ibarz solucionario
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Solucionario del libro de quimica IBARZTRANSCRIPT
-
Problemas
de Qumica General
Una Qumica general desarrollada en forma de clculos matemticos
Por
Jos Ibarz Aznrez Catedrtico de Qumica fsica y Electroqumica en la Facultad de
Ciencias de la Universidad de Barcelona
2da. Edicin
EDITORIL MARIN S.A.
-
UNIDADES PRIMARIAS Y ESCALAS DE TEMPERATURA 1. La aceleracin del gravedad en un punto de la tierra es
980 cm/seg2. Expresar este valor en millas por minuto al cuadrado.
980 2
6
2
22
2 min21,9millas
1cmmillas106,21
1minseg(60)
segcm =
2. Calcular el volumen en centmetros cbicos que ocupan 50
g. benceno cuya densidad es 0,51 onzas por pulgada cbica.
50gC6H6 33
66 pulgs7,8517onza
0,51onzas1pulg
H1gCs0,0357onza =
3. La densidad del mercurio a 4C es 13,585 g/cm3.
a)Justificar el valor 7,852 onzas/pulgadas cbica dada en la pgina 24; b) Calcular su valor en libras por pies cbico.
a) 13,585 33
3
pulgonzas7,85171gramo
as0,03527onz1pulg
cc(8,54)cc
gramos =
b) 13,585 333 pielbs846,2pie(0,03281)
1cc1gr
0,0022lbscc
gramos = 4. La densidad del oro es 19,32 g/cc. Cul es el peso del
pie cbico del material?
g547K1000g1Kg
1cc19,32gr
1piecc(30,48)1pie 3
33 =
5. La densidad relativa de una sustancia es 7,5. Cul es el
peso del pie cbico del material: a) en el sistema mtrico; b) en libras?
bs467,2l1gr0.0022lbs
1cc7,5gr
1piecc(30,48)1pie
212,37kg1000g1kg
1cc7,5gr
1piecc(30,48)1pie
33
3
33
=
=
6. El volumen de un cuerpo viene expresado de manera anormal
como 967,7 cm2. pulgada. a) justificar si es tericamente correcta esta unidad para expresar el volumen; expresar dicho volumen en unidades corrientes.
a) 967,7 c2457,9c1pulg2,54cmpulgcm2 =
2457,9 cc 3
3
3149,9pulg
(2,54cc)pulg =
-
7. Se compra una partida de 80 galones (americanos) de cido
sulfrico, de densidad 1,04 onzas/pulgadas cbico, pagndose a 18 pesos el kilogramo. Calcular el costo de esta partida.
s9806,6peso1kg
18pesos1onzas
0,02835kg1pulg
1,04onzas1lto
61,02pulgcan1gal.ameri
3,7853ltosicanos80gal.amer 33
=
8. Cul es la temperatura ms baja, 20F -0C? 5
9C3220 =
6,66C = F20Resp = 9. Cul es la diferencia en temperatura entre 86F y 25C? 5
9C3286 =
30C = C5Diferencia = 10. El oxgeno lquido hierve a - 297,4 F y congela a -
361 F. Calcular estas temperaturas: a) en grados centgrados; b) en grados absolutos Kelvin.
a) 218,3C5
9C
32361183C5
9C
32F297,4
==
==
b) K = C +273 ; -183 + 273 = 90K
- 218,3 + 273 = 54,7 K 11. Los puntos de fusin de los metales estao, cinc y
cadmio son, respectivamente, 909,4R, 1246,9R y 1069,5R. Calcular las temperaturas equivalentes en grados centgrados.
Tf Sn = 909,4 R = 449 F = 231,8 C Tf Zn = 1246,9 R = 706 F = 419, 58 C Tf Cd = 1069,5 R = 509,5 F = 320,33 C Usando: R = F + 460 ;
5932 =
C
F 12. En otras pocas se tom el cero Farenheit como la
temperatura ms baja que poda conseguirse con una mezcla de hielo, sal y disolucin (punto eutctico), Hoy da sabemos que esta temperatura es - 21, 3 C. Calcular esta temperatura en la escala Fahrenheit.
5
9C32F =
59
21,332F =
despejando: F = -6,34
-
COMPORTAMIENTO DE LOS GASES 1. La presin que se ejerce sobre 25 litros de un gas aumenta
desde 15 atm a 85 atm. Calcular el nuevo volumen si la temperatura permanece constante.
V1 = 25 ltos. Boyle P1V1 = P2V2 P1= 15 atm. P2= 85 atm. ltos
atmltosatmV 41,4
852515
2 == 2. La composicin en volumen del aire es: 21,0% de oxgeno,
78,06 % de nitrgeno y 0,94 de argn. Calcular la presin parcial de cada gas en el aire a una presin total de 760 mm.
Pp = Presin parcial = TP
7,144mmHg7600.0094Pg593,256mmH7600,7806P
159,6mmHg7600,21P
P
P
P
====
==
PT = 760 mm 3. Una vasija abierta, cuya temperatura es de 10 C se
calienta, a presin constante, hasta 400 C. Calcular la fraccin del peso de aire inicialmente contenido en la vasija, que es expulsado.
T1 = 10 C T1 = 283 K
2
2
1
1TV
TV =
0,42K673K283
TV
TV
2
2
1
1 ===
T2 = 400 C T2 = 673 K Fraccin de aire que se queda = 0,42 = 42 % Fraccin de aire expulsado = 1 - 0,42 = 0,58 = 58 %
4. El aire de un neumtico de automvil se halla a una
presin de 30 libras/pulgada cuadrada, siendo la temperatura de 20 C. Suponiendo que no existe variacin en el volumen del neumtico, Cul ser la presin si la temperatura aumenta a 104 F?. Calcular dicho valor en las mismas unidades inglesas y en kilogramos por cm2. T1= 20 C T1=293 K
2
2
1
1
TP
TP = ;
1
212 T
TPP = T2= 104 F T2=313 K
de donde:
22
2 pulg32,047lbs/K233K31330lbs/pulgP ==
32,097 222
2
2 2,25kg/cm1lb0,545kg
cm(2,54)1pulg
pulglbs =
-
5. Cuntos globos esfricos de goma, de 6 litros de capacidad, pueden llenarse en las condiciones normales con el hidrgeno procedente de un tanque que contiene 250 litros del mismo a 60 F y 5 atm. de presin?
P1 = 5 atm
T1 = 293 K CNK273T1atmP
2
2
==
21
2112
2
22
1
11
PTTVPV
TVP
TVP
=
=
V1 = 250 ltos
s194,1globo6ltoss1164,67ltoglobos#
s1164,67lto1atmK293K273250ltos5atmV2
==
==
6. Se recoge 285 cm3 de nitrgeno sobre mercurio a -10 C y
presin de 776 mm. Calcular el volumen que obtendremos al recogerlo sobre agua a 40 C y presin de 700 mm. La presin de vapor de agua a 40 C es 55,3 mm.
V1 = 285 cm3 N2 V2 = ? T1 = 263 K T2 = 313 K P1 = 778 mmHg P2 = 700 - 55,3 = 644,7 mmHg
2
22
1
11 = 21
2112 PT
TVP=V
ltosKmmHg
KltosmmHgV 4093,0=2637,644
313285,0778=2
7. Una muestra de aire est saturada en un 50% con vapor de agua a 30 C y se halla a una presin de 700 mm. Cul ser la presin parcial del vapor de agua si la presin del gas se reduce a 100 mm? La presin de vapor de agua a 30 C es 31,8 mm. T = 303 K P1 = 700 mmHg P2 = 100 mmHg Pv = 31,8 mmHg (50%)
7=100
700=2
1mmmm
PP La presin total disminuye
7 veces, luego: 27,2=5,078,31=vP
8. Una muestra de 500 litros de aire seco a 25 C y 750 mm de
presin se hace burbujear lentamente a travs de agua a 25 C y se recoge en un gasmetro cerrado con agua. La presin del gas recogido es de 750 mm. Cul es el volumen del gas hmedo?. La presin de vapor de agua a 25 C es 23,8 mm.
-
V1 = 500 ltos V2 = ? P1 = 750 mmHg P2 = 750 mmHg T1 = 298 K Por Boyle : P1V1 = P2V2 de donde
2
112 = P
VPV
ltos
mmHgltosmmHg
V 386,516=)8,23750(500750=2
correccin de la presin 9. En un edificio con acondicionamiento de aire se absorben
desde el exterior 1000 litros de aire, al la temperatura de 11 C, presin de 780 mm y humedad relativa de un 20%. Dicho aire pasa a travs de los aparatos adecuados, donde la temperatura aumenta a 20 C y la humedad relativa a un 40%. Cul ser el volumen ocupado por dicha masa de aire, si la presin en el edificio es de 765 mm?. Las presiones de vapor del agua a 11 C y 20 C son, respectivamente, 9,8 mm y 17,5 mm.
