baja que adquiere el aua. Antes de pasar a la operación se lavan y secan los vasos, se añade de nuevo 50 ml de aua al calorímetro y el termómetro vuelve a indicar la temperatura de la fotorafía 1. Esto se repite antes de realizarla la operación. La fotorafía indica la temperatura más baja que adquiere el aua después de añadirle 50 ramos de nitrato de amonio Operación ). La fotorafía indica la temperatura más baja que adquiere el aua después de añadirle 75 ramos de nitrato de amonio. Operación ).La fotorafía 4 indica la temperatura más baja que adquiere el aua después de añadirle 100 ramos de nitrato de amonio. Masas atómicas N =14, O=16, H =1. Densidad el aua: d = 1 ml a) Escribe la fórmula del nitrato de amonio y calcula su masa ar. b) Calcula los es de sal de la operación 1 y la disminución de la temperatura. c) Calcula los es de sal de la operación y la disminución de la temperatura. d) Calcula los es de sal de la operación y la disminución de la temperatura. e) El calor específico del aua es c= 4,18. Tomamos este valor como el calor especifico de la disolución de nitrato de amonio Utiliza la fórmula fundamental de la calorímetría Q=( m HO +m NH4NO) c. t = M c T para calcular el calor perdido en el proceso. Hazlo para las tres operaciones. Divide los valores de Q de cada operación por los correspondientes es. Debes obtener valores numéricos parecidos. Halla el valor medio. f) Ese valor medio es aproximadamente el calor de disolución de la sal nitrato de amonio en aua. La bibliorafía nos dice que el calor de disolución del nitrato de amonio es.:-5 k/ Calcular el error relativo que hemos cometido en el experimento. ) Si hacemos un experimento en el cual la cantidad de aua en el calorímetro es 00 ml y su temperatura 6ºC y añadimos una cierta cantidad de nitrato de amonio y la temperatura desciende hasta 19ºC Cuántos es de nitrato de amonio hemos añadido? SOL a) NH 4 NO ; Masa ar = *14+4*1+*16 = / 50 b) = 0,65 ; t = 8,5 0 = 11,5º C = 11,5º K 75 c) = 0,98 ; t = 5 0 = 15º C = 15º K 100 d) = 1,5 ; t = 1 0 = 19º C = 19 º K

4 e) Calculamos la masa de aua que son 50 ml. 50mL 1 = 50 ml Operación 1). Q = M c t = 00 4,18 ( 11,5K) = =,1.10 0,65 Operación ). Q = M c t = 5 4, = 1,7.10 0,98 Operación ). =,1 k ( 15K) = 078 = 1,7 Q = M c t = 50 4, =,.10 =, 1,5 k ( 19K) = 7797 k,1 + 1,7 +, f) Valor medio=- =,k/ 5, Error relativo = % 5 ) Desinamos con x a los ramos de nitrato de amonio añadidos al aua. Q = M c t = ( 00 + x) 4,18 [ 19 6 ] K =, , ,6x = 78,8 x x = = 5, es = = 0,44 49,5 x

5 Problema En B, se añaden 5 ml de HCl 6N, en A, una disolución saturada de carbonato de calcio y en C, 500mL de una disolución saturada de hidróxido cálcico. Se abre la llave E y el as que se desprende llea a C y reacciona con la disolución de hidróxido de calcio. Producto de solubilidad del hidróxido cálcico a 5ºC= 5, Masas ares: del hidróxido cálcico=74. -1, del carbonato cálcico= a) Calcula los es de HCl que se han añadido en B b) Calcula los es de hidróxido de calcio que se han añadido en C c) Indica qué as se ha desprendido en A al abrir la llave E. Escribe la reacción química. Calcula los es de CO que se producen al reaccionar todo el HCl. d) Escribe la reacción que se produce en C cuando llea el as desprendido en A. e) Calcula los es de carbonato de calcio que se producen en C. SOL: a) Una disolución 1 N de HCl indica que existe 1 equivalente ramo de HCl por cada litro de disolución, como un equivalente ramo en el caso del HCl es iual a un, la disolución de HCl es 6 ar (6 es por cada litro). 1000mL 5mL = 6 x 6 5 x = = 0, de HCl b) Como la disolución añadida en C está saturada, existen en ella el máximo número posible de iones iones OH - y Ca +, por lo que el producto de solubilidad es: P S = + [ OH ] [ ] 6 5,0.10 = Ca

6 Si desinamos con x a los es por litro de Ca +, los de OH - son x, sustituyendo en la expresión anterior + [ OH ] [ Ca ] = ( x) 6 6 5,0.10 P S 5,0.10 x 4 x x = = = = = 1, Como en C se ha añadido 0,5 L de disolución, los es de hidróxido de calcio son: 1,08.10 = 0,54.10 c) La reacción que se produce al abrir la llave de E y caer el líquido en A es: HCl + CaCO CaCl + CO ( as) + H O El as que se desprende en la reacción es dióxido de carbono y es el as que llea al recipiente C (llamado erlenmeyer). De acuerdo con la estequiometría de la reacción cada dos es de HCl oriinan un de CO, como llean 0,15 es de HCl, se forman 0,15/=0,075 de CO. d) Al erlenmeyer C llean 0,075 CO y se encuentran con 500 ml de una disolución saturada de hidróxido de calcio, la cual contiene 0, de ( OH ) Ca. Se produce la siuiente reacción: ( OH ) Ca CaCO H O CO + + De la estequiometria de esta reacción se deduce que el reactivo que está en menor proporción es el hidróxido de calcio y por ello se forman los mismos es de carbonato de calcio, esto es, 0, L