Problemas de Quimica General

INSTITUTO UNIVERSITARIO LA UIS ESCUELA DE CIENCIAS PROBLEMAS DE QUIMICA GENERAL CONVERSIÓN DE UNIDADES 1. El radio atómico del Magnesio es 1,36 Anstrong y su masa atómica es 24,312 g. Cuál es la densidad de un átomo de Magnesio si se suponen que son esféricos. Expresar la densidad en g/cm3. Rta: 3, 83 g/cm3 2. ¿Qué sucede con el volumen de un bloque de hielo cuando se derrite? 3. Un tubo de vidrio de 12,7 cm. de largo se llena con Mercurio. La masa de Mercurio necesaria para llenar el tubo es de 105,5 gramos. Calcule el diámetro interno del tubo en pulgadas. La densidad del Mercurio es de 13,6 g/ml. Rta: 0,34 in 4. A un estudiante se le entrega un crisol y se le pide demostrar si está hecho de platino puro. El estudiante primero pesa el crisol en el aire y luego lo pesa suspendido en agua (densidad del agua: 0,9986 g/ml) las lecturas de las pesadas son 860,2 g y 820,2 g, respectivamente. A partir de estas mediciones y dado que la densidad del platino es de 21,45 g/cm 3 . ¿A qué conclusión llegaría? Nota: Un objeto suspendido en un fluido es mantenido a flote por la masa del fluido desplazada por el objeto. Desprecie la presión de flotación del aire. 5. El Osmio es el elemento más denso que se conoce (densidad: 22,57 g/cm 3) Calcule la masa en libras y en Kilogramos de una esfera de Osmio de 15 pulgadas de diámetro. Rta: 1440 lb; 653,59 Kg 6. Un recipiente de forma cilíndrica con un diámetro de 50 ft y una altura de 85,6 in contiene Cloruro Férrico líquido con una densidad de 1,32 g/cm 3. Determinar: • Cuántas moles y moléculas son necesarias para que la sustancia ocupe las ¾ partes del volumen del recipiente. • Cuántos átomos de Cloro hay en esa cantidad del compuesto. Rta: 2416251058 moles; 1,455 x 1030 moléculas; 4.36 x 1030 átomos de Cloro 7. Juana está en un pequeño bote dentro de la piscina de su casa. ¿Qué le ocurrirá al nivel del agua si deja caer al fondo de la piscina unas piedras que lleva en el bote?.

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8. En un recipiente de tipo cilíndrico con un diámetro de 4,5 in y una altura de1,5 ft se introduce ácido fosfórico con una densidad de 4,8 x 10 -2 lb./m3. Determinar la masa en gramos de ácido fosfórico necesarias para que ocupe la mitad del volumen del recipiente. Rta: 0.050 g 9. En una reacción química se combinan 6,75 gramos de Azufre con 7,14 gramos de Vanadio. Deducir la formula empírica del producto. Rta: V2 S3 10. Se ha observado que 14 gramos de Hierro se combinan químicamente con 8 gramos de Azufre. Deduzca la formula empírica del producto. Rta: FeS 11. La densidad del Zinc es 455 lb/ft 3 determinar el peso en gramos de 25 cm3 Zinc. Rta: 182,2 g 12. Cuando 10,0 gramos de Mercurio reaccionan con suficiente Bromo se forman 18,0 gramos de un compuesto puro. Calcular la formula molecular del compuesto si presenta 3,0 x 1022 moléculas. Rta: HgBr2 13. En recipiente de tipo esférico con un diámetro de 5 pulgadas se introduce cierta cantidad de Hipoclorito de sodio (NaClO) ocupando el 79 % del volumen del recipiente. Calcular la masa en libras de la sustancia necesarias para ocupar el anterior volumen si esta presenta una densidad de 8,92 x 10 -3 mg/ in3. Rta: 1.01 x 10-6 lb 14. El volumen total de agua de mar es 1,5 x 10 21 litros. Supóngase que esta agua contiene 3,1 % en masa de cloruro de sodio y su densidad es de 1,03 g/ml. Calcule la masa total de cloruro de sodio en Kilogramos y en toneladas. (1 ton: 2000 lb; 1lb: 453,6 g) Rta: 4, 7895 x 1019 Kg; 5,27 x 1016 Ton 15. Explica el mecanismo utilizado para separar una mezcla de Azufre, limadura de Hierro, sal y alcohol etílico. 16. Mediante un análisis de la Nicotina, constituyente tóxico del tabaco se determino que estaba formado por: C: 3,717 x 1024 átomos N: No se pudo determinar H: 8,65 moles Calcular la formula molecular de la nicotina si presenta 3,68 x 10 23 moléculas Rta: C10 H14 N2 17. Cuando se oxidan en el aire 12,120 g de vapor de Zinc se obtienen 15,084 g del óxido. ¿Cuál es la formula empírica del óxido? Rta: ZnO

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18. En un recipiente de tipo cilíndrico con un diámetro de 5 m y una altura de 10 pulgadas se depositó Nitrato bibásico de aluminio (Al(OH) 2NO3) con una densidad de 9,82 x 10 -3 mg/in3. Calcular la masa necesaria de la sustancia para que ocupe la tercera parte del volumen del recipiente. Rta: 996.11 mg 19. 0,75 libras de ácido sulfúrico (H 2SO4) con una densidad de 27,5 Kg/ft 3 se introducen en un recipiente de tipo cúbico con una arista de 0.08 metros. ¿Cuál es el porcentaje en volumen que ocupa el ácido sulfúrico del recipiente? Rta: 68,5 % 20. Un recipiente A de forma irregular y sellado completamente está lleno de ácido nítrico (HNO3) liquido cuya densidad es de 3,8 x 10 -1 lb/in3, esta sustancia es transferida a un nuevo recipiente B de mayor tamaño, de forma cilíndrica con un diámetro de 10 cm. y una altura de 4 in ocupando un 70 % de su volumen. Calcular los gramos de ácido nítrico necesarios para ocupar el anterior volumen. Rta: 5876.22 g 21. El análisis de 9,03 x 10 22 moléculas de un compuesto que contiene únicamente H, Pt y Cl da los siguientes resultados: H: =0,3 moles Pt: 9,03 x 1022 átomos Cl: No se pudo determinar Si el peso molecular del compuesto es 410 g/mol. Calcular: a. Los gramos de Cloro en la muestra. b. La formula molecular del compuesto. Rta: 31.95 g; H2 Pt Cl6 22. El ácido ascórbico (vitamina C) cura el escorbuto y ayuda a evitar el resfriado común, esta compuesto por 40,92 % de Carbono; 4,58 % de Hidrogeno y 54,50 % de Oxigeno en masa. Determine la formula empírica. Rta: C3 H4 O3 23. La muestra de un compuesto de Boro e Hidrogeno contiene 6,444 g de Boro y 1,803 g de Hidrogeno. La masa molar del compuesto es aproximadamente 28 g. Cual es la formula molecular del compuesto. Rta: BH3 24. La alicina es e compuesto responsable del olor característico del ajo. Un análisis de dicho compuesto muestra la siguiente composición porcentual: C: 44,4 %; H: 6,21 %; S: 39,5 % y el resto de Oxigeno. Si la masa molar del compuesto es aproximadamente 324 g/mol. Deduzca su formula molecular. Rta: C12 H20 O2 S4

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25. Se sospecha que el glutamato monosódico (MSG), saborizante de alimentos, es el causante del “síndrome del restaurante chino”, ya que puede causar dolores de cabeza y del pecho. El MSG tiene la siguiente composición porcentual en masa: 35,51 % de C; 4,77 % de H; 37,85 % de Oxigeno; 8,29 % de Nitrógeno y 13,60 % de Sodio. Si su masa molar es 169 g. Cuál será su formula molecular. 26. Calcule la masa en gramos de 0.433 moles de nitrato de calcio. Rta: 71,01 g 27. Cuántas moléculas de glucosa hay en 5,23 g de C 6 H12 O6 Rta: 1,749 x 1022 moléculas 28. Cuántas moléculas y moles de Urea (NH 2)2 CO se encuentran presentes en un recipiente de forma cilíndrica con un diámetro de 2 pies y una altura de 5 pulgadas. El compuesto ocupa la mitad del volumen del recipiente. La densidad de la Urea en de 1,28 x 10-2 lb/cm3 Rta: 1791.55 moles; 1.078 x 1027 moléculas 29. Una muestra de la hormona sexual femenina Estradiol C 18 H24 O2 contiene

3,0 x 1020 átomos de Hidrogeno. a) Cuántos átomos de Carbono contiene la muestra. b) Cuántas moléculas de Estradiol contiene la muestra. c) Cuántas moles de Estradiol contiene la muestra. d) Calcule la masa de la muestra en kilogramos. 30. La etiqueta de un frasco de 250 ml de un insecticida indica que el frasco contiene 0.1 % de Servin C12 H11 NO2 ¿Cuántas moléculas de Servin hay en el frasco suponiendo que el Servin tiene una densidad de 1,08 g/ml? Rta: 8.08 x 1020 moléculas 31. Cuando se calientan 50 g de Aluminio metálico con un exceso de Bromo líquido se forman 493,9 g de un compuesto. Calcular: a. El número de moles de Aluminio en el producto. b. La formula empírica del compuesto. c. La formula molecular del producto si presenta una masa molar de 533,9 g. Rta: 1,85 moles; Al Br3; Al2 Br6 32. Una sustancia A con el mismo porcentaje en peso de Azufre y de Oxigeno, se hace reaccionar con Cloro gaseoso para producir una sustancia B que tiene la siguiente composición en peso: S: 23,70 %; O: 23,70 %; Cl: 52,59 %. Hallar las formulas empíricas de A y B y escribir la ecuación que represente la reacción anterior.

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33. En la síntesis de un compuesto orgánico se gastaron 0,24 x 10 24 átomos de Carbono, 0,8 g de Hidrogeno y 12 x 10 22 átomos de Oxigeno. Cuál es la formula empírica del compuesto. Rta: 34. Se mezcla 30gr de una sustancia X con 50g de una sustancia y en una botella de 1 lt. La mezcla ocupa toda la botella. Calcular la densidad de la mezcla en kg/cm3 y calcular la densidad relativa si las sustancias son líquidas. 35. teniendo en cuenta la formula de la Urea, Calcular: • • • • • • • • •

Moles de átomos de Carbono por mol de Urea Gramos de Carbono por mol de Urea Átomos de Nitrógeno por mol de Urea Gramos de Hidrogeno por gramos de Urea Moles de átomos de Oxigeno por mol de átomos de Hidrógeno Átomos de Carbono por mol de átomos de Oxigeno Gramos de Nitrógeno por átomo de Carbono Átomos de Oxigeno por 100 gramos de Urea Gramos de Urea por 10 moles de átomos de Carbono

36. ¿Por qué si nos bañamos en agua a 25 ºC tenemos sensación de frío, mientras que el aire a la misma temperatura nos da sensación de calor? 215. Proponga un diseño experimental para determinar la profundidad de un lago si solo se dispone de una probeta cilíndrica graduada. 37. El estacol es una sustancia orgánica que se encuentra en las heces fecales y en la brea del alquitrán, esta constituida por C, H y N. En una análisis se determinó que estaba formada por: C: 82,40 % H: 6,92 % N: No se pudo determinar La formula molecular de este compuesto coincide con la formula empírica. Cuál es la formula del compuesto. 38. El gas mostaza (C4H8C12S) es un gas venenoso que se utilizó en la primera guerra mundial y posteriormente se prohibió sus uso, causa la destrucción general de los tejidos corporales, lo que da como resultado la aparición de

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ampollas. No hay un antídoto efectivo contra él. Calcule la composición porcentual de los elementos del gas mostaza. 39.