V1 = 1000 ltos T1 = 284 K P1 = 780 mm hr= 20% Pvh20 = 9,8 mmHg
T2 = 293 K P2 = 765 mm hr = 40% Pvh2o = 17,5 mmHg V2 = ? Corrigiendo presiones:
mmHgPmmHgP0,758=4,05,17765=
04,778=2,08,9780=2
1
2
22
1
11 =TVP
TVP Ley Combinada
Despejando ltosV
KmmKltosmm
TPTVPV
96,10582840,758
293100004,778
2
12
2112
=
==
10. 10 litros de aire, saturados de humedad, a 50 C y
presin de 1 atm. se comprimen a temperatura constante a 5 atm. Calcular el volumen final que se obtiene. (Aunque la presin se hace 5 veces mayor, el volumen no se reduce a la quinta parte, o sea a 2 litros, como podra suponerse, debido a que la presin parcial del vapor de agua, igual a 92,5 mm, no se puede aumentar y parte de el por disminuir el volumen, se condensa al estado lquido. Como la masa del gas disminuye, el volumen obtenido ser menor que el supuesto. V1 = 10 lbs hr = 100 % T1 = 323 K P1 = 1 ATM Pv = 92,5 mmHg
-
P2 = 5 ATM P1V1 = P2V2 despejando: ( )[ ]( )[ ] ltosATM
ltosATMV 8,1=760/5,925
10760/5,921=2 11. 1 litro de aire saturado de vapor de benceno a 20 C y a
la presin total de 750 mm se expande a dicha temperatura, en contacto con benceno lquido, hasta un volumen de 3 litros. La presin de vapor de benceno a 20 C es de 74,7 mm. Hallar la presin final del aire saturado de vapor de benceno. V1 = 3 lto PVC6H6 = 74,7 mmHg T1 = 293 K PT1 = 750 mmHg V2 = 3 ltos PT2 = ? P1 = 750-74,7 = 675,3 mmHg P1V1 = P2V2 de donde:
mmHgltos
ltommHgP
VVP
P
1,225=313,675=
=
2
2
112
P2 = 225,1 + 74,7 = 299,8 mmHg
12. 4,6 litros de aire a 40 C y presin de 716,2 mm, saturado en un 70 % de vapor de agua, se comprimen a 786 mm a la temperatura de 30 C. Calcular el volumen final obtenido. Las presiones de vapor de agua a 40 C y 30 C son, respectivamente, 55,3 mm y 31,8 mm.
mmHgP
hKT
ltosVr
2,716=
%70=313=6,4=
1
1
1
mHgPKT
V
786=303=
?=
2
2
2
Corrigiendo presiones:
ltosltosKmm
KltosmmV
TPTVP
VdespejandoTVP
TVP
mmHgPmmHgP
4=95,3=31374,7633036,449,677=
==
74,763=7,08,31786=49,677=7,03,552,716=
2
12
2112
2
22
1
11
2
1
13. Aire saturado en un 60% de alcohol etlico, a 40 C y
760 mm, se comprime dentro de un tanque de 100 litros de capacidad a 10 atm y 30 C. Calcular el volumen del aire en las condiciones iniciales. Las presiones de vapor del alcohol etlico a 30 C y 40 C son, respectivamente, 70,8 y 135,3 mm de mercurio. Suponer nulo el volumen del alcohol etlico condensado.
-
V1 = ? V2 = 100 ltos PVALCOHOL = 78,8 mmHg a 30 C T1 = 313 K T2 = 303 K = 135,3 mm Hg a 40 C P1 = 760 mmHg P2 = 7600 mmHg (10atm)
12
2112
2
22
1
11
=
=
TPTVP
V
TVP
TVP
Corrigiendo presiones:
ltosKmmHg
KltosmmHgV
mmHgPmmhgP
3,1149=30382,67830310072,7552=
72,7352=6,08,787600=82,678=6,0135760=
1
2
1
-
PESOS MOLECULARES DE GASES 1. A ciertas condiciones, la densidad de un gas es 1,64
g/lto. A las mismas condiciones de presin y temperatura, 1 litro de oxgeno pesa 1,45 g. Cul es el peso molecular de aquel gas? dgas = 1,64 g/lto Mgas = ? V = 1 lto O2 mO2 = 1,45 gr
RTMm
PV = ; si Mm
d = entonces: PM = d R T
molgMTRltogMP
TRltogMPgas
gas
gas /19,36=45,13264,1==/45,1=
/64,1=
2. A cierta temperatura, la densidad del etano a la presin
de 733,7 mm es igual a la densidad del aire a la presin de 1 atm. Calcular a partir de estos datos el peso
molecular del etano.
dC2H6 = (733,7 mmHg) = daire = (1 atm) MC2H6 = ? PM = d R T
molgrM
TRdmolgrmmHgTRdMmmHg
HC
aire
HCHC
/9,29=7,7339,28760=
=/9,280,760=7,733
62
6262
3. Calcular el volumen que ocuparn 2 g de oxgeno a 20 C y
720 mm de presin.
V = ? t = 20 C m = 2 gr de O2 P = 728 mmHg
.568,1=
728/32293
4,6229=
=
ltosV
mmHgmolgr
KmolKltomHg
grV
PMTRm
V
4. Calcular el peso molecular del xido nitroso, sabiendo que
a 80 C y presin de 1000 mm la densidad es 2,00 g/litro.
M = ? P = 1000 mmHg T = 353 K d = 2 gr/lto
-
molgrM
ltomolKmmHgKltommHggr
M
VPTRm
M
/05,44=
110003534,622=
=
5. La densidad de un gas a 25 C y 1,25 atm de presin es
1,436 g/litro. Cul es se densidad en condiciones normales?
dgas = 1,436 gr/lto T1 = 298 K P = 1,25 atm T2 = 273 K P = 1 atm
grdRdM
RM 254,1=27325,1298436,1=273=0,1
298436,1=25,1 6. Calcular la temperatura a la cual la presin de vapor del
agua, en mm de mercurio, es igual, numricamente, al nmero de gramos de agua existentes en 1 metro cbico de cualquier gas saturado de humedad.
t = ? PvmmHg = # gr H20 1 m3 saturacin 100 %
CtKT
molKltommHg
molgrltosTRT
Mm
PV
46,15=46,288=
4,62
/181000==
7. 2,04 g de una sustancia pura se convierten en vapor a 55
C y 780 mm de presin. El volumen obtenido en estas condiciones es de 230 cc. Calcular el peso molecular de dicha sustancia.
m = 2,04 gr V = 0,23 ltos t = 328 K M = ? P = 780 mmHg
molgrM
ltosmolKmmHgKltomHggr
M
PVTRm
M
RTMm
PV
/7,232=
23,07803284,6204,2=
=
=
8. Un recipiente de 3,47 litros de capacidad est lleno de
acetileno, C2H2, a la temperatura de 21 C y presin de 723 mm. Calcular la masa de acetileno contenida en este recipiente.
-
V = 3,47 ltos C2H2 P = 723 mmHg T = 294 K m = ?
.55,3=294
4,62/2647,3723=
=
=
grm
KmolKltommHg
molgrltosmmHgm
TRMVP
m
RTMm
VP
9. Un matraz de un litro contiene una mezcla de hidrgeno y
de xido de carbono a 10 C y presin total de 786 mm. Calcular el peso del hidrgeno si el matraz contiene 0,1 g de xido de carbono. V = 1 lto H2 + CO mH2 = ? t = 10 C si : mCO = 0,1 gr. Pt = 786 mmHg
22
"
0818,0=293
4,62/21723=
723=63786=:
63=1/282934,621,0==
=
grHK
molKltommHg
molgrltommHga
mmHgPluego
mmHgltomolKmolgr
KltommHggrMV
TRaPco
MVTRa
PV
H
H
10. Calcular la temperatura a la cual 1 litro de aire a la presin de 690 mm pesa 1 g. T = ? P = 690 mmHg V = 1 lto m = 1 gr
CtKT
molKltommHg
gr
molgrltommHgT
RTMa
PV
4,47=4,320=
4,621
/96,281690=
=
11. 250 cm3 de un gas se han recogido sobre acetona a -10 C
y 770 mm de presin. El gas pesa 1,34 g y la presin de vapor de acetona a -10 C es de 39 mm. Cul es el peso molecular del gas?
V = 0,25 ltos Pv = 39 mmHg m = 1,34 gr. P = 770 - 39 mmHg T = 263 K MGAS = ? P = 770 mmHg
-
molgrM
ltosmolKmmHgKltommHg
M
PVTRa
M
RTMa
PV
/25,120=
25,07312634,62345,1=
=
=
12. 0,35 g de una sustancia voltil se transforman en vapor
en un aparato de Victor Meyer. El aire desplazado ocupa 65, 8 cc medidos sobre agua a 40 C y a una presin total de 748 mm. Cul es el peso molecular de dicha sustancia?. La presin de vapor del agua a 40 C es 55,3 mm.
m = 0,35 gr PP = 748 mmHg V = 65,8 cc PV = 55,3 mmHg T = 313 K M = ?
molgrM
ltosmolKmmHgKltommHggr
M
mmHgP
/4,149=
0658,07,6923134,6235,0=
7,692=3,55748=
13. La composicin ponderal del aire es 23,1% de oxgeno,
75,6 % de nitrgeno y 1,3 % de argn. Calcular las presiones parciales de estos tres gases en un recipiente de 1 litro de capacidad, que contiene de 2 gr de aire a -20 C.
kT
grmltoVAr
NO
253=
2=1=%3,1
%&6,75%1,23
2
2
mmHgPlto
P
VMTRa
P
T
T
T
57,1089=196,28253622=
=
mmHgP
grm
O
O
78,277=1322534,62462,0=
)2231,0(462,0=
2
2
de la misma forma: mN2 = 0,7562 = 1,512 gr. PN2 = 850,8 mm. mAr = 0,026 gr ; PAr = 10,25 mmHg.
14. La composicin volumtrica del aire es 21 % de oxgeno,
78 % de nitrgeno y 1 % de argn. Calcular las presiones parciales de estos tres gases en un recipiente de dos litros de capacidad, que contiene 3 gr de aire a 18 C. (Calcular a partir de estos datos, el peso molecular medio del aire, que resulta ser igual a 20,96, determinar entonces la presin total y hallar las presiones parciales
-
teniendo en cuenta que la relacin volumtrica es igual - segn el principio de Avogrado - a la relacin molecular).
%1%78%21
2
2
ArNO
molM
grmKTltosV
/96,28=3=
291=2=
de la ecuacin de estado:
mmHgPlbsmolgr
KmolKltommHg
gr
VMTRa
P
T
T
3,939=2/96,28
2914,623
==
PO2 = 0,21 939,9 = = 197,3 mmHg PN2 = 0,78 939,9 = 733,1 mmHg PAr = 0,01 939,9 = 9,39 mmHg
15. En un recipiente de 2 litros de capacidad se recogen 5 litros de oxgeno medidos a la presin de 2 atm, y 10 litros de nitrgeno a la presin de 4 atm. Se dejan salir 25 litros de la mezcla gaseosa a la presin de una atmsfera. Calcular: a) la presin final en el recipiente; y b) el peso de oxgeno y de nitrgeno contenidos al final en dicho recipiente. La temperatura se ha mantenido siempre constante a 25 C.
V = 2 ltos VO2 = 5 ltos P = 2 atm } 25 ltos a P = 1 atm VN2 = 10 ltos P = 4 atm }
2222 834,45=298082,028104=05,13=
298082,0
/352= grNNgrOK
molKltoatm
molgrltosatmO
PT en el recipiente de 2 ltos:
}}
ltoVltosatmVatm
ltoextraenatmP
atmltomolgr
KmolKltoatm
grP
atmltosmolgr
KmolKltoatm
grP
T
N
O
1=251=25
25,25=
99,19=2/9,2298
082,0834,45=
999,4=2/32298
082,0095,13=
11
2
2
a) como el volumen se reduce de 2 ltos a 1 lto: luego Pf = atmatm 5,12
225 =
b) m de O2 y N2 al final: aO2 = 254,6=
298082,0
/32225grO
KmolKltoatm
molgrltosatm
-
aN2 = 29,2=298
082,0/28210
grNK
molKltoatm
molgrltosatm
16. 12 g de iodo slido, densidad 4,66 se colocan en un
matraz de un litro. El matraz se llena entonces con nitrgeno a 20 C y 750 mm y se cierra. Se calienta ahora a 200 C, temperatura a la que el iodo est vaporizado. Cul es la presin final?
aI2 = 12 gr. t = 20 C y P = 750 mmHg se llena con N2 d = 4,66 gr/lto t2 = 200 C Pf = ? V = 1 lto
atmatmatmPPP
atmmolgrlto
KmolKltoatm
gr
MVTRa
P
atmK
KatmTTP
PTP
TP
INT
I
42,3=832,1+591,1=+=
832,1=/54,21473
082,012=
=
591,1=293473986,0==;=
22
2
1
212
2
2
1
1
17. El volumen de un mezcla de aire saturado de humedad a 50
C es de 4 litros a la presin de 5 atm. Calcular: a) la presin total final cuando esta masa se expansiona sobre agua hasta un volumen de 20 litros, a temperatura constante; y b) los gramos de agua que se evaporan para mantener el aire saturado de humedad. La presin de vapor de agua a 50 C es de 92, 5 mm.
Vaire saturado = 4 ltos t = 50 C P = 5 atm P = 3800 mmHg PV = 92,5 mmHg a) V2 = 20 ltos V1 = 4 ltos
P1 = 3707,5 mmHg (corregido)
mmHgPmmHgP
ltosltosmmHg
P
VPVP
834=5,92+5,741=5,741=
2045,3707=
=
2
2
2
2211
b) OgrHgr
KmolKltommHg
molgrltosmmHga
grK
molKltommHg
molgrltosmmHga
232,133,0652,1652,1
3234,62/18205,92
33,03234,62
/1845,92
=
=
=
=
=
18. 100 litros de aire a 20 C y presin de 1 atm. se hacen
burbujear lentamente a travs de ter. El aire saturado de vapor de ter sale a 20 C y presin total de 1 atm. Calcular: a) los gramos de ter que se evaporan, b) el volumen final de la mezcla; y c) si la mezcla se comprime isotrmicamente a 10 atm, la cantidad de ter que se
-
recupera de nuevo al estado lquido. La presin de vapor de ter a 20 C es 422 mm. Suponer despreciable el volumen del ter lquido formado.
V = 100 ltos aire Se hace burbujear a travs de ter : T = 293 K T = 293 K P = 1 atm T = 1 atm PV = 422 mmHg
a)
ltosVmmHg
ltosmmHgPVP
VVPVP
molgrHCOHC
85,224338
100760/74
2
2
1122211
5252
=
====
luego:
grK
molKltommHg
molgrltosmmHgTRMVP
a 29,3842934,62
/7485,224422 =
=
=
b) 224,85 ltos c) P2 = 10 atm = 7600 mmHg 7600 mmHg 100
ltos = 7600 mmHg V2
greter
grK
molKltommHg
molgrltosmmHga
19,3671,1729,394:
1,1729336,62
/7410422
=
=
=
19. A 0 C la densidad del cloruro de metilo a una presin de 0,5 atm es 1,401 g/litro, y a una presin de 0, 25 atm, es 0,5666 g/litro. A partir de estos datos, calcular el peso molecular exacto del cloruro de metilo. T = 273 K dCH3Cl = 1,1401 gr/lto dCH3Cl = 0,5666 gr/lto P = 0,5 atm P = 0,25 atm MCH3Cl = ?
molgrRTPdM
PdPd
/46,5027308206,0)0138,02664,2(
0138,02664,2
25,05666,0
2802,25,0
1401,1
0
2
1
==
=
==
==
20. A 0 C (273,16 K) la densidad del oxgeno a u a presin
de 1 atm es 1,42090 g/litro, y a una presin de 0,5 atm es 0,71415 g/litro. Calcular la constante R de los gases y el volumen molar gramo. 0 C = 273 ,16 K dO2 = 1,42898 gr/lto P = 1 atm P = 0,5 atm dO2 = 0,71415 gr/lto R = ? Vm = ? PM = d R T
-
.).(415,221
16,27308206,01
08206,0082057,000039,008201,0
0039,0081979,016,273/4289,1
/321
08201,06,273/71415,0/325,0
NenCltosVatm
KmolKltoatm
mol
PTRn
V
RKltogr
molgratmR
Kltogrmolgratm
R
=
==
==+=
==
==
-
ECUACIONES QUIMICAS: METODOS DE IGUALACION 1. en la tostacin de la pirita, Fe S2, se forma xido frrico
Fe2O3, y se desprende dixido de azufre, SO2. Escribir la ecuacin indicada correspondiente, e igualarla por el mtodo del nmero de valencia.