El kilate es la unidad de masa que utilizan los joyeros. Un kilate es exactamente igual a 200 mg. ¿Cuántos átomos de Carbono están presentes en un diamante de 24 Kilates?.

40. Al analizar una cierta cantidad de un compuesto se encontró que posee: -5.45 moles de C -3.31x1024 átomos de H -29.06 g de O Si esa cantidad del compuesto corresponde a 0.909 moles del mismo calcule su forma molecular. 41. Cuantos átomos de Hidrogeno están presentes en 40.5 g de sacarosa o azúcar de mesa, si su formula empírica es C12 H22 O11 42. Diga si a continuación se describen propiedades físicas o químicas. a) Un rayo de luz se atenúa poco a poco y finalmente se apaga. b) El jugo de naranja congelado se reconstituye añadiéndole agua. c) El crecimiento de las plantas depende de la energía del sol en un proceso denominado fotosíntesis. 43. Clasifique cada uno de los siguientes enunciados como hipótesis, ley o teoría y explique por que: a) La contribución de Bethoven a la música hubiera sido mucho mejor si se hubiera casado. b) Una hoja de otoño cae hacia el suelo por que hay una fuerza de atracción entre ella y la tierra. c) Toda la materia esta compuesta de partículas muy pequeñas llamadas átomos. 44. Diga si las siguientes aseveraciones describen propiedades físicas o químicas: a) El oxigeno gaseoso permite la combustión. b) Los fertilizantes ayudan a incrementar la producción agrícola. c) El agua hierve a menos de 100°C en la cúspide de una montaña. d) El plomo es más denso que el aluminio. e) El azúcar sabe dulce. 45. Expresar la composición porcentual para cada átomo en: a) 2 moles de H2SO4 b) 5 moles de AgCl

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46. Suponga que se tiene un cubo hecho de Magnesio metálico (Mg) cuya arista mide 1,0 cm. a. Calcule el número de átomos de Mg en el cubo. Los átomos tienen una forma esférica, en consecuencia los átomos de Mg en dicho cubo no pueden llenar todo el espacio. Si solo está ocupado por átomos de Mg el 74 % del interior del cubo. Calcule el radio de un átomo de Mg en picometros. (la densidad del Mg es 1,74 g/cm 3 y el volumen de una esfera de radio r es 4/3 πr3. 47. ¿Por qué la fresa u otro vegetal se vuelven blandos cuando se congelan? 48. ¿A qué se debe que cuando a una ensalada de pepino se le agrega sal, expulsa agua? 49. Cuál es la explicación de que el Amoniaco con peso molecular 17 y el gas carbónico con peso molecular 44 se encuentran a temperatura como un gas. Sin embargo, el agua, cuyo peso molecular es 18 y en las mismas condiciones, se encuentra en estado líquido. 50. Para disminuir o evitar los daños producidos por las heladas en los cultivos de flores o papa en la sabana de Bogotá, nuestros campesinos riegan con abundante agua. ¿Por qué? 51. ¿Por que no se debe congelar frutas como el tomate, uvas, etc.? 52. ¿Por qué no es recomendable regar las plantas con agua fría? 53. En donde hay mayor cantidad de masa: 0,72 gramos de Oxigeno o en 0,0011 moles de clorofila (C55 H72 Mg N4 O5). 54. La hemoglobina (C 2952 H4664 N812 O832 S8 Fe4) es la que transporta el Oxigeno en la sangre. a. Calcule su masa molar. b. En promedio un adulto tiene alrededor de 5 litros de sangre, cada mililitro de sangre contiene aproximadamente 5,0 x 10 9 eritrocitos o células rojas de la sangre y cada una de estas células contiene alrededor de 2,8 x 108 moléculas de hemoglobina. Calcule la masa de moléculas de hemoglobina en gramos que tiene un adulto en promedio. 55. Ocurren tres isótopos del silicio den la naturaleza: 28 Si (92.21 %), que tienen una masa de 27,97693 u.m.a.; 29 Si (4,70 %) que tiene una masa de 28,97659 u.m.a. y 30 Si (3,09 %), que tiene una masa de 29,97376 u.m.a. Calcule el peso atómico del silicio.

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56. Calcule el peso molecular para a) Al(OH)3 ; b) CH3 OH. 57. Calcule el número de átomos de Carbono que hay en 0.350 moles de C6 H12 O6 . 58. Se desea preparar una vitamina C cuyo principal componente es el ácido ascórbico. La muestra inicial de la vitamina contiene: 70 % de ácido ascórbico 20 % de agua 10 % de una sustancia X Luego de un proceso de secado completo la vitamina pierde la mitad del porcentaje de la sustancia X. El peso de la vitamina después del secado es de 375 g. El ácido ascórbico presente esta formado por: C: 143.122 gramos H: 9,56 x 1024 átomos O: 11,93 moles Calcular la formula molecular del ácido ascórbico si este posee 1,197 x 1024 moléculas. 59. Cuando metemos las manos en agua hirviendo (100°C) nos quemamos. ¿Cómo es posible que estando en un cuarto encerrado donde la temperatura ambiente (100°C) no sucede lo mismo? 60. Al analizar 13,8 g de una sustancia desconocida se obtuvieron los siguientes resultados: C: 0,6 moles H: 1,8 g O: 1,806 x 10 23 átomos Si hay 0,3 moles del compuesto. Calcule la formula molecular. 61. Explica el mecanismo empleado para separar una mezcla de parafina, hierro en polvo, azúcar y metanol. CONFIGURACION ELECTRONICA 62. Dibuje el diagrama de orbítales para la configuración electrónica del Oxigeno, número atómico 8.

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63. Escribir la configuración electrónica de los elementos con Z = 75; Z = 53. Indicar grupo, período, electrones de valencia y número de niveles. 64. Indique el número de protones, neutrones y electrones en cada una de las siguientes especies: 11

199

B; 5

Hg;

200

Hg 80

80

65. ¿Cuántos átomos de Hidrogeno están presentes en 40.5 g de sacarosa de azúcar de masa (C12H22O11). 66. Un elemento X cuyo número atómico es 13 se une con elemento Y cuyo número atómico es 8. Indique el tipo de enlace que une estos elementos y la formula molecular del compuesto resultante. 67. a) b) c) d)

En la siguiente tabla se indica el número de electrones, protones y neutrones en los átomos o iones de varios elementos. ¿Cuáles de las especies son neutras? ¿ cuales de las especies están cargadas negativamente ¿Cuáles de las especies están cargadas positivamente ¿Cuáles son los símbolos de todas las especies

68. Si se llegara a descubrir un nuevo gas noble; cuantos electrones tendría uno de sus átomos y cuál sería su configuración electrónica. 69. Determinar: • Grupo y periodo • # de orbitales • # de orbitales semillenos • # de orbitales ocupados • # de electrones desapareados • Si es paramagnético o diamagnético • # de electrones de valencia • Diagrama orbital • # de electrones en el nivel M • Nombre del grupo Para el Arsénico Cuyo Z = 33

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70. Completa la siguiente tabla con los números cuánticos de los seis electrones del átomo de Nitrógeno. Electrón 1 2 3 4 5 6 7

n

l

m

s

71. Completar la siguiente tabla: Z A B C D E

Configuración electrónica

Grupo

Periodo

1

4 3

Ion más probable

31 1s2 2s2 2p6 -2

(Ne) 3s2 3p1

72. Un elemento X cuyo Z = 13 se une con elemento Y cuyo Z = 16 para formar un compuesto. Indique: • • •

Si el compuesto es ionico o covalente. La estructura de lewis La formula molecular del compuesto formado

73. Prediga la geometría de cada una de las siguientes especies, utilizando el modelo RPECV: • PCl3 • TeCl4 • SiH4 74. Describa la hibridación del Fósforo en el PF 5

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75. Explique por qué en los elementos de transición se llenan primero los orbitales del último nivel de energía (s) que los del penúltimo nivel de energía (d). 76. La distribución electrónica de un elemento A termina en 3p 4. Otro elemento B se ubica en el grupo II A y el periodo 3 y un tercer elemento C posee dos protones más que el gas noble del periodo 4. Ordene los elementos de menor a mayor en cuanto a su potencial de ionización. 77. Escriba la estructura de Lewis para el ácido formico (HCOOH) SOLUCIONES 78. Una solución está formada por 3,01 x 10 24 moléculas de Sulfato plúmbico (Pb(SO4)2) disueltos en dos litros y medio de tetracloruro de carbono con una densidad de 3,65 g/cm3. La solución presenta una densidad de 8,2 x 103 Kg/ft3. Calcular: • • •

La concentración porcentual en masa de la solución. La concentración molal La concentración molar y Normal de la solución.

79. Una botella contiene una solución de Hidróxido de sodio marcada con una concentración de 1 M. Debe efectuarse una reacción en la que se requiere 0,5 moles de NaOH disueltos. ¿Qué volumen de solución debe medirse para obtener es cantidad del soluto?. 80. Cual es la fracción molar, la molalidad y el porcentaje en peso de una solución preparada disolviendo 0,3 moles de CuCl 2 en 40 moles de agua. 72.

Cuando se evaporan 50 g de una solución de sulfato de sodio hasta completa sequedad se producen 20 g de la sal. Cuál es el porcentaje de sal en la solución.

73. 2,54 x 1024 moléculas de Glucosa (C 6H12O6) se disuelven en 2,75 lb de agua. La densidad de la solución es 1,254 x 10 -3 lb/cm3. Calcular: a. El porcentaje en masa de la solución. b. La molalidad c. La Molaridad d. La fracción molar de sus componentes. 74. En una solución de Benceno y Cloroformo, la fracción molar del Benceno es 0,450. Cuál es el porcentaje en peso del Benceno en esta mezcla.

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75. Describas como prepararías 5 x 10 2 ml de solución 1,75 M de ácido sulfúrico a partir de una solución concentrada de ácido sulfúrico 8,16 N. 76. Cuántos gramos de agua deberán usarse para disolver 150 g de cloruro de sodio para producir una solución al 20 % en peso. 77. Una solución está formada por 4,21 x 10 22 moléculas de sulfato férrico con una densidad de 1,08 g/ml disueltos en 0,28 Kg de agua. La densidad de la solución es 1,685 g/ml. Calcular: a. El porcentaje en peso y en volumen de la solución. b. La molalidad y la molaridad. c. La concentración normal de la solución. 78.