2
22FeS + 02O 2322 + OFe + 224 + OS
4e- + O2 2 O-2 6 S-2 S+4 + 6e- 4 24e- + 6 O2 + 4 S-2 12 O-2 + 4 S+4 + 24e- 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2
2. Al calentar hipoclorito potsico, KClO, se transforma en
cloruro y en clorato potsico, KCl y KClO3. Escribir la ecuacin de este proceso igualada por el mtodo del nmero de valencia.
K+1Cl+1O-2 K+1 Cl-1 + K+1Cl+5 23O
2e- + Cl+ Cl- 2 Cl+ Cl+5 + 4e-
4e- + 2Cl+ + Cl+ 2Cl- + Cl+5 + 4e-
3 KClO 2 KCl + KClO3 3. Por accin del clorato potsico, KClO3, en presencia de
potasa castica, KOH, el cloruro cobaltoso, CoCl2, pasa a xido cobltico Co2O3. Escribir la ecuacin correspondiente, igualada por el mtodo del nmero de valencia.
Co+2 12Cl + K+1O-2H+1 + K+1Cl+5 23O 32+Co + K+1Cl-1 +
H2O Co+2 Co+3 + 1e- 6 6e- + Cl+5 Cl-1 1
6e- + 6Co+2 + Cl+5 6Co+3 + Cl- + 6e- 6CoCl2 + 12 KOH + KClO3 3 Co2O3 + 13 KCl +
+6H2O 4. Por accin de la potasa castica, KOH, sobre el fsforo,
P4, se forma hipofosfito potsico, KPO2H2 , y fosfamina, PH3. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la correspondiente ecuacin.
04P + K+1O-2H+1 + H2O K+1P+1 1222 + HO + P-3 13+H
P4 4P+1 + 4e- 3 12e- + P4 4 P-3 1
12e- + 3 P4 + P4 12 P+1 + 4 P+3 + 12 e-
5. Igualar por el mtodo del nmero de valencia las
ecuaciones correspondientes a la reaccin del Zinc, del aluminio y del Silicio con la sosa custica, en las que se obtiene hidrgeno y cincato, aluminato y silicatossdicos., Na2ZnO2, Na2SiO3.
-
Zn0 + 2 Na+10-2H+1 22212 ++ OZnNa + 02H
Zn0 + + eZn 220 2e- + 2H+1 02H
2e- + Zn0 + 2 H+ Zn+2 + H2 + 2e-
2 Al0 + 2 Na+1O-2H+1 + 2 H2O 2 Na+1Al+3 0222 3HO +
Al0 Al+3 + 3e- 2 2e- + 2H+ H2 3
2Al0 + 6e- + 6H+ 2Al+3 + 6e- + 3H2
Si0 + 2 Na+1O-2H+1 + H2O 0223412 2HOSiNa +++
Si0 Si+4 + 4e- 1 2e- + 2H+ 02H 2
Si0 + 4e- + 4H Si+4 + 4e- + 2 H2O
6. El cido ntrico concentrado oxida el iodo a cido idico
HIO3, y se reduce a dixido de nitrgeno, NO2. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la ecuacin correspondiente.
OHNOHIOHNOIeNINeI
NNeeII
OHONOIHONHI
22332
4452
45
502
22
242
3512
3510
2
410210101021010
1011102
+++++++
++
+++
+++
++
+
+++++
7. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la
obtencin de iodo a partir de ioduro potsico mediante el permanganato de potsico, KMnO4, en presencia de cido sulfrico.
08526821021021010
25
522
22442424
202
7
27
02
22
02
24
6224
612
24
612
24
711
HIMnSOSOKSOHKMnOKIMneSIMneI
MnMneeII
OHIOSMnOSKOSHOMnKIK
+++++++++
++
+++++
++
++
+++++++++
8. El cido ntrico muy diluido al actuar sobre el cinc o
sobre el hierro forma nitrato de cinc o nitrato frrico y se reduce a amonaco, que con el cido forma nitrato amnico. Escribir las ecuaciones correspondientes a estos procesos e igualarlas por el mtodo del nmero en valencia.
-
OHNONHNOFeHNOFeNeFeNFee
NNeeFeFe
OHONHNONFeONHFe
OHNONHNOZnHNOZnNeZnNeZn
NNeeZnZn
OHONHNONZnONHZn
2343330
3350
35
302
23
514
33
23
5323
510
2342330
3250
35
202
23
514
32
23
5223
510
93)(830832483883
3883
)(
33)(41048484
842
)(
+++++++
++
+++
+++++++
++
+++
++
+
+
++++++
++
+
+
+++++++
9. El alcohol etlico, CH3CH2OH, se oxida con acetaldehido,
CH3CHO, mediante el dicromato potsico en medio sulfrico. Escribir la ecuacin correspondiente, igualada por el mtodo del nmero de valencia. (El nmero de valencia de un tomo de carbono se calcula considerando unicamente los enlaces a tomos distintos. Los enlaces a tomos de hidrgeno dan lugar a nmeros de valencia negativos y los enlaces de tomos de oxgeno o de halgenos, a nmeros de valencia positiva).
OHSOCrSOKCHOCHSOHOCrKOHCHCHeHCHOCHCrOHHCCre
eHCHOCHOHHCCrCre
OSCrOSKCHOCHOSHOCrKOHCHCH
23424234272223
33
526
352
363
24
632
24
6123
24
612
27
62
1223
6)(3436632326
32223
)(
++++++++++
+++
++++
+++
++
++++++++
10. En presencia de cido sulfrico el permanganato potsico
oxida al cido oxlico, H2C2O4, a dixido de carbono. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la ecuacin correspondiente.
OHCOSOMnSOKSOHKMnOOCHeCOMnOCMne
eCOOCMnMne
OHOCOSMnOSKOSHOMnKOCH
22442424422
22
427
2242
272
22
424
6224
612
24
612
24
7124
32
12
810)(2325101025210
52225
+++++++++
++
+++++
++
++
++++++++++++
11. Igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin del ejercicio 2 y la correspondiente a la accin del cloro en caliente sobre un lcali, en la que se forma el cloruro y clorato.
-
OHClOClOHClHClOClOHClH
HClOClOHCleHClOClClOHCle
eHClOClOHClCle
ClOClClOeHClOOHClClOOHClOHe
eHClOClOOHOHClClOHe
232
32
32
322
32
2
3
3
3
3563
353330
621066
1062106510
110626
522
23
42222224
142222
+++++++
+++++++++
++++
+++++++++
++++++
+
+
+
+
++
+
+
12. Igualar por el mtodo del in - electrn la formacin de
bromo a partir de un bromuro mediante el dicromato potsico en medio cido.
OHCreBrOCrHeBr
OHCrOCrHeeBrBr
OHBrCrHOCrBr
23
272
23
72
2
223
72
72631466
172146322
++++++
++++
++++
+=+
+=+
++=
13. Igualar por el mtodo del in - electrn la oxidacin de
un nitrito a nitrato, mediante el permanganato potsico en medio cido. Escribir la ecuacin molecular correspondiente, suponiendo se oxida el nitrito potsico en un exceso de cido sulfrico.
OHSOKMnSOKNOSOHKMnOKNOeHNOOHMnNOOHMnOHe
eHNONOOHOHMnMnOHe
OHSOKMnSOKNOSOHKMnOKNO
242434242
322
224
322
22
4
242434242
32532510105325521610
522
2485
+++++++++++++
++++++
+++++
+++
+
++
14. En medio fuertemente cido el bismutato potsico, KBiO3
oxida una sal manganosa a permanganato. El bismutato se reduce a in Bi+++ . Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin inica correspondiente, y a partir de esta, la ecuacin molecular suponiendo se oxida nitrato manganoso en presencia de cido ntrico.
-
OHKNOKMnONOBiHNONOMnKBiOeHMnOOHBiMnOHBiOHe
eHMnOMnOHOHBiBiOHe
OHKNOKMnONOBiHNONOMnKBiO
234333233
4232
23
42
2
23
3
234333233
732)(514)(2510162752853010
2584
5362
)()(
+++++++++++++
++++++
+++++
++++
++
++
15. El tiosulfato sdico, Na2S2O3, es oxidado por el iodo a
tetrationato sdico Na2S4O6, mientras que el iodo se reduce a ioduro. Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin correspondiente. (Esta reaccin tiene una gran importancia en el anlisis volumtrico).
==
==
==
++++
++
++
eOSIOSIe
eOSOSIIe
OSIOSI
2222
2222
22
643202
6432
02
64322
16. En medio prcticamente neutro (en presencia de bicarbonato), el, iodo oxida el arsenito a arseniato, mientras que en medio fuertemente cido est se reduce a arsenito mediante el cido iohdrico. Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn ambas ecuaciones.
+
+
+
+
+
+++++++++
++
++++++++
++++++
+++++
++++
eAsOIHOHCOIeAsOOHHCO
OHCOHCOIIe
eHAsOAsOOHSolucinOHCOIAsOHCOIAsO
speOHAsOIAsOIHe
OHAsOIAsOHeeII
SolucinOHIAsOHIAsO
OH
22444224
44422
242
:2424
.Re22242
242
22
:242
424
22223
23
2
422
224322
2224
2224
02
20224
4434421
17. En medio cido el persulfato potsico, K2S2O8, oxida el
in crmico a cromato y el in permanganoso a permanganato. Escribir e igualar por el mtodo del in electrn la oxidacin del sulfato crmico y del sulfato manganoso mediante el persulfato potsico en exceso de cido sulfrico, a partir de ellas, las ecuaciones moleculares correspondientes.
-
4242428224
44822
2
482
42
2
442822
424242262234
44823
2
482
43
2
442823
752852101016251028
522
2584
63283)(661623628
322
2384
0
SOHSOKHMnOOHOSKMnSOSOeHMnOOSeMnOH
SOOSeeHMnOMnOH
HSOMnOOHOSMn
SOHSOKCrOHOHOSKSOCrSOeHCrOOSeCrOH
SOOSeeHCrOCrOH
HSOCrOOHSCr
++++++++++
++++
++++
++++++++++
++++
++++
=+=+
=
++
+==+
=+==+
==
+=+
+===+
18. En medio cido y en presencia de reductores fuertes, los
nitritos actan como oxidantes y se reducen a xido ntrico. Escribir las ecuaciones inicas de oxidacin de los cidos iohdrico y sulfhdrico por el nitrito potsico en cido clorhdrico, y a partir de ellas las correspondientes ecuaciones moleculares.
OHKClSNOHClSHKNOeOHSNOSNOHe
eSSOHNONOHe
OHSNOHSNO
OHKClINOHClHIKNOeIOHNOINOHe
eIIOHNONOHe
OHINOHINO
222
20
2
022
22
2222
222
2
22
222
22222222242
12
221
2222222222242
122
221
+++++++++++
++++
++++
+++++++++++
++++
++++
=+
=
+
+=
+
+
+
19. El sulfato crico, Ce(SO4)2, en medio cido es un
oxidante energtico, que al actuar se reduce a sulfato ceroso, Ce2(SO4)3. Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin de oxidacin mediante el sulfato crico, y a partir de las mismas las ecuaciones moleculares correspondientes.
-
24234242224
23
424
242
342
3422
4
2423422224
23
224
222
342
322
4
2)()(222222
12221
)()(222222
12221
COSOHSOCeOCHSOCeeCOCeOCCee
eCOOCCeCee
COHCeOCHCe
OSOHSOCeOHSOCeeHOCeOHCee
eHOOHCeCee
OHCeOHCe
+++++++
++
+++
++++++++
+++
+++
+=+
=
++
+++
+++
+
++
+++
-
DISOLUCIONES: DENSIDAD Y CONCENTRACION 1. Calcular la cantidad de sosa castica y de agua que se
necesitan para preparar 5 litros de una disolucin al 20 %, cuya densidad es 1,219 g/cc. Cul es la normalidad de esta disolucin?
NNaOHgrNaOHgreq
disolltodisolcc
disolccdisolgr
disolgrNaOHgr
OgrHdisolgr
OHgrdisolcc
disolgrdisolltodisolltos
disolltos
grNaOHdisolgrNaOHgr
disolccdisolgr
disolltodisolcc
ltosdisol
095,6.40..1
.1.1000
..219,1
.100
.20
24876.1002.809
..219,1
.1.1000.5
1219.100.20
,.219,1
.1.10005
=
=
=
2. Se disuelve una cierta cantidad de cloruro magnsico
hidratado, MgCl2. 6H2O, en un peso igual de agua. Calcular la concentracin de la disolucin en tanto por ciento de sal anhidra.
molgrMgClmolgrOHMgCl/3,95/3,206
2
22
==
masa total de la disolucin : 406,6 gr.disol
%43,23100.6,406.3,95 2 =disolgrMgClgr
3. Una disolucin de carbonato sdico de densidad 1,105 g/cc
contiene 10,22 % de carbonato anhidro. Calcular el volumen de la misma que podr dar lugar por evaporacin a 100 gramos del carbonato hidratado, Na2CO3. 10H2O.
disolccdisolgr
disolccCONagr
disolgrOHCONagr
CONagrOHCONagr
.19,328.105,1
.32.22,10
.10010.286
.10610.100232
32232
==
4. Calcular el peso de sulfato magnsico heptahidratado,
MgSO4. 7H2O, que debe aadirse a 1000 gramos de agua para obtener una disolucin al 15 % en sulfato anhidro.
OHMgSOgrmdespejandomm
mm
enmm
242
22
32
32
7.78,443338,0/15015,0)1000(488,0
48,03,2463,12001000)2
)2)11000)1
==+=
=+=+
5. Calcular las cantidades de carbonato sdico hidratado,
Na2CO3. 10H2O y de agua que se necesitan para preparar 12 litros de disolucin al 13,9 % de carbonato anhidro, y de
-
densidad igual a 1,145 g/cc. Cul es la normalidad de esta disolucin?
NCONagrCONagreq
disolltodisolcc
disolccdisolgr
disolgrCOgrNa
normalidadgrOmasaHm
grOHCOmasaNamdespejandoOHCONagr
CONagrmm
disolgrdisolccdisolgr
disolccmmm
cmcmcmmmm
003,3.53..1
.1.1000
..145,1
.1005,13
:87,85
53,5110:
139,01374010.286.1060)2
.1347..145,1.12000)1
32
3232
21
2322
232
3221
321
332211
321
=
=====+
===+=+
=+
6. Calcular el volumen de disolucin al 12 % en peso de CuSO4
que podr prepararse con 1 Kg de sulfato cprico cristalizado, CuSO4. 5H2O. La densidad de la disolucin es 1,131 g/cm3.
disolltos
disolgrdisolcc
grCuSOdisolgr
grCuSOgrCuSO
OHgrCuSO
molgrCuSO
molgrOHCuSO
.715,410715,4
.131,1.
12.100
25016051000
/160/2505
344
424
4
4
===
=
=
7. Se tiene un cido sulfrico concentrado de densidad 1,827 g/cc y 92,77 % en peso de H2SO4. Calcular como hay que diluir este cido, en volumen y en peso para obtener un cido sulfrico que contenga 1 g de H2SO4 por 1 cc de disolucin. El cido resultante tiene una densidad de 1,549 g/cc.
concentracin final del cido :
%57,6464557,0.549,1.1
.1.1 42 ==
disolgrdisolcc
disolccSOHgr
para 1000 gr. de cido: 332211321
)2)1
cmcmcmmmm=+
=+
OdeHgrmdespejandom
enmOmmm
22
2
32
32
.02,437:64557,0)1000(7,927
)2)164557,03277,01000)21000)1
=+=
=+=+
En volumen : para 1 lto. de cido:
disolltosdisolccdisollto
disolgrdisolcc
SOHgrdisolgr
disolgrSOHgr
disolccdisolgr
disolltodisolcc
disolto
.6949,1.1000.1
.549,1.
.557,64.100
.100.77,92
..827,1
.1.1000.1
42
42
=
-
8. Un cido sulfrico de 50 B contiene 62,18 % de H2SO4. Hallar la normalidad de este cido.
Ecuacin para lquidos ms densos que el H2O:
B== 145145
Nldisolltodisocc
disolccdisolgr
SOHgrSOHgreq
disolgrSOHgr
ccgr
36,19.1.1000
..526,1
.49..1
.100.18,62
/152650145145
42
4242 =
==
9. Hallar la normalidad y la modalidad de una disolucin de
amonaco de 20 B, que contiene 17,19 % en peso NH3.