Mediante un análisis formado por:

se pudo determinar que un compuesto estaba

Fe: 3,96 x 1023 átomos S: 0,657 moles O: El resto Si las tres cuartas partes de la masa molar del compuesto se disuelven en 450 ml de tetracloruro de carbono (CCl 4) con una densidad de 0,84 g/ml para producir una solución con una densidad de 12,2 Kg/ft 3, Calcular la concentración molar y normal de la solución. 79. Una botella contiene una solución de hidróxido de sodio, marcada con concentración de 1 M. Debe efectuarse una reacción que requiere 0.5 mol de hidróxido de sodio disueltos. ¿ Qué volumen de solución debe medirse para obtener esta cantidad de soluto?. 80. ¿Qué volumen de una solución 0.4 N de Hidróxido de sodio contiene 20 mili equivalente de soluto?. 81. ¿Se prepara una solución disolviendo 86.53 gramos de carbonato de sodio, en agua. En un matraz volumétrico de 1000 ml, añadiendo agua hasta la marca y mezclando. La densidad de la solución es 1.081 g / cm 3. Determinar: 82. ¿Una solución contiene 20 g. de ácido acético en 250 g. de agua. ¿ Cuál es la concentración de la solución expresada en: a) Molalidad b) Fracción molar de los compuestos.

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83. Se mezclan 26.5 ml de etanol (PM = 46, d = 0.8 g/ml) con 75 g de agua, siendo la densidad de la mezcla 0.962 g/ml. Expresar la concentración de la solución en: a) % p/p de etanol b) g de etanol por 100 ml de solución c) Molalidad d) Molaridad e) Fracción molar de etanol f) % v/v de etanol 84. Se tiene una solución acuosa de glucosa densidad = 1.04 g/ml. Determinar a) Molaridad b) Molalidad c) Normalidad d) Los gramos de glucosa por 100 ml solución e) Los g/L f) La X de soluto

(PM = 180) al 10% p/p y

85. Dos recipientes contienen soluciones acuosas 0.2 N y 4M de Ca(OH) 2 respectivamente. Sin agregar agua pura y suponiendo volúmenes aditivos, determinar el volumen de agua que debe agregarse a cada solución para preparar 800 ml de solución 2 M de Ca(OH)2 . 86. ¿Cuándo se evaporan 50 g. de una solución de sulfato de sodio hasta completa sequedad, se producen 20 g. de sal. ¿Cuál es el porcentaje de sal en la solución?. 87. ¿Algunas soluciones llevan etiquetas que las identifica como por ejemplo NaCl 10%, NaBr 10% y NaI 10%. Explica lo que significa cada una de ellas, expresando las concentraciones en moles por litro o molaridad. 88. ¿La dolorosa picadura de hormiga es causada por el ácido fórmico que esta inyecta bajo la piel. Calcular el porcentaje en peso del ácido fórmico en una solución que es 1.099M en ácido fórmico. La densidad de la solución es 1.0115 g / cm3. 89. ¿A 25 ml de una disolución 0.866 M de Nitrato de Potasio se le agrega agua hasta que el volumen de la disolución es de 500 ml exactos. ¿Cuál es la concentración de la disolución final?. 90. ¿La leche de magnesia es una suspensión acuosa de hidróxido de Magnesio ( Mg(OH)2 ) que se usa para tratar la indigestión ácida. Calcule el volumen de disolución 0.035 M de ácido Clorhídrico ( Una concentración típica de ácido en la parte superior del estómago) necesario para que

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reaccione con dos cucharadas (aproximadamente 10 ml) de leche de magnesia (0.080 g de Mg(OH)2 /ml ). 91. A usted se le proporcionan dos soluciones incoloras, una de ellas contiene NaCl y la otra contiene Sacarosa (C 12 H22 O11 ). Sugiera una prueba física y una química que le pudiera ayudar a distinguir entre estas dos disoluciones. 92. La Lisozima (PM = 13900 g/mol) es la proteína que forma la clara del huevo. Se desea preparar 500 g de solución 0.01 m de lisozima. Qué cantidades de agua y de lisozima se debe usar?. 93. Qué volumen de H2 SO4 concentrado del 98% p/p y densidad 1.84 g/ml deben tomarse para preparar 1.5 litros de solución 0.5 M de H 2 SO4. 94. Calcular el grado de disociación y el pH de una solución 0.45 M de ácido acético. 95. Cuantos ml de ácido acético concentrado del 96% p/p y densidad 1.06 g/ml se requieren para preparar 850 ml de solución de pH = 3.2 ?. 141. Determinar el pH de una solución que es al mismo tiempo 0.1 M de NH 3 y 0.2 M de NH4Cl. Kb = 1.8 x 10-5 . 96.- Determinar el pH de la solución resultante de mezclar 200 ml de solución 0.2 M de ácido Fórmico (HCOOH, Ka = 1.8 X 10 -4 ) con 300 ml de solución 0.25 m de Formiato de Sodio (HCOONa). 97 Mediante un análisis se determinó que una muestra de un carbohidrato estaba formado por: C: 2,0 x 1024 átomos H: 59,46 ml con una densidad de 1,85 x 10 3 mg/in3 O: No se pudo determinar El compuesto presenta 3,341 x 1023 moléculas. 85 gramos del compuesto se disuelven en 250 ml de cloroformo (CHCl 3) con una densidad de 1,02 g/ml produciendo una solución con una densidad de 2,8 x 10-3 lb/cm3. Calcular la concentración molal y molar de la solución. 98. El Peroxiacilnitrato (P.A.N.) es uno de los componentes sólidos del smog. El compuesto presenta la siguiente composición: C: 22,24 ml con una densidad de 0,89 g/ml H: 2,5 % O: 2,49 x 1024 átomos

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N: 0,83 moles 125 gramos del compuesto con una densidad de 1,14 x 10 -3 lb/cm3 se disuelven en 750 gramos de Benceno (C 6H6) con una densidad de 0,748 g/ml para formar una solución con una densidad de 0,0098 Kg/ml. Calcular: a. El porcentaje en masa y en volumen de la solución b. La molalidad y la Molaridad de la solución c. La Normalidad de la solución si el soluto tiene un peso equivalente de 96. PROPIEDADES COLIGATIVAS 99. Se disuelven 20 moles de un soluto volátil B, en 180 moles de agua a una temperatura de 14 ºC. La presión de vapor del agua pura es 12 mm Hg. Calcule la presión de vapor de la solución. 100. Calcular la presión de vapor de una solución formada por disolución de 30 g de alcanfor, C10 H16 O, en 100 g de alcohol etílico, C 2 H5 OH, a 20 ºC. La presión de vapor del alcohol a 20 ºC es 43,9 mm Hg. 101. A 20 ºC la presión de vapor del agua es 17,5 mm Hg y a la misma temperatura la de una solución constituida por 360 g de agua y 20 g de un soluto es 17,25 mm Hg. Calcular el peso molecular del soluto. 102. Se prepara una disolución disolviendo 396 g de sacarosa en 624 g de agua. ¿Cuál es la presión de vapor de esta disolución a 30 ºC (La presión de vapor del agua a 30 ºC es 31,8 mm Hg) 103. Cuantos gramos de sacarosa se deben agregar a 552 g de agua para obtener una disolución cuya presión de vapor sea 2,0 mm Hg inferior a la del agua pura a 20 ºC. La presión de vapor del agua a 20 ºC es 17,5 mm Hg. 104. Calcular la temperatura de ebullición de una solución que contiene 0,5 moles de un soluto en 1500 g de agua a 1 atm. 105. Calcular la temperatura de congelación de una solución que contiene 0,2 moles de un soluto no volátil en 500 g de Benceno. 106. El etilenglicol, CH2(OH)CH2(OH), es un anticongelante automovilístico común, es soluble en agua y bastante no volátil (P. eb.: 197 ºC). Calcule el punto de congelación de esta disolución que contiene 651 g de esta sustancia en 2505 g de agua.

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107. calcular la presión osmótica de una solución que contiene 1, 8 g de glucosa en 100 ml de solución a 25 ºC. 108. La presión osmótica promedio del agua de mar es de unas 30 atm a 25 ºC. Calcule la concentración molar de una disolución acuosa de Urea CO(NH2)2 que es isotónica del agua de mar. 109. Una muestra de 7, 85 g de un compuesto con formula empírica C 5 H4 se disuelve en 301 g de Benceno. El punto de congelación de la disolución es 1,05 ºC menor que el del Benceno puro. ¿Cuál es la masa molar y la formula molecular de este compuesto? 110. Se prepara una disolución disolviendo 35,0 g de hemoglobina (Hb) con suficiente agua para alcanzar un volumen de 1 litro. Calcule la masa molar de la hemoglobina si se encuentra que la presión osmótica de la disolución es de 10,0 mm Hg. 111. Una disolución de 0,85 g de un compuesto orgánico en 100,0 g de benceno tiene un punto de congelación de 5,16 ºC. Cuál es la molalidad de la disolución y la masa molar del soluto. 112. Una disolución de benceno que contiene 2,47 g de un polímero orgánico en 202 ml de disolución tiene una presión osmótica de 8,63 mm Hg a 21 ºC. Calcule la masa molar del polímero. 113. Las presiones osmóticas de las disoluciones A y B son 2,4 atm y 4,6 atm respectivamente, a cierta temperatura. ¿Cuál es la presión osmótica de una disolución preparada con la mezcla de volúmenes iguales de A y B a la misma temperatura?. 114. Cuales son los puntos de ebullición y de congelación de una disolución 2,47 m de Naftaleno en benceno. (el punto de ebullición y el punto de congelación del benceno son 80,1 ºC y 5,5 ºC, respectivamente). 115. El análisis elemental de un sólido orgánico extraído de la goma arábiga (una sustancia chiclosa que se utiliza en pegamentos, tintas y productos farmacéuticos) mostró que contenía 40% de Carbono, 6;7 moles de Hidrógeno y 2,0 x 1024 átomos de oxigeno. Una disolución de 0,650 g del sólido en 27,8 g del disolvente bifenilo tuvo una disminución del punto de congelación de 1,56 ºC. Calcule la masa molar y la formula molecular del sólido (Kf para el bifenilo es 8,00 ºC/m). 116. Se prepara una disolución condensando 4,00 l de un gas medido a 27 ºC y 748 mm Hg de presión en 58, 0 g de benceno. Calcule el punto de congelación de esta disolución.