Ecuacin para lquidos menos densos que el H2O:
+= 130140
molalOHKgOHgr
NHgrNHmol
OHgrdisolgrNHgr
NNHgrNHgreq
disolltodisolcc
disolccdisolgr
disolgrNHgr
ccgr
21,12.1.1000
.17
.1.9,17.100(
.19,17
434,9.17..1
..1000
..933,0
.100.19,17
/93,020130140
2
2
3
3
2
3
3
33
=
=
=+=
10. Se disuelven en 600 gramos de agua 200 litros de cloruro
de hidrgeno medidos a 15 C y 768 mm. La disolucin que resulta es de 21,1 B. Calcular la concentracin de este cido en gramos de HCl por ciento y su molaridad.
ccgrP /17,1
1,21145145 == Ecuacin de estado : RTM
mPV =
Mdisolltodisolcc
disolccdisolgr
HClgrHClmol
disolgrdisolgr
disolgrHClgr
HCl
HClgrK
molKltomm
molgrltosmmmHCl
96,10.1.1000
.1.17,1
.5,36.1
.100.21,34
%208,34100.565,911.565,311%
.565,3112884,62
/5,36200768
=
==
=
=
11. Se mezcla un litro de cido ntrico de densidad 1,38
g/cc y 62,70 % con un litro de cido ntrico de densidad 1,13 g/cc y 22,38 %. Hallar: a) la concentracin del cido resultante en tanto por ciento: b) el volumen de cido que se forma; y c) su molaridad. La densidad del cido formado es igual a 1,276 g/cc.
-
%54,44:
25102238,01130627,01380
.251011301380
13,111000138,11
10001
)
3
3
332211
3
3
321
=
=+=+
==+=+
=+
cdespejando
ccmcmcm
grm
mccg
ltocc
ltoccgr
ltocc
lto
mmma
MHNOgr
HNOdisolltodisolcc
disolccdisolgr
disolgrHNOgr
c
disolltosdisolccdisollto
disolgrdisolcc
disolgrb
02,9.63..1000
..276,1
.100.54,44)
.1967.1000.1
.276,1.1.2510)
3
33 =
=
12. Que cantidad de agua hay que evaporar de una tonelada de
cido sulfrico de densidad 1,26 g/cc y 35,03 %para obtener un cido de densidad 1,49 g/cc y 59,24 %. Realizar el clculo: a) Correctamente a partir de los %; b), incorrectamente, a partir de las densidades, al suponer que los volmenes son aditivos; c) , determinar las normalidades de los dos cidos.
NSOHgrSOHgreq
disolltodisolcc
disolccdisolgr
disolgrSOHgr
NSOHgrSOHgreq
disolltodisolcc
disolccdisolgr
disolgrSOHgr
c
VVcc
VVgr
ccgr
VVVb
OKgHmdespejandomen
mmmmKgcmcmcmmmma
18.49..1
.1.1000
..49,1
.100.24,59
01,9.49..1
..1000
..6,12
.100.03,35)
109365,726,1110
)
67,408:5924,04,5923,350)2()1(
5924,003503,01000)2(1000)1()
42
4242
42
4242
325
326
321
22
2
3232
332211321
=
=
==
=
==
====
13. Calcular la cantidad de cido sulfrico concentrado de
96,2 % de H2SO4 que debe agregarse a 100 Kg de un oleum de un 12 % de SO3 para obtener un cido sulfrico puro, de un 100 % de H2SO4.
32131
332211321
100962,0100)2()1(
mcmmmcmcmcmmmm
=+=+=+=+
Clculo de C2 = 027,1380
98.100
1298,0
98.18.80
4232
4223
=+=
+
KgSOSOKgH
disolKgKgSO
C
grgrgrSOHOHSO
-
KgmMdespejandomm
en
05,71100027,1100962,0
)2()1(
11
11==
+=+
14. Un oleum de un 25,4 % en SO3 se ha de diluir en cido
sulfrico de 97,6 % en H2SO4 para obtener un oleum de 20 % en SO3. Calcular la cantidad de cido sulfrico que debe agregarse por cada 100Kg del oleum original.
8,0746,0100100)2()1(
32232
332211321mcmmmKg
cmcmcmmmm=+=+
=+=+ Clculo de c2 = 106,1.18
.98.100
4,2976,02
22 =+OHKgOHKg
disolKgOKgH
(1) en (2)
KgMdespejando
mmm
64,17306,04,5
8,0808,0)100(106,16,74
2
222
==+=+=+
15. Se diluye a un volumen cinco veces mayor un cido
sulfrico concentrado de densidad 1,805 g/cc que contiene 88,43 % en peso de H2SO4. Calcular el volumen del cido diludo que se necesita para preparar 5 litros de cido sulfrico normal.
V2 = 5V1
disolccdisolgr
disolccSOHgr
disolgSOHgreqSOHgr
disolltoSOHgreq
disolltos
.493,153.805,1
.1.43,88
.100..1.49
.1..1.5
4242
4242
==
16. Una disolucin de potasa castica de densidad 1,415 g/cc
es de 41,71 %. Calcular el volumen de disolucin que contiene 10 moles de KOH.
disolcc
disolgrdisolcc
KOHgrdisolgr
molKOHgrKOH
molesKOH .66,950.415,1.1
.71,41.100
1108,5610 =
17. Se han de preparar 2 litros de disolucin 2 normal en
HCl y en NaCl a partir de cido clorhdrico de densidad 1,165 g/cc y 33,16 % HCl, y de una disolucin de sosa castica de densidad 1,38 g/cc y de 35,01 % NaOH. Calcular los volmenes que se necesitan de estas dos disoluciones. Vde HCl:
ccHCldisolgr
disolccHClgr
disolgrHClgreqHClgr
disolltoHClgreq
disolltos
86,755.65,1
.1.16,33
.100.2
,5,36.1
.4.2
==
-
V de NaOH :
disolccdisolgr
disolccNaOHgr
disolgrNaOHgreq
NaOHgrdisollto
NaOHgreqdisolltos
.16,331.38,1.1
.01,33.100
.1.40
.1.2.2
=
18. Se tiene una disolucin de dicromato potsico al 1 %,
cuya densidad relativa es prcticamente la unidad. Calcular el volumen de esta disolucin que se necesita para preparar 250 cc de disolucin 0,1 normal de dicromato al actuar como oxidante.
disoldisolgrdisolcc
OCrKgrdisolgr
OCrKgreqOCrKgr
disolgreqOCrKgreq
disolccdisollto
disolcc
OHCrOCrHe
.58,122.1.1
.1.100
.1.294
.1
.1,0.1000.1.250
72146
722
722
722722
232
72
=
+++ ++
19. Calcular el peso de anhdrido arsenioso que se necesita
para preparar 1 litro de disolucin de arsenito 0,1 normal. (El anhdrido arsenioso se disuelve con algo de sosa castica).
3232 .945,4sen.91,1912
.82,197sen.1sen.955,95
.1sen.1,0.1
OAsgritoArgr
OAsgritoArgreqitoArgr
disolltoitoAreqgr
disollto
=
20. Se queman 80 litros de fosfamina medidos a 18 C y 756
mm. El cido fosfrico formado se disuelve en agua y se forma 1 litro de disolucin. Calcular la normalidad de la disolucin cida.
433
433
33
4323
.391,32634.98.24,113
24,1132914,62
/34807652
POHgrgrPH
POHgrPHgr
grPHK
molKltommHg
molgrltosmmHgmRT
Mm
PV
POHOPH
PH
=
=
==
+
NPOHgrPOgrHeq
disolltoPOgrH 99,9.3/58
1.1
391,32643
4343 = 21. Calcular el volumen de cido sulfrico de densidad 1,827
g/cc y 92,77 % de H2SO4 que se necesita para preparar 10 litros de cido sulfrico 3 normal.
disolccdisolgr
disolccSOHgr
disolgrSOHgreq
SOHgrdisollto
SOgrHeqdisolltos
.3,867.827,1
..77,92.100
.1.49
.13.10
4242
4242
=
-
22. Se tiene una disolucin de sosa castica 0,5 normal, factor 0,974. Hallar el volumen de disolucin de sosa castica de densidad 1,22 g/cc y de 20,57 % de NaOH, que debe agregarse a un litro de aquella disolucin para que resulte exactamente 0,5 normal. Suponer que en la mezcla los volmenes son aditivos.