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117. Una disolución que contiene 0,8330 g de un polímero de estructura desconocida en 170, 0 ml de un disolvente orgánico mostró una presión osmótica de 5,20 mm Hg a 25 ºC. determine la masa molar del polímero. 118. La lisozima es una enzima que rompe la pared de las células bacterianas. Una muestra de lisozima extraída de la clara de huevo tiene una masa molar de 13930 g se disuelve una muestra de 0,100 g de esta enzima en 150 g de agua a 25 ºC. Calcule: a) b) c) d)

La disminución de la presión de vapor La disminución del punto de congelación El aumento del punto de ebullición La presión osmótica de la disolución

(La presión de vapor del agua a 25 ºC es 23,76 mm Hg) ESTEQUIOMETRIA 119. El COCl2 reacciona con agua para producir CO2 y el HCl. Calcular la máxima cantidad de HCl que se puede obtener al hacer reaccionar 10 moles de COCl2 con 360 gramos de agua. 120. El hidróxido de sodio reacciona con CO 2 del aire para producir carbonato de sodio sólido y agua líquida. 500 g de hidróxido de sodio puro se dejaron al aire por un tiempo, comprobándose por análisis posterior que el contenido de hidróxido de sodio era solo del 95 % en peso. Calcule: a) Las moles de CO2 que reaccionaron b) Los gramos de carbonato de sodio que se formaron c) Las moles de agua que se producen. 121.

En el proceso metalúrgico de refinamiento del Níquel, el metal se combina primero con monóxido de carbono para formar tetracarbonilo de Níquel (Ni(CO)4 el cual es un gas a 43 °C, esta reacción separa el Níquel de otras impurezas sólidas. A partir de 86,4 gramos de Níquel calcule la presión del Ni(CO) 4 en un recipiente con un volumen de 4 litros suponiendo la reacción completa.

122. El fertilizante Sulfato de Amonio se prepara mediante la reacción del Amoniaco y el ácido sulfúrico. Si en la reacción se utilizan 5000 ml de Amoniaco con una presión de 2,25 Atm y 27 °C con 49 g de ácido sulfúrico. Determine:

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• • •

Los gramos de sustancia que queda sin reaccionar. Las moléculas de Sulfato de Amonio producidos. La eficiencia de la reacción si realmente se producen 25 gramos de Sulfato de Amonio.

123. Se hacen reaccionar pesos iguales de Bromo y Yodo para formar BrI. Si en la reacción se consume totalmente el I 2, calcular el porcentaje de Bromo que quedó sin reaccionar. 124. El Carbonato de sodio reacciona con el ácido fosfórico para producir fosfato de sodio, dióxido de carbono y agua. Cuando reaccionan 50 g de carbonato de sodio y 50 g de ácido fosfórico determinar: a. Las moléculas de agua producidas. b. el rendimiento de la reacción si experimentalmente se obtuvieron 7,99 g de fosfato de sodio. 103. Explique en que consiste la oxidación y la reducción en una reacción química 104.

Responda las siguientes preguntas:

a) Cuales son las características de una ecuación química b) Explique en que consiste cada clase de reacción química y escriba un ejemplo de cada una c) Cuál es la diferencia entre ecuación y reacción química, función y grupo funcional d) En una reacción química que le sucede al átomo que se oxida y al que se reduce? 105. El hiposulfito Sódico comercial posee el 88% de Na 2 S2 O4 puro. ¿Cuánto producto comercial podría prepararse utilizando 120 toneladas de Zn del 85% de pureza con una cantidad suficiente de los demás reactivos?. Zn

+

Zn S2 O4

S O2

Zn S2 O4

+ Carbonato de Sodio

Zn C O3

+ Na2 S2 O4

106. El Dióxido de azufre es un peligroso contaminante atmosférico y los medios químicos son los más eficientes para eliminarlo. Por ejemplo, podemos quemar la piedra caliza, que es esencialmente carbonato de calcio y emplear el oxido de calcio producido (cal viva), con el cuál el dióxido de azufre produce Sulfito de calcio.

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CaCO3 CaO

CaO + CO2 +

SO2

CaSO3

107. Supón que se quema gas natural en una instalación petrolera a razón de 100 Kg/hora, y que contiene 10% en peso de H 2 S. a) Qué masa de SO2 se produce por hora? b) Cuántas toneladas diarias de piedra caliza se requieren para eliminar el SO 2 formado?. La reacción que se lleva a cabo es: H2S

+

O2

SO2

+

H2 O

108. Cierta muestra de hulla contiene 1.6% en masa de azufre. Cuando se quema la hulla con oxígeno molecular, el azufre se convierte en dióxido de azufre. Para evitar la contaminación del aire, el dióxido de azufre se trata con oxido de calcio para formar sulfito de calcio. Calcule la masa de óxido de calcio (en kilogramos) que necesita diariamente una planta eléctrica que utiliza 6.60 x 106 Kg de hulla al día. 109. La siguiente reacción se lleva a cabo hasta que se consume toda la sustancia limitante: Al + MnO

Al2 O3

+

Mn

- Se calentó una mezcla que contenía 100 g de Al y 200 g de MnO para iniciar la reacción. ¿ Cuál de las sustancias iniciales quedó en exceso, y qué cantidad de ella quedó?. 110. Una mezcla de NaHCO3 y Na2CO3 pesó 1.0235g. La mezcla disuelta se hizo reaccionar con un exceso de Ba(OH) 2 para formar 2.1028g de BaCO 3 , mediante las reacciones: Na2CO3

+ Ba(OH)2

BaCO3

+

NaOH

NaHCO3 + Ba(OH)2

BaCO3

+

NaOH

+

H2O

¿Cuál era el porcentaje de NaHCO3 en la mezcla original?. 111.- Una mezcla de metano y etano, con una masa total de 13.43 g se quema completamente en oxígeno. Si la masa total de CO 2 y H2O que se produce es 64.84 g, calcule la fracción de CH4 en la muestra. 112. Determine la cantidad de MnSO4 en Lbm, que se produce si se hace reaccionar 315 g de KMnO4 con el 85 % de pureza con 310 g de Na2C2O4 del 75 % de pureza y 490 ml de H 2SO4 con una densidad de 1,84 Kg/L. La

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cantidad de CO2 , H2O y de ión sulfato generados si la eficiencia de la reacción es del 58 %. Cual es el agente oxidante, cual es el agente reductor, cual es la sustancia oxidada, cual es la sustancia reducida, la reacción química es la siguiente: KMnO4 + H2SO4 + Na2C2O4 ----- MnSO4 + CO2 + H2O + K2SO4 + Na2SO4 113. Balancear por oxido - reducción indicando agente oxidante, agente reductor, sustancia oxidada y sustancia reducida. CrCl3

+ KOH + K + KClO3

CaCO3 KMnO4

+

H3PO4 +

KCl + k2 CrO4

Ca3(PO4)2

HCl

MnCl2

+

CO2

+

+

H2 O

H2O

+ KCl + Cl2 + H2O

114. Se hace saltar una chispa en una mezcla que contiene 25 g de H 2 y 25 g de O2 (ambos al 98% de pureza) para formar agua, de acuerdo con la reacción. H2 + O2 a) b) c) d) e)

H2O

¿Cuántas moles de agua se forman? ¿Qué peso de agua se forma? ¿Cuántas moles de hidrógeno molecular se consumen? ¿Cuántos gramos de hidrógeno molecular reaccionan? Calcular el rendimiento de la reacción si en el laboratorio se producen 20 g de agua. 115. Brinde un ejemplo cotidiano que ejemplifique el concepto de Reactivo Límite 116. Una mezcla de NaHCO3 y Na2CO3 pesó 1.0235 g. La mezcla disuelta se hizo reaccionar con un exceso de Ba(OH) 2 para formar 2.1028 g de BaCO 3, mediante las reacciones: Na2CO3 + NaHCO3 +

Ba(OH)2 Ba(OH)2

BaCO3 + BaCO3 +

NaOH NaOH + H2O

¿Cuál era el porcentaje de NaHCO3 en la mezcla original?. NaHCO3 117. Una mezcla de NaCl y NaBr, que pesaba 3.5084 g se disolvió y se trató con suficiente AgNO3 para precipitar todos los cloruros y bromuros como AgCl y AgBr. El precipitado lavado se trató con KCN para solubilizar la plata y la solución resultante se electrolizó. Las ecuaciones son:

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NaCl + AgNO3 NaBr + AgNO3 AgCl + KCN AgBr + KCN Kag(CN)2 + KOH

AgCl + NaNO3 AgBr + NaNO3 Kag(CN)2 + KCl Kag(CN)2 + KBr Ag + KCN + O2 + H2O

Después de terminar el último paso, el depósito de plata metálica pesó 5.5028 g. ¿Cuál era la composición de la mezcla inicial?. 118. Cierto mineral que pesa 29.5 g posee un 17% en peso de Hierro. La cantidad de Hierro. La cantidad de Hierro existente en el mineral se pone a reaccionar con 0.0765 moles de H 2SO4 para producir Sulfato de Hierro (III) e hidrógeno molecular. El sulfato de hierro producido posee una pureza del 97.5%. Calcular la eficiencia (rendimiento) de la reacción si realmente se producen 1.204 x 1022 moléculas de sulfato de hierro. 119. ¿Cuántos gramos de Hidróxido de Calcio del 60 % de pureza se pueden obtener con 200 g de Ca3 P2 del 90 % de pureza y suficiente agua?. Calcular el peso de las impurezas del Ca(OH)2 si la reacción que ocurre es: Ca3 P2 +

H 2O

PH3

+

Ca(OH)2

120. La disminución del Ozono (O 3) en la estratosfera ha sido tema de gran preocupación entre los científicos en los últimos años. Se cree que el ozono puede reaccionar con el Oxido Nítrico (NO) que proviene de las emisiones de los aviones de propulsión a alturas elevadas. La reacción es: O3 + NO O2 + NO2 Si 0.740 g de O3 reaccionan con 0.022 moles de NO. ¿Cuántos gramos de NO2 se producirán? Calcule el número de moles del reactivo en exceso que se recupera Al finalizar la reacción. 121- Dar el nombre de los siguientes compuestos CaCO3 KCN KBr Ca3(PO4)2 Mg(BrO2)2

AgBr Kag(CN)2 H3PO4 CO2 K2Cr2O7

HClO3 H2CO3 CuOHNO3 KCaPO4

122. Escribe el nombre o formula de los siguientes compuestos (utiliza la nomenclatura tradicional) - KMnO4 - KHSO4 - óxido hipocloroso

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K2Cr2O7 - HF - Fosfato diácido de sodio - Dicromato de potasio - Dihidroxido de magnesio -

-

óxido Niquelico - Nitrato básico - Bicarbonato de sodio - Nitrito de sodio

123. Forma las siguientes sales a partir de los elementos correspondientes y nombra cada uno de los compuestos que se van formando. - Carbonato férrico - Carbonato de plata y zinc - Carbonato de magnesio 124. A partir del Br2 y Na obtener las sales: - Hipobromito de sodio - Bromato de sodio - Bromito de sodio - Perbromato de sodio Las ecuaciones deben balancearse por tanteo. 125. Aplica un procedimiento para obtener las siguientes sales. - Sulfato básico de aluminio - Carbonato ácido de potasio - Nitrato de bario y de cobre(II) - Fluoruro de hidrogeno - Fosfato férrico 126. A partir de un metal y un no-metal, haga las reacciones pertinentes para la obtención de una sal ácida básica, neutra y doble. 127. Obtener el sulfato férrico a partir del hierro y el azufre 128. A partir de un metal y un no metal, haga las reacciones pertinentes para la obtención de una sal ácida y una sal básica 129. Un compuesto X contiene 63,3 % de Manganeso y 36,7 % de Oxigeno en masa. Cuando X es calentado se desprende Oxigeno gaseoso y se obtiene un nuevo compuesto Y que contiene 72 % de manganeso y 28 % de Oxigeno. Cuántos Kilogramos de Oxigeno se liberan cuando se queman 1850 gramos del compuesto X. 130. Equilibrar las siguientes ecuaciones por el método oxido – reducción. a. Ácido Nítrico + Ácido Sulfhídrico -------- Monóxido de Nitrógeno + Azufre + Agua.