[ ]5,0487,011
)2()1(457,0,974,05,0
32232
332211321VNVVVlto
NVNVNVVVVNNaOH
=+=+=+=+
==
Clculo de N2 =
ccltosVdespejando
VVen
Ndisollto
ccdisoldisolccdisolg
NaOHgrNaOHgreq
disolgrNaOHgr
313,210313,262,5013,0
5,0)1(121,60487:)2()1(
1213,6.1
10.1.22,1
.40.1
.100
.07,20
32
22
2
3
===+=+
==
23. Calcular el volumen de disolucin 2 normal de sulfato
cprico que se necesita para preparar 10 gr de xido cprico previa precipitacin del cobre como carbonato y calcinacin posterior de este a xido.
disolccVdisolltodisolcc
grCuSOeqdisollto
CuSOgrgrCuSOeq
CuOgrCuSOgr
grCuO
molgrCuSOCOCuOmolgrCuO
SOHCuCOCOHCuSO
.125..10
2.1
.80.1
.80.16010
/160/80
3
44
44
4
2
423324
==
=+=
++
24. Se tratan 250 g de cloruro sdico con cido sulfrico
concentrado de densidad 1,83 g/cc y 93,64 %. Si el cido se agrega en un exceso del 20 % respecto a la formacin de sulfato sdico neutro, calcular el volumen de cido sulfrico utilizado.
disolccdisolgr
disolccSOHgr
disolgrSOHgr
SOHgrgrNaCl
SOHgrNaClgr
grgrgrgrHClSONaSOHNaCl
.64,146.93,1.1
.64,93.100.282,251
.282,2512,1117.98.250
731429811722
4242
4242
4242
=
=
++
25. En el problema anterior, el cloruro de hidrgeno
desprendido se absorbe en agua y se obtienen 500 cc de un cido de densidad 1,137 g/cc. Calcular la normalidad de este cido y su concentracin en tanto por ciento.
-
%43,27100.137,1.1
.500.983,155
54,8.1.1000
.5,361
.500.983,155
983,155.117.73.250
=
=
=
disolgrdisolcc
disolccHClgr
Ndisolltodisolc
HClgrgrHCleq
disolccHClgr
grHClNaClgrHClgr
NaClgr
26. Calcular el volumen de cido clorhdrico 3 normal que se
necesita para disolver 12 gramos de un carbonato clcico de 93,2 % de pureza.
disolccdisolltodisolcc
grHCleqdisollto
HClgrgrHCleq
CaCOgrHClgr
disolgrCaCOgr
disolgr
grgrCOHCaClHClCaCO
.56,74.1.1000
3.1
.5,361
.100.73
.100
.2,93.12
.73.1002
3
3
3223
=
++
27. A partir de 100 cc de un cido sulfrico, por
precipitacin con cloruro brico, se obtienen 11,75 g de sulfato brico. Hallar la normalidad del cido sulfrico.
NSOgrHSOgrHeq
disolltodisolcc
BaSOgrSOgrH
disolccBaSOgr
HClBaSOBaClSOH
008,149.1
..1000
.23898
.100.5,117
233208982
42
42
4
424
4242
=
++
28. Calcular el volumen de cido clorhdrico concentrado de
densidad 1,18 g/cc y 36,23 % de HCl que ha de reaccionar sobre un exceso de dixido de manganeso para producir el cloro necesario que al actuar sobre disolucin de sosa castica origine 5 litros de disolucin normal de hipoclorito sdico.
disolccdisolgr
disolccHClgr
disolgrNaClOgr
HClgrgrNaClOeqNaClOgr
disolltogrNaClOeq
disolltos
HNaClO
NaOHONMnClClMnOHCl
.77,853.18,1.1
.23,36.100
.149.5,364
1.5,74
.11.5
22
24
2
2222
=
++
+++
29. Hallar el volumen de cido ntrico concentrado (d = 1, 4
g/cc; 66,97 %) que debe aadirse a un litro de cido clorhdrico concentrado ( d = 1, 198 g/cc; 48,0 %) para obtener agua regia (3HCl:1HNO3).
-
disolccdisolgr
disolccHNOgr
disolgrgrHClHNOgr
disolgrdisolgr
disolccdisolgr
disolltodisolcc
disollto
.06,294.4,1.
.97,66.100
5,109.63
.100.40
..198,1
.1.1000.1
3
3
=
30. Hallar la concentracin de una disolucin de hidrxido
potsico de densidad 1,24 g/cc, si al diluirla a un volumen diez veces mayor, 20 cc de la disolucin diluda gastan 21,85 cc de cido 0,5 normal, factor 1,025.
%28,25100.1
56.24,1
.1.1000.1
.599,5
59,5559,0025,15,085,2120
1,010
11
1
2211
12
=
=
===
===
KOHgreqgrKOH
disogrdisolcc
disolccdisollto
disolltogrKOHeq
inConcentrac
NNccccN
NVNVfactorVV
31. Calcular la concentracin de un cido sulfrico de densidad 1,725 g/cc a partir de los datos siguientes:10cc del cido se diluyen a 250 cc, y 10 cc de este cido diludo al valorarlo con un alcal 0,5 normal, factor 1,034 gastan 21,7 cc de ste.
%74,79100.725,1
.1.1000
.1.1.49
.04725,28
04723,28034,15,07,2110
04,0)25(25010
42
4242
1
1
42
==
=
=
disolgrdisolcc
disolccdisollto
SOgrHeqSOHgr
disolltoSOgrHeq
dondeNccccN
cinfactordiluvecesccccSOH
32. Cul es la concentracin de un amonaco, de densidad
0,907 g/cc, sabiendo que al diluir 25 cc a 500 cc, 25 cc de est disolucin diluda gastan 17,25 cc de un cido normal factor 0,965?
25 cc a 500 cc fact. de dil. = 0,5
%96,24100907,0.1
.10.
117
.317,13
317,13965,0
25,1725
33
33
1
2
21
=
==
=
grdisolcc
disolccdisollto
grNHeqgrNH
disolltogrNHeq
NNccNccN
33. Un cido actico diludo, de densidad prcticamente la
unidad, se valora con sosa castica 0,2 normal, factor 1,028, 20cc del cido consumen 16,2 cc del alcal. Hallar la concentracin del cido actico.
-
%999,0
100.1.1
.1000.1
.1.60
.1665,0
1665,0028,12,02,1620
3
33
1
221
=
=
==
disolgrdisolcc
disolccdisollto
COOHCHgreqCOOHCHgr
disolltoCOOHgrCHeq
NNccNccN
34. Una disolucin saturada de hidrxido brico a 20 C
tiene una densidad de 1,041 g/cc. Hallar su solubilidad calculada en gramos del hidrato, Ba(OH)2. 8H2O, por litro y por 100 gramos de disolucin si 10cc de la disolucin saturada se neutralizan con 9,5 cc de cido 0,5 normal, factor 0,960.
0691,0.401,1
.1.10.
12/504,315
.8)(456,0
.93,718)(12/504,315
.8)(456,0
/504,3158)(456,0
56,05,05,910
322
22
22
22
1
221
=
=
==
==
disolgrdisolcc
disolccdisollto
greqgr
disolltoOHOHgrBaeq
disolltogr
OHOHgrBaeqgr
disolltoOHOHgrBaeq
molgrlarpesomolecuOHOHBaN
NccNccN
35. Calcular el volumen de alcal normal que se necesita
para neutralizar 1 g exacto de: a), H2SO4; b) Oleum de 50 % de SO3; y c) , de SO3 puro.
disolcctotalNaOHgreq
disolccNaOHgrgrNaOHeq
SOgrHgrNaOH
SOgrSOgrH
grSO
grNaOHeqdisolcc
NaOHgrgrNaOHeq
SOHgrNaOHgr
SOgrHb
disolccdisolltodisolcc
grNaOHeqdisollto
NaOHgrgrNaOHeq
SOHgrgrNaOH
SOHgra
.7,22:
5,12.1.1000
.401
9880
.80985,0
204,101.1000
.401
.98
.805,0)
.408,20.1.1000
1.1
.401
.9880.1)
423
423
4242
4242
=
=
=
-
DISOLUCIONES: PROPIEDADES COLIGATIVAS Y PESOS MOLECULARES DE SOLUTOS 1. A temperatura muy prxima a 26 C la presin de vapor
de agua resulta ser de 25,21 mm. Calcular la presin de vapor a la misma temperatura de una solucin 2,32 molal de un compuesto no electrolito no voltil, suponiendo comportamiento ideal.
mmHgPdespejandoP
totalesmolessolutomoles
Xs
PXs
PoPPo
OHmolesgrmol
disolventegrdisolventeKg
disolventeKgsolutomoles
molalm
201,24:04,021,25221,25
04,0.)55,5532,2(.32,2
21,2521,25
)2(5,55181.1000.1
..32,232,2
==
=+=
====
==
2. A unos 50 C la presin de vapor del benceno resulta ser
de 269,3 mm. Hallar a la misma temperatura la presin de vapor de una disolucin que contiene 1,26 g de naftaleno, C10H8 en 25,07 g de benceno.
mmHgPP
HCgrHmolC
HgrC
HCgrHmolC
HgrCP
mmHgPvPvXdP
29,2613,269
3,269.128
126,1.78
107,25
3,269
810
810810
66
6666
==
=
==
3. Al disolver 13,2 gramos de urea en 60,8 g de agua la
presin de vapor a 28 C desciende de 28,55 mm a 26,62 mm . Hallar el peso molecular de la urea.
molgrMM
M
Mgr
Xs
XsPo
PPoM
NHCNHurea
/15,60061,0377,32,132,13
061,0188,602,13
2,13
35,2862,2635,28
?22
==+
=+
==
==
=
4. A 80,2 C, punto de ebullicin del benceno, la presin de
vapor de una disolucin formada por 3,54 g de dinitrobenceno y 42,61 g de benceno es de 731,8 mm. Calcular el peso molecular del dinitrobenceno.