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b. Bicromato de Potasio + Ácido Clorhídrico ----- Cloruro de Potasio + Cloruro de Cromo (III) + Cloro + Agua. 131. El ácido adípíco H2 C6 H8 O4 es un material empleado en la producción del nailón; se fabrica comercialmente por una reacción controlada entre ciclohexano C6H12 y O2 : C6 H12 + O2 ------- H2 C6 H8 O4 + H2 O a) suponga que efectuamos esta reacción partiendo de 25,0 g de ciclohexano y que el ciclohexano es el reactivo limitante. Calcule el rendimiento teórico de ácido atípico. b) Si obtenemos 33,5 g de ácido atípico en la reacción, calcule el porcentaje de rendimiento de ácido atípico. 132. Se hacen reaccionar pesos iguales de Bromo y Yodo para formar BrI. Si en la reacción se consume totalmente el Yodo, calcular el porcentaje de Bromo que quedó sin reaccionar. 133. Una tira de Zinc metálico que pesa 2, 0 gramos se coloca en una solución acuosa que contiene 2,5 g de Nitrato de Plata, produciendo Plata sólida y Nitrato de Zinc acuoso. ¿Cuántos gramos de Plata se forman?. 134. El Titanio, un metal fuerte, ligero y resistente a la corrosión, se utiliza en la construcción de naves espaciales, aviones, en sus motores, y para la construcción de bicicletas. Se obtiene por la reacción de Cloruro de Titanio (IV) con Magnesio fundido a una temperatura entre 950 y 1150 °C. Plantee las ecuaciones que se llevan a cabo. 135. Plantee las ecuaciones para obtener el trihidroxi sulfuro de plomo (IV) a partir de Azufre y Plomo. 136. El cloro es un gas que fácilmente se combina con el Oxigeno del aire y produce un óxido de cloro; este al reaccionar con agua forma el ácido perclórico, una base entra en contacto con este ácido y se forma perclorato de Cobalto (III) y agua. Plantee las ecuaciones de las anteriores reacciones. 137. Un recipiente de forma cilíndrica cuyo diámetro es de 1,36 A° y altura de 45,6 pulgadas contiene H2SO4 líquido con una densidad de 1,32 g/ml. a. Cuántas moles y moléculas están presentes en ¾ del volumen del recipiente. b. Cuántos átomos de Azufre se encuentran en esa cantidad del compuesto.

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138. En un reactor de forma cilíndrica con un diámetro de 5 in y una altura de 50 cm se introduce cierta cantidad de una sustancia X cuya composición es 3.06 % de Hidrogeno; 31.63 g de Fósforo y 2.45 x 10 24 átomos de Oxigeno, ocupando las 2/3 partes del volumen del reactor. La sustancia X tiene una densidad de 0.89 g/ ml y una pureza del 78 %. Al reactor también se le introduce 250 ml de una solución de hidróxido plúmbico 0.4 N. Determine: • Gramos de la sal producidas con una pureza del 87 %. • Moles de reactivo que no participan en la reacción. • Moléculas de agua líquida formadas si el 65% del agua total se evaporó y la reacción tuvo una eficiencia del 66,9%. SÓLIDOS 138. Cuando la Plata cristaliza forma celdas cúbicas centradas en las caras. La longitud de la arista de la celda unitaria es 408,7 pm. Calcule la densidad de la plata. 139. Cuantas calorías se necesitan para cambiar la temperatura de 125 g de Aluminio de 10 °C hasta 70 °C. El calor especifico del Aluminio es 0,895 J/g °C. 140. El Aluminio cristaliza en una red cúbica de cara centrada. La densidad del Aluminio es 2,702 g/cm3. Cuál será la longitud de la arista de una celda elemental. 141. El calcio cristaliza en una red cúbica de cara centrada, la arista de la celda unitaria es de 5,57 A°. a. Cuántos átomos hay por celda unidad. b. Cuál es el radio aparente del átomo de calcio. c. calcular su densidad en g/cm3. 142. El sodio cristaliza en una estructura cúbica centrada en el cuerpo con una densidad de 0,971 g/cm3. Calcular el tamaño de la celda unidad y el radio del átomo de sodio. MECANICA ONDULATORIA 143. Especificar en el Sistema Internacional, la frecuencia, longitud de onda y velocidad en el vacío de: a. La luz azul de longitud de onda : 500 nm b. Una transmisión de radio FM de V: 91,5 MHz

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144. Cuál es la energía de un fotón cuya frecuencia es 7,50 x 10 14 s-1. Expresar la respuesta en: a) Ergios; b) Julios. 145. Cuál es la longitud de onda de la radiación emitida por una lámpara de arco de mercurio, si la frecuencia de la radiación es 1,2 x 10 15 s-1 . 146. La longitud de onda de la luz amarilla es 589 nm. Cuál es su frecuencia. 147. Calcule la velocidad de una onda cuya longitud y frecuencia son 17,4 cm y 87,4 Hz respectivamente. 148. La luz amarilla que emite una lámpara de vapor de sodio empleada para el alumbrado público tiene una longitud de onda de 589 nm. Calcular la frecuencia de esta radiación. 149. Calcule la longitud de onda característica de un electrón que tiene una velocidad de 5,97 x 106 m/s (la masa del electrón es de 9,11 x 10 -28 g). 150. A que velocidad debe moverse un neutrón para exhibir una longitud de onda de 500 pm. (Masa del neutrón es de 1,6749 x 10 -24 g). 151. Cuál es la longitud de onda de un electrón que se mueve con una velocidad de 2,2 x 108 cm/s. masa del electrón: 9,1 x 10 -28 g. 152. Calcule la energía de un fotón con una longitud de onda de 5,0 x 10 4 nm (región infrarroja), de un fotón con una longitud de onda de 5 x 10 -2 nm (región rayos X). 153. Calcular la energía de una radiación cuya longitud de onda es 911,6 A°. ¿Qué número de cuantos de esta longitud de onda serán necesarios para romper un mol de enlaces cuya energía es de 418 J/mol. 154. a) En orden, qué métodos utilizarías para separa una mezcla de Azufre, Arena, sal de cocina y metano. b) A que velocidad debe moverse un protón para exhibir una longitud de onda de 500 pm. Exprese la velocidad en m/s.

GASES

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155. Se colocan a reaccionar 45 g de Hexano (C 6 H14) con 12,5 l de Oxigeno molecular a una presión de 113 Kpa y 105 °F para producir dióxido de carbono, agua y energía. Cuántos litros de CO2 a condiciones normales se producen. 156. Un recipiente de 0,3 litros contiene un gas A a 25 °C y una presión de 150 mm Hg. Otro recipiente de 0,5 litros contiene un gas B a 25 °C y a una presión de 140 mm Hg. Los dos gases se transfieren completamente a otro recipiente donde ejercen una presión de 200 mm Hg a una temperatura de 60 °C. Calcular: a. El volumen del nuevo recipiente. b. La presión parcial del gas A después de la mezcla.. 157. En un recipiente de 5 litros se introducen 2 x 10 23 moléculas de gas NO2 , 0,4 g de H2 y un mol de O2 a una temperatura de 27 °C, calcular: a. El número total de átomos en la mezcla. b. La presión parcial de No2. c. El volumen ocupado por la mezcla si esta se sometiera a una presión de 12 atmósfera. 158. El Carbonato de Calcio CaCO3 (s) se descompone al calentarse para dar CaO (s) y CO2 (g). Se descompone una muestra de CaCO3 y el dióxido de carbono se captura en un matraz de 250 ml. Una vez que la descomposición ha llegado a su fin, el gas tiene una presión de 1,3 Atm y una temperatura de 31 °C. ¿Cuántos moles de CO 2 gaseoso se generaron?. 159. Un compuesto X está constituido por 31,83 % de Potasio; 0,816 moles de Cloro y 1,47 x 10 24 átomos de Oxigeno. El compuesto sufre una descomposición térmica y produce un compuesto Y cuya composición es (52,34 % de Potasio y 1,34 moles de Cloro) y Oxigeno gaseoso. Calcular: a. Las formulas moleculares de los compuestos X y Y. b. Las moléculas necesarias del compuesto X para producir 125 dm 3 de Oxigeno a una presión de 980 Torr y 105 °F de temperatura. 160. La oxidación de la glucosa (C 6H12O6) produce dióxido de carbono y agua (el porcentaje de agua en estado de vapor es del 25 % en masa) calcule: a. El volumen total de gases producidos si se encuentran a una temperatura de 55 °C y soportan una presión de 180 Kpa si se queman 4,08 x 1023 moléculas de glucosa. b. La presión parcial de cada gas producido en milímetros de mercurio.

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161. Una bombilla de destello contiene 2,4 x 10 -4 moles de O2 gaseoso a una presión de 1549 Torr y una temperatura de 134 °F. ¿Qué volumen tiene la bombilla en centímetros cúbicos?. 162. Calcule la densidad del vapor de tetracloruro de carbono a 714 mm Hg. y 125 °C. 163. La síntesis industrial del ácido nítrico implica la reacción de dióxido de nitrógeno gaseoso con agua: NO2 (g)

+ H2O (l) --------- HNO3 (ac) + NO (g)

¿Cuántos moles de ácido nítrico pueden prepararse empleando 450 litros de NO2 a una presión de 5 atm y una temperatura de 295 K?. 164. Una mezcla que contiene 0,538 moles de He (g), 0,315 moles de Ne (g) y 1,03 moles de Ar (g) está confinada en un recipiente de 7 litros a 25 °C. a) Calcule la presión parcial de cada uno de los gases en la mezcla. b) Calcule la presión total de la mezcla. 165. Un tanque de acero contiene amoniaco gaseoso a una presión de 115,8 Kpa medidos a 45 °C. Cuál será la presión interna del gas si el tanque se calienta a 450 K. 166. Un trozo de sodio metálico reacciona completamente con agua para producir el respectivo hidróxido e hidrogeno. El gas hidrógeno generado se recoge a 25 °C en un recipiente esférico de 20 cm de diámetro a una presión de 980 mm Hg. Calcule el número de gramos de sodio consumidos en la reacción. 167. Qué masa de cloruro de amonio sólido se formó cuando se mezclaron 73 gramos de amoniaco con una masa igual de ácido clorhídrico. Cuál es el volumen del gas remanente, medido a 14 °C y 752 Torr. 168. Un cierto anestésico contiene 64.9 % de Carbono; 13,5 moles de Hidrógeno y 8,13 x 10 23 átomos de Oxigeno a 120 °C y 750 mm Hg, un litro del compuesto gaseoso pesa 2,30 gramos cuál es la formula molecular del anestésico. 169. Un recipiente de 2,1 dm3 contiene 4,65 de un gas a 1 atm y 27 °C. • Calcule la densidad del gas en g/l. • Cuál es la masa molar del gas.

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170. Una muestra de gas que pesa 0,41 g ocupa un volumen de 0,315 dm 3 y ejerce una presión de 40,53 Kpa a 27 °C. Calcular el peso molecular del gas. 171. Calcular la densidad del CO2 a condiciones normales. 172. En un recipiente de 10 litros se introducen 14 g de Nitrógeno, 5 g de Hidrógeno y un mol de Oxigeno a 400 K, Calcular: a) La presión total de la mezcla gaseosa. b) La fracción molar del Oxigeno. c) La presión parcial del Nitrógeno. 173. Se tienen dos recipientes A y B que pueden comunicarse entre si por medio de un pequeño tubo de volumen despreciable, equipado con una válvula. El recipiente A con un volumen de 4 dm 3 contiene 3,01 x 1023 moléculas de CO2 , el recipiente B con volumen de 6 dm 3 contiene una mezcla de Hidrogeno y Nitrógeno que ejerce una presión de 2000 Kpa, La cantidad de Hidrógeno es de 2,0 gramos y la temperatura de los dos recipientes es de 27 °C. Si la llave se mantiene cerrada. Calcular: a) La presión parcial del hidrógeno en el recipiente B. b) El número de moles de Nitrógeno. Si se abre la válvula y los gases se difunden completamente en los dos recipientes. Calcular: c) La presión total del sistema. d) La presión parcial del CO2. e) La fracción molar del Nitrógeno. 174. La presión de un neumático de un automóvil es de 165, 4 Kpa a 25 °C. ¿Cuál será la presión después de recorrer 100 Km. si la temperatura dentro del neumático es ahora de 35 °C y su volumen se expandió de 45 hasta 45,3 dm3. 175. Se tienen dos recipientes A y B; el recipiente A contiene 4 g de Argón y una cantidad desconocida de Nitrógeno; su presión total es de 2,5 atm y su temperatura es de 27 °C, la fracción molar del Argón es 0,4. El recipiente B tiene un volumen de 4 l contiene Oxigeno y soporta una presión de 779, 1 mm Hg. Los dos recipientes a la misma temperatura están unidos por un pequeño tubo de volumen despreciable y permanecen separados por una llave de paso. Calcular: a) la presión parcial del Nitrógeno en el recipiente A

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b) Los gramos de Nitrógeno. c) El volumen del recipiente A d) Las moles de Oxigeno e) la presión total del sistema si se abre la llave de paso y se deja que los gases se difundan hasta llegar al equilibrio, manteniendo la temperatura constante. 176. El monóxido de carbono reacciona con el Oxigeno molecular para formar dióxido de carbono. Calcular: Los litros de aire (20 % de Oxigeno) a 27 °C y 783 mm Hg. necesarios par quemar 6 litros de monóxido de carbono a la misma temperatura y 20 atmósferas. 177. Una empresa que trabaja con Butano encuentra una fuga de este gas en una de las tuberías. 25 gramos de Butano se escapan y se ponen en contacto con la misma cantidad de Oxigeno molecular, una chispa hace que reaccionan y genere una explosión y como resultado se produce Dióxido de carbono y agua. Determinar: a) Cuantos gramos de Oxigeno molecular se consumen b) Cuantos litros de CO2 se producen a 123 Pa y 27 °C c) El rendimiento de la reacción si en el laboratorio se producen 8 g de agua.

178. Una sustancia X contiene 88 % de Carbonato de Calcio y un 12 % de otras especies. De la sustancia X se extrae la totalidad del carbonato de calcio con una pureza del 70 % y se coloca a reaccionar con ácido clorhídrico al 35,2 % de pureza y densidad de 1,175 g/ml. Si se obtiene cloruro de calcio, agua y 10 litros de dióxido de carbono a 18 °C y 752 mm Hg. y el rendimiento de la reacción es del 80 %. Calcular: a. El volumen de ácido clorhídrico. b. Los gramos totales de carbonato de calcio y la masa de la sustancia X. c. A partir de los gramos de ácido clorhídrico y carbonato de calcio calcular los gramos de cloruro de calcio obtenidos. 179. Un compuesto D contiene 2 átomos de A por cada átomo de B y por cada 3 átomos de C. Para una reacción se emplean 2,408 x 10 23 átomos de A, 20 g de B y 0,5 moles de C. Calcular los gramos de cada sustancia después de la reacción si los pesos atómicos de A, B y C son, respectivamente: A: 30 g/mol B: 72 g/mol C: 16 g/mol.

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180. Se hacen reaccionar 500 ml de ácido sulfúrico 1,5 N con 8 gramos de Aluminio del 90 % de pureza. El hidrógeno molecular producido se recogió a 20 °C y una presión de 785 mm Hg. Si el rendimiento de la reacción es del 95%. Calcular: a. Volumen de Hidrogeno obtenido b. Masa total de los productos 181. ¿Cuál es la diferencia entre barómetro y manómetro? 182. De algunas razones por las cuales los gases se pueden comprimir y expandir. 183. ¿Qué constituye la masa de un gas?. 184. Una muestra de gas ocupa un volumen de dos litros y ejerce una presión de dos atmósferas. Si la temperatura se mantiene constante, calcular el volumen que ocupa el gas cuando: b) Se deja expandir hasta 1.6 atmósferas. c) Se comprime hasta 506.5 Kpa. d) Se mantiene a 740 mm de Hg. e) ¿Qué ley se aplica para resolver el problema?. 185. En un recipiente rígido aparecen las siguientes especificaciones: Capacidad máxima 3 dm3, presión máxima 506.5 Kpa. Si el recipiente se llena con 12.8 g de oxígeno y se calienta a 227oC, explicar: a) Si se produce explosión b) Si su respuesta es afirmativa, calcular la máxima temperatura que resistiría el tanque sin explotar. 186. A ciertas condiciones de temperatura y presión, 4 x 10 22 moléculas de oxígeno ocupan un volumen de 200 cm 3; a estas mismas condiciones, ¿Cuántas moléculas y cuántos gramos de amoníaco ocuparán el mismo volumen?. 187. Un recipiente rígido de 2 dm3 contiene CO gaseoso a 101.3 Kpa y 27 o C. Calcular la presión dentro del recipiente cuando: a) Se extrae la mitad del gas, manteniendo la temperatura constante. b) Se agregan 0.02 moles de CO a temperatura constante. c) Se aumenta la temperatura hasta 600 K. 188. Un gas que se comporta idealmente ocupa un recipiente de 100 cm 3 a una presión de 101.3 Kpa. Se abre la llave y parte del gas se deja pasar a una ampolla de 12.5 cm3. Después de un tiempo se cierra la llave y se observa que

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la presión en el primer recipiente es ahora de 86.1 Kpa. Si todas las medidas se hacen a la misma temperatura, calcular: a) La presión en la ampolla de 12.5 cm3 . b) El número de moles que queda en el recipiente de 100 cm 3 si su temperatura es de 27oC. 189. Se tienen dos recipientes, A y B; el recipiente A contiene 4 g de Ar y una cantidad desconocida de N2 ; su presión total es de 2.5 atm, su temperatura 27oC y la fracción molar de Ar es 0.4. El recipiente B tiene volumen de 4 L, contiene oxigeno recogido sobre agua y soporta una presión de 779.1 mm de Hg. Los dos recipientes a la misma temperatura (27 oC) están unidos por un pequeño tubo de volumen despreciable y permanecen separados por una llave de paso (ver figura). Calcular: a) La presión parcial de N2 en el recipiente A. b) El volumen del recipiente A c) Los gramos de N2 d) Los moles de O2 e) La presión total del sistema si se abre la llave de paso y se deja que los gases se difundan hasta llegar al equilibrio, manteniendo la temperatura constante.

Ar + N2

O2

190. 10 Litros de Argón que están a una presión de 0.3 atmósferas, se introducen en un recipiente de 5 litros que está lleno con N 2 a una presión de 0.5 atmósferas. Si la temperatura de los dos recipientes es la misma, calcular la presión final en el segundo recipiente. ¿ Cuáles leyes de los gases se aplica para resolver este problema?. 191. El amoníaco reacciona con el oxígeno molecular para producir monóxido de Nitrógeno y agua (todos gases). Un recipiente se llena con una mezcla de NH 3 y O2 a 27oC Y 6 atmósferas, en una relación de 4:5 en volumen, respectivamente. Si la mezcla reacciona totalmente, calcular la presión al finalizar la reacción si la temperatura es de 27oC. 192. Un compuesto orgánico gaseoso que contiene sólo carbono, hidrógeno y nitrógeno se mezcla con la cantidad de oxígeno necesario para su combustión completa a CO2 , vapor de H2O y N2 . La mezcla antes de quemarla tienen un

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volumen de 190 cm3 , después de la combustión se producen 80 cm 3 de CO2 , 140 cm3 de N2 medidos todos a las mismas condiciones de temperatura y presión. Calcular: a) El volumen de oxígeno necesario para la combustión b) La fórmula molecular del compuesto 193. 20 gramos de un gas ejercen una presión de 150 mm de Hg a 80 0 C . ¿ Que peso de este gas debe ocupar el mismo volumen para ejercer una presión de 600 mm Hg a 1600 C y cuál es el peso molecular del gas?. 194. Dos recipientes A y B, están comunicados por una llave. El recipiente A, de 0,875 litros, está lleno con un gas que se comporta idealmente y que ejerce una presión de 1,5 atmósferas. Se abre la llave para que el gas se expanda hacía el recipiente B, vacío. Cuando se establece el equilibrio, la presión del gas es 0,7 atmósferas y la temperatura no ha variado. Calcular el volumen del recipiente B. 195. Un cilindro de 4 dm 3 contiene un gas desconocido a 27 0 C y una presión de 60 kpa. Inicialmente el tanque lleno tiene un peso de 200,8 gramos; se abre la llave y se consume parte del gas hasta que la presión es de 40 kpa. Si la temperatura se mantiene constante y el tanque con su contenido pesa ahora 199,392 gramos, calcular: a) El número de moles de gas que se gastan b) El peso molecular del gas c) La densidad del gas en g/dm3 a condiciones normales. 196. Se tienen dos recipientes iguales: el primero se llena con He y el segundo con Ne; si están a la misma temperatura y presión, explicar si tienen la misma densidad. 197. Un gas desconocido contiene 57.22 % de cloro, 19.51% de carbono y 22, 76% de Nitrógeno. Si 1.2712 g de este gas a 22 o C ocupan un volumen de 500 cm3 y ejercen una presión de 101.3 Kpa, calcular la fórmula molecular del gas. 198. Explicar por qué las bajas presiones y las temperaturas altas favorecen el comportamiento ideal de los gases. 199. Responder: a) ¿Qué factores se deben tener en cuenta para licuar un gas?. b) ¿ Por qué a mayor temperatura se necesita mayor presión para licuar un gas? c) ¿ Por qué a mayor presión es más fácil licuar un gas? 200. Un recipiente contiene una mezcla gaseosa de CH 4 Y SO2 .

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a) Calcular la relación molar de la mezcla si las cantidades en peso de los gases son iguales. b) Si se deja escapar cierta cantidad de gas, explicar si la relación molar aumenta, disminuye o que da igual. 201. Dos recipientes, A y B, de igual volumen se llenan, respectivamente con la misma masa de H2 y O2 gaseoso. Si la temperatura se mantiene constante, hallar la relación de: a) Número de moles b) Presión c) Densidad 202. Un recipiente de 0.3 L contiene un gas A a 25 oC y a una presión de 150 mm Hg. Otro recipiente de 0.5 L contiene un gas B a 25 oC y a una presión de 140 mm de Hg. Los dos gases se transfieren completamente a otro recipiente donde ejercen una presión de 200 mm de Hg a una temperatura de 60 oC. Calcular: a) El volumen del nuevo recipiente b) La presión parcial del gas A 203. Una mezcla de gases se forma agregando 2 dm 3 de N2, 5 dm3 de CO2 , y 3 dm3 de H2 a un frasco de 8 dm 3 ; Antes de mezclarse cada gas ejerce una presión de 101.3 Kpa. Si la temperatura se mantiene constante, después de mezclados, calcular: a) La presión parcial de cada gas b) El peso molecular promedio de la mezcla c) El porcentaje en peso de cada gas 204. Un cilindro metálico de 5 dm 3 contiene éter etílico, C2H5OC2H5 , a 400 K y presión de 101.3 Kpa. Si el cilindro se enfría hasta 293 K, calcular: a) El peso de éter condensado (considerar comportamiento ideal y volumen despreciable de la fase condensada). La presión de vapor de éter a 293 K es de 442 mm de Hg. b) Volumen del éter condensado si su densidad es de 0.8 g/cm 3. 205. En un recipiente de 5 litros se introducen 2 x 10 23 moléculas de gas NO 2, 0.4 g de H2 y un mol de O2 a una temperatura de 27oC, calcular: a) El número total de átomos en la mezcla b) La presión parcial de NO2 c) El volumen ocupado por la mezcla si ésta se sometiera a una presión de 12 atmósferas. 206. Un recipiente de 8dm 3 contiene oxígeno e Hidrógeno a 27 oC y presión total de 918 mm Hg. Si el oxígeno constituye el 20% en volumen, calcular. a) El número de moles totales

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b) La presión parcial de Hidrógeno c) El porcentaje en peso de Hidrógeno 207. Considerando la figura. Calcule la presión parcial de cada gas después de abrir la válvula. La temperatura permanece constante a 16 oC.

He 3 Litros 608 mm Hg

Ne

4 Litros 2660 mm Hg

208. En tres recipientes distintos de igual volumen se tiene Dióxido de Azufre, Dióxido de Carbono y Amoniaco puros bajo las siguientes condiciones: Recipiente 1: Dióxido de Carbono a 760 mm de Hg y 127 oF Recipiente 2: Dióxido de Azufre a 2 atm y 350.6 oF Recipiente 3: Amoniaco a 1140 mm de Hg y 300 K

c) d) e) f)

Los tres gases posteriormente se transfieren a un recipiente de un volumen igual a tres veces el volumen de uno de los recipientes iniciales, quedando la mezcla de gases a una temperatura de 300 oF. Determinar: La presión parcial de cada gas El peso molecular de la mezcla El volumen del nuevo recipiente La masa total de la mezcla 209. Una muestra de gas amoniaco (NH 3) se descompone completamente en Nitrógeno e Hidrógeno gaseosos sobre lana de hierro caliente. Si la presión total es de 866 mm de Hg, calcule las presiones parciales de Nitrógeno e Hidrógeno gaseosos. 210. Al disolver 3 g de una muestra impura de Carbonato de Calcio (CaCO 3) en ácido Clorhídrico, se obtuvo 0.656 litros de CO 2 (medidos a 20oC y 792 mm de Hg ). Calcule el porcentaje en masa de Carbonato de Calcio en la muestra. 211. Un compuesto orgánico gaseoso que contiene sólo Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno se mezcla con la cantidad de Oxígeno necesario para su combustión completa a CO2 , vapor de agua y Nitrógeno molecular. La mezcla antes de quemarla tiene un volumen de 190 cm 3 ; después de la combustión se producen 80 cm3 de CO2 , 140 cm3 de vapor de agua y 20 cm 3 de Nitrógeno molecular medidos todos a las mismas condiciones de temperatura y presión. Calcular el volumen de oxígeno necesario para la combustión.

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212. La Azida de Sodio (NaN 3) se utiliza en bolsas de aire en algunos automóviles. El impacto de un choque desencadena la descomposición de NaN3 de la siguiente manera: NaN3

(S)

Na (S)

+

N2 (g)

El gas Nitrógeno producido infla rápidamente la bolsa que se encuentra entre el conductor y el parabrisas. Calcule el volumen de N2 generado a 21 oC y 823 mm de Hg por la descomposición de 60 g de NaN 3 . 213. Una muestra de aire contiene Nitrógeno y Oxígeno gaseosos, cuyas presiones parciales son 0.80 atm y 0.20 atm respectivamente. Calcule la presión total y las fracciones molares de los gases. 214. EL PLANETA PROMETEO (Tema: Compresibilidad y otras propiedades de los gases) En el siglo XXVI hay gran contaminación atmosférica, los gases no permiten que entre la luz a la tierra y el aire se ha vuelto irrespirable. Se avecina la segunda guerra nuclear y los científicos han estado investigando posibles planetas hacia donde poder llevar los sobrevivientes que queden de esta guerra. En una galaxia cercana a la vía láctea, y a donde es fácil llegar, han encontrado un planeta de tamaño similar a la tierra para colonizarlo, al que llaman Prometeo. Este planeta posee una atmósfera de Nitrógeno y fuerza gravitacional suficiente para mantenerla; pero no hay Oxigeno, Hidrogeno, Gas Carbónico ni Agua. Un grupo de científicos suramericanos trabaja en la forma de envasar estos gases y de llevarlos al nuevo planeta. ¿En que condiciones se podrían envasar los gases y transportarlos para que ocupen el mínimo volumen en los contenedores y que, una vez estén en la atmósfera del planeta Prometeo, puedan ocupar un espacio considerable en esa atmósfera? ¿Qué habría que provocar en la atmósfera de Prometeo para producir agua? ¿Cuál sería la causa que provocaría la explosión de los contenedores? ¿Qué propiedades de los gases permitirían realizar el experimento que los científicos han diseñado? 215. UNA PELIGROSA LLUVIA (Tema: Participación de los gases en reacciones químicas) Hace poco tiempo, en una pequeña ciudad que basaba su economía en la producción de pinturas y en la venta de cueros, se presento una extraña epidemia a la que se llamo con mucho humor negro la epidemia de los desentejados. Día a día acudían al centro de salud decenas de hombres, mujeres y niños que se quejaban de la extraña caída de sus cabelleras, así como de la perdida de brillo y lucidez en las mismas. Durante ese tiempo, la

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venta de gorras, sombreros y todo tipo de accesorios para la cabeza fue el mejor negocio. Lo más extraño era que los pacientes no presentaban señales de hongos en el cuero cabelludo o de caspa, que son las causas más comunes en la caída del cabello. Las calvicies prematuras tampoco podían achacarse al estrés a las crisis nerviosas, por que el pueblo era un pueblo tranquilo, donde todos hacían la siesta después del almuerzo y en el que se mantenían las puertas abiertas de las casas por que todos se conocían, y los únicos ladrones que habían eran aquellos que se dedicaban a robar el corazón a las muchachas casaderas. La gravedad de la epidemia llego a ser tal que el alcalde decidió pedir a la capital un equipo de científicos para que vinieran a estudiar el fenómeno y así poder dar con la solución. Lo primero que hizo el grupo fue analizar las muestras de cabello de los paisanos del pueblo, la sorpresa fue grande cuando informaron al alcalde del pueblo de que la caída del cabello era producida por un exceso de ácidos en el agua, exceso al que llamaron lluvia ácida. Como recomendación pidieron a la población portar un paraguas y un sombrero para protegerse de la lluvia y además que, en un tiempo prudencial se trasladaran las fábricas de pinturas y los curtiembres a una zona lo suficientemente alejada del pueblo. ¿De donde provienen los ácidos encontrados en la lluvia? ¿Qué tipos de ácidos crees que son y por qué? ¿Con que compuesto químico pudo haber reaccionado el agua para producir ácidos en la lluvia? ¿Qué otras consecuencias produciría la lluvia ácida además de la caída del pelo? Elabora un diagrama que represente la forma como se origina la lluvia ácida desde los compuestos que la pueden formar hasta su producción. Reelabora tus explicaciones y diagramas utilizando los conceptos de gas y reacción química. ¿Qué puedes concluir acerca de la participación o no de los gases en las reacciones químicas? 216. UN GLOBO PARA LA LIBERTAD (Ley de Charles) La familia Menuhen había sedo capturada en 1941 por el ejercito nazi en Berlín y llevada a un campo de concentración alemán. Ellos eran muy concientes de que allí posiblemente encontrarían la muerte. El hijo menor de la familia, Rahit, había leído en los libros de Julio Verne que a la tierra se le podía dar la vuelta en ochenta días utilizando un globo. Rahit le comento a su padre y le propuso construir un globo para escapar del campo de concentración. Los Menuhen procedieron a conseguir los materiales para construir el globo: con las sabanas armaron el cuerpo del globo, utilizando tablas de los camarotes hicieron la cesta y con hilos de alambres desenredados de las mallas del campo de concentración fabricaron las cuerdas. De la cocina la señora Rebeca tomó prestado un quemador, un pequeño cilindro de gas y una manguera corta. En septiembre de 1942, cuando estuvo listo el globo y con ocasión de una inspección del Fuhrer y sus generales al campo de concentración, la familia Menuhen pensó que los oficiales y soldados estarían haciendo honores a sus superiores, y que ésta podría ser la oportunidad para escaparse. Ese día las

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corrientes de aire iban hacia el norte y era muy probable que, escapándose en el globo, pudieran llegar a Suiza. A las 12 de la noche, la familia Menuhen subió al techo y estiró la tela envolvente del globo, prendió el quemador y sopló aire hacia el interior; una vez inflado, se acomodaron en la cesta, sacaron de ella unos sacos de arena que tenían como lastre y así comenzaron su ascenso elevándose por el aire tumbo a Suiza. Después de tres horas de viaje, el globo no se elevo más sino que conservo una altura determinada; sin embargo, siguió desplazándose aprovechando las corrientes de aire que seguían hacia Suiza. La familia Menuhen siguió su travesía cuidando siempre que el quemador no se apagara. Al divisar los Alpes Suizos, Rahit cerro la lleve del cilindro de gas y así hizo que el quemador se apagara. De esta forma el globo comenzó a descender rápidamente hacia territorio Suizo. Una vez la canasta toco el suelo, Rebeca, la madre de Rahit, descosió un parche que había colocado en la tela del globo para que este se desinflara rápidamente. Días después, los héroes Judíos que habían escapado del campo nazi fueron recibidos en la embajada Suiza. El gobierno alemán negó todo lo sucedido. ¿Por qué era necesario prender el quemador para que el globo iniciara el ascenso? ¿Por qué el globo al alcanzar cierta altura no subió más y siguió desplazándose a esa altura? ¿Por qué, para que el globo pudiese descender, Rahit tuvo que apagar el quemador? Vuelve a formular tus explicaciones a las preguntas dadas utilizando los conceptos de presión, temperatura, densidad de un gas, volumen y energía cinética o molecular. De acuerdo con tu explicación, describe las posibles relaciones que hay entre los factores contemplados en la pregunta anterior. Expresa con símbolos a manera de formulas las relaciones que creas que existen entre los diferentes factores. Piensa en otras situaciones en las cuelas estas relaciones puedan ser observadas. 217. INFLANDO AL VACIO (Ley de Boyle) En el siglo XVIII, el físico e investigador Robert Boyle realizó el siguiente experimento: colocó una vejiga de cordero semiinflada en una campana de una bomba de vació y observó que la vejiga se hinchaba a medida que se hacía el vació. ¿Qué fuerza es la que provoca el aumento de volumen de la vejiga? ¿Esta relacionado el vació exterior con la vejiga con el fenómeno que se observa? Trata de representar con un modelo lo que ocurre por dentro y por fuera de la vejiga que se encuentra en el interior de la campana de vació. Reelabora el modelo utilizando los conceptos de presión, fuerza, vació, volumen, expansibilidad y energía cinética. Establece posibles relaciones entre los conceptos enunciados. Expresa esta relaciones empleando símbolos a manera de formulas. De ser posible, enuncia otras situaciones en las que se puedan aplicar estas relaciones. 218. Un litro de Oxigeno contenido en un recipiente ejerce una presión de 60 mm Hg y un litro de Hidrogeno contenido en otro recipiente ejerce una presión de 30 mm Hg a la misma temperatura anterior.

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a) ¿Cuál es la presión total si se mezclan en un recipiente con un volumen total de un litro? b) ¿Cuál es el porcentaje del volumen de Oxigeno? 219. ¿Cuál es el peso necesario de carbonato de calcio, CaCO 3, para que por descomposición térmica produzca 16 litros de dióxido de carbono, CO 2, a condiciones normales. 220. Una mezcla de gas contiene helio, neón y argón, todos a la misma presión parcial. (a) ¿Cuál será la presión ejercida por el neón si la presión total de la mezcla es de 750 mm Hg.? (b) ¿Cuál es el porcentaje del volumen del neón? 221. ¿Cuántos gramos de Zn se deben disolver en ácido sulfúrico para poder obtener un litro de Hidrógeno a 20 ºC y 770 mm Hg? 222. El hielo seco es dióxido de carbono sólido. Una muestra de 0,050 g de hielo seco se coloca en un recipiente vacío que tiene un volumen de 4,6 l a 30 ºC. Calcule la presión interna del recipiente después de que todo el hielo seco se haya convertido en CO2 gaseoso. 223. Las moléculas de ozono en la estratosfera absorben una buena parte de la radiación solar nociva. La temperatura y la presión típicas del ozono en la estratosfera son 250 K y 1,0 x 10-3 atmósfera, respectivamente. ¿Cuántas moléculas de ozono están presentes en 1,0 litro de aire en estas condiciones? 224. Un cierto anestésico contiene 64,9 % de C, 13,5 % de H, y 21,6 % de O en masa. A 120 ºC y 750 mm Hg, un litro del compuesto gaseoso pesa 2,30 g. ¿Cuál es la formula molecular del compuesto? 225. El aire seco cerca del nivel del mar tiene la siguiente composición en volumen: N2, 78.08 %; O2, 20.94 %; Ar, 0.93 %; CO 2, 0.05 %. La presión atmosférica es de 1 atmósfera. Calcule: a) La presión parcial de cada gas en Kpa. b) La concentración de cada gas en moles por litro a 0 ºC. Sugerencia: Como el volumen es proporcional al numero de moles presentes, las fracciones molares de los gases se pueden expresar como relaciones de volúmenes a la misma temperatura y presión. 226. El etano, C2 H5 OH, se quema en el aire para producir dióxido de carbono y agua. Determine el volumen de aire en litros a 35 ºC y 790 mm Hg que se requieren para quemar 227 g de etanol. Suponga que el aire contiene 21 % de O2 en volumen.

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227. La nitroglicerina, C3 H5 (NO3)3, un compuesto explosivo, se descompone térmicamente para producir dióxido de carbono, vapor de agua, nitrógeno y oxigeno. Calcule el volumen total de los gases recolectados a 115 Kpa y 35 ºC a partir de 2,6 x 10 2 g de nitroglicerina. ¿Cuáles son las presiones parciales de los gases en estas condiciones? 228. El dióxido de nitrógeno no se puede obtener en forma pura en la fase gaseosa por que existe como una mezcla gaseosa de NO 2 y N2 O4. A 25 ºC y 0.98 atm, la densidad de esta mezcla es de 2,7 g/l. ¿Cuál es la presión parcial de cada gas? 229. El aire que entra a los pulmones termina en unos finos sacos llamados alvéolos. Desde aquí es de donde el oxigeno se difunde hacia la sangre. El radio promedio del alveolo es de 0,0050 cm. y el aire en su interior contiene 14 % de oxigeno. Suponiendo que la presión dentro del alveolo es de una atmósfera y la temperatura es de 37 ºC, calcule el número de moléculas de oxigeno en uno de los alvéolos (Sugerencia: el volumen de una esfera es 4/3 π r3) 230. En las mismas condiciones de presión y temperatura, ¿Por qué un litro de aire húmedo pesa menos que un litro de aire seco? En el pronostico metereologico, la llegada de un frente de onda de baja presión comúnmente significa lluvia pertinaz. Explique por qué. 231. Se hace reaccionar 1,90 x 10 23 moléculas de un compuesto X (Composición K: 0,64 moles; Mn: 3,81 x 10 23 átomos y O: 40,50 g); 60 g de Sulfato Ferroso y 750 ml de una solución de Acido Sulfúrico 1,9 N para producir Sulfato de Manganeso (II); Sulfato Ferrico; Sulfato de Potasio y Agua. Determine: a) Gramos de sustancia que no participan en la reacción b) Moléculas de Sulfato de Potasio Producidas con una pureza del 88 %. c) Mililitros de Agua Líquida producidas si del agua total formada el 72 % se evaporo y la reacción tuvo una eficiencia del 84 %. 232. Se colocan a reaccionar 250 ml de solución de Permanganato de Potasio 1,5 M con 300 ml de solución de Sulfato Ferroso al 2N y un exceso de ácido sulfúrico para producir sulfato de Manganeso (II), sulfato ferrico, sulfato de potasio y agua. Determine: • Los gramos de Sulfato Ferrico producidos con una pureza del 78,9%. • Las moléculas de sulfato de potasio producido, si la eficiencia de la reacción fue del 89%.

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233. En un reactor de forma esférica se introducen 9,07 x 10 22 moléculas de Clorato de Potasio con una pureza del 80%, 350 ml de Yoduro de Potasio, con una densidad de 1,78 g/ml y agua para formar Cloruro de Potasio, Yodo gaseoso e Hidróxido de Potasio. Calcule: • • •

Los gramos de Yodo gaseoso producidos con una pureza del 88%. Las moles de agua necesarias para formar la cantidad de Yodo del punto anterior. Las moles de reactivo que no participan en la reacción.

234. En un recipiente de tipo cilíndrico cerrado herméticamente se conectan tres tuberías adecuadas de tal modo que las sustancias que se van a introducir no abandonen el recipiente. • En la tubería # 1 se introduce 100ml de solución de Yoduro Cromoso 1,4 M. • En la tubería # 2 se introduce 200 ml de solución de Hidróxido de Potasio 5 N • En la tubería # 3 se introduce un exceso de Cloro gaseoso. Estas sustancias reaccionan entre sí para producir Cromato de Potasio, Peryodato de Potasio, Cloruro de Potasio y Agua. Calcular: a) Los gramos de Peryodato de Potasio producidos con una pureza del 78,5%. b) Los ml de vapor de agua que se pueden recoger a condiciones normales, si del agua producida el 74% corresponde a agua en estado de vapor, si la eficiencia de la reacción fue del 85%. 235. En un reactor se introducen 4,08 x 10 22 moléculas de un compuesto X (Composición: K: 0,63 moles; Mn: 3,81 x 10 23 átomos y O: 40,5 %) y 8 cm 3 de ácido clorhídrico con una densidad de 1,6 g/ml para producir cloruro de manganeso (II), cloruro de potasio, cloro gaseoso y agua. Calcular: • Los gramos de Cloro gaseoso producidos con una pureza del 89,5 %. • Moléculas de cloruro de manganeso (II) producidos si la eficiencia de la reacción es del 77,7 %. 236. En un recipiente se introducen 1,25 moles de bicromato de potasio, 40.8 gramos de ácido sulfhídrico y un exceso de ácido sulfúrico para producir sulfato de potasio, sulfato de cromo (III), azufre y agua. Calcule: • •

Los gramos de sulfato de cromo (III) con una pureza del 87 % Las moléculas de agua producidas si la reacción tuvo una eficiencia del 75%.

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237. Un mechero de Bunsen consume Metano CH 4 a litros / minuto a 28 ºC y 773 mm Hg de presión. ¿Cuántos litros de Oxigeno por minuto deben suministrarse a 29 ºC y 100 Kpa de presión, si se produce en la reacción Dióxido de Carbono y Agua. 238. El porcentaje en masa de bicarbonato (HCO 3-) en una tableta de alka – Seltzer es de 32,5 %. Calcule el volumen en mililitros de Dióxido de Carbono generado a 37 ºC y 101,325 Kpa de presión cuando una persona ingiere una tableta de 3,29 g (sugerencia: La reacción ocurre entre el bicarbonato y el acido clorhídrico del estomago). 239. La atmósfera de Venus esta compuesta de 96,5 % de Dióxido de Carbono, 3,5 % de Nitrógeno y 0.015 % de Oxido Sulfuroso en Volumen su presión atmosférica estándar es de 9.0 x 10 6 Pa. Calcule las presiones parciales de los gases en atmósferas si la temperatura promedio es de 177 ºC. 240. Una botella de gases A tiene un volumen de 48,2 litros y contiene Nitrógeno a 8,35 atm y 25 ºC. La botella de gases B, cuyo volumen se desconoce, contiene Helio a 9,5 atm y 25 ºC. Cuando las dos botellas se conectan y se mezclan los gases, la presión en ambas botellas es 880 Kpa. ¿Cuál es el volumen de la botella B? 241.

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