-
molgrMM
M
M
PommHgPvMPmmHgPv
/2,168
0371,0546,054,354,3
0371,07861,4254,3
54,3
7608,731760
)(760?)(8,731
==+
=+
=
===
5. En las inmediaciones de 10 C la presin de vapor del
ter, C4H10O, es de 290,6 mm. y la de una disolucin obtenida al disolver 5,01 g de cido esterico en 27,6 g de ter es de 277,5 mm. Calcular el peso molecular del cido esterico.
molgrMM
M
M
mmHgPmmHgPo
HCOHgrCMCOOHHgrC
/07,285045,03729,001,501,5
045,0746,2701,5
01,5
6,2905,2776,290
5,2776,290
6,27?01,5
5252
3517
==+
=+
=
==
=
6. Una disolucin saturada de fenol en agua tiene a 21 C una
presin de vapor de 18,31 mm, mientras que la del agua pura es de 18,65 mm. Calcular la solubilidad del fenol en agua expresada en gramos por ciento. Suponiendo que la disolucin sigue la ley de Raoult.
%839,8318,19362,171
7694001801823,094940018
18
01823,018
949400
01823,018
10034
9465,18
31,1865,18
31,1865,18
====+
=+
=+=
==
a
aa
aaa
aa
a
aa
ammHgPmmHgPo
7. A 19 C, la presin de vapor del tetracloruro de carbono,
CCl4 es de 85,51mm, y la de una disolucin de 0,860 g de antraceno en 20,0 g de CCl4 es de 82,26 mm. Hallar el peso molecular del antraceno.
-
molgrM
M
MM
XsPo
PPo
mmHGPmmHgPo
/64,167
1298,086,086,0038,0
154/20/86,0/86,0
51,8526,8251,85
26,8251,85
=
+=+=
==
==
8. A 85 C la presin de vapor del dibromuro de propileno,
C3H6Br2 es de 128 mm. y la del dibromuro de etileno, C2H4Br2 es de 176,6 mm. Calcular la presin de vapor de una mezcla lquida supuesta ideal de estas dos sustancias formada por dos moles de C3H6Br2 y tres moles de C2H4Br2.
mmmmPvXPvXP
molesBrHCmmPvmolesBrHCmmPv
6,172531285
236,1722128
2211
2422
263
+=+===
presin de la mezcla = 154,76 mmHg 9. A 110 C las presiones de vapor de clorobenceno, C6H5Cl, y
del bromobenceno, C6H5Br, son, respectivamente, de 400 mm y 200 mm. Calcular la presin de vapor a esta temperatura de una mezcla lquida supuesta ideal formada por un 30 % de C6H5Cl y un 70 % de C6H5Br.
mmP
molesBrHgrC
molBrHCgr
molesClHgrC
molClHgrC
grSiMtPvXPvXP
BrHCmmPvClHCmmPv
82,2742004458,02666,04458,04004458,02666,0
2666,0
4458,01571.70
2666,05,112130
100
%70200%30400
5656
5656
2211
562
561
=+++=
=
==
+===
10. De X, fraccin molar CH3OH en el lquido.
OHmolesCHXXX
XX
398,4;7,6242,1257603,1353,1355,2607603,135)1(5,260
===+=+
Pero para 1 mol. de mezcla tendremos: 0,498 moles CH3OH y : 0,502 moles C2H5OH (1)
-
0,498 moles CH3OH OHCHgrOHCHmolOHCHgr
33
3 .957,15.1
.043,32 = 0,502 moles C2H5OH OHHCgr
OHHmolCOHHCgr
5252
52 .127,231.07,46 =
Luego en % tenemos: OHCH
MezclagrOHCHgr
33 %83,40%100.084,39
.957,15 =
OHHCMezclagr
OHHCgr52
52 %17,59%100.084,39.127,23 =
En seguida calculamos, X', fraccin molar CH3OH en el vapor.
)2(170,0760
729,129'
271,630729,129760729,1295,260498,0
52
3
molesX
mmPmmP
OHHC
OHCH
====
==
Vapor formado por 0,170 moles CH3OH y 0,830 moles C2H5OH por 1 mol de Mezcla. (2)
OHHCgrOHHmolCOHHgrC
OHHmolesC
OHCHgrOHmolCHOHCHgr
OHmolesCH
5252
5252
33
33
.238,38107,46830,0
.477,51.043,32170,0
=
=
En % tenemos: %47,12%100,685,43447,5 3 =
MezclagrOHgrCH
%53,87%100.685,43.238,38 52 =Mezclagr
OHHCgr Como la Mezcla es equimolecular entonces: Sacamos la media aritmtica tanto de moles como por ciento en peso. De (1) y (2)
OHmolesCH33340,020170498,0 =+
En porcentaje tenemos: 33,40% moles de CH3OH y de 66,60% moles de C2H5OH Igualmente para el tanto por ciento en peso:
OHHdeCy
OHdeCH
52
3
%35,73%65,262
%47,12%83,40 =+
Igualmente para el tanto por ciento en peso:
OHHdeC
OHdeCH
52
3
%35,73%65,262
%47,12%83,40 =+
-
11. De: 1610 X + (1-X) 290 = 760
1610 X + 290 - 290 X = 760 1320 X = 470 X = 0,3561 C3H6O = 0,3561 moles ; En % = 35,61 % moles C3H6O y de C7H8 = 0,6439 moles ; En % = 64,39 % moles C7H8 Ahora 0,3561 moles OHCgr
OHmolCOHCgr
6363
63 .683,201.081,58 =
87
87
87 .329,591.141,926439,0 HCgrHmolCHCgr
moles = Teniendo 80,012 gr. de Mezcla podemos calcular en porcentaje:
87
6363
%15,74
%85,25%100,012,80.683,20
HdeCy
OHdeCMezclagr
OHCgr =
12. La composicin del vapor que se forma es :
a) PC3H6O = 0,3561 1610 = 573,32 OHmolesCX 637543,0760
32,573' == PC7H8 = 0,6439 290 = 186,731 872457,0760
731,186' HmolesCX == En porcentaje tendremos: X' = 75,43% moles de C3H6O y de X'' = 24,57% moles C7H8 Por lo tanto :
8787
8787
6363
6363
.64,22.lg1.141,922457,0
.81,431.081,587543,0
HCgrHCrmoHCgr
HmolesC
OHCgrOHmolCOHCgr
OHmolesC
=
=
Entonces:
8787
6363
%07,34%100.45,66.64,22
%93,65%100.45,66.81,43
HCMezclagr
HCgr
OHCMezclagr
OHCgr
=
=
b) Presin de vapor = 0,7543 (1610) + 0,2457 (290) = 1285,676 mm Redondeando = 1285,7 mm.
-
13. Una disolucin de perxido de hidrgeno en agua cuya concentracin es del 2,86 % congela a -1,61 C. Hallar el peso molecular del perxido de hidrgeno. Ac(H2) = 1,86 C/mol.
cmc = Descenso del pto de congelacin
molgrM
despejando
M
/3414,9761,186,1100086,2
:
86,114,97100086,261,1
==
=
14. Suponiendo comportamiento ideal, calcular los puntos de
ebullicin de tres disoluciones de rea al 5, al 10 y al 15 % de CO(NH2)2 . e(H2O)=0,52C/mol.
CTeeMA
ae
CTeeMA
ae
CTeeMA
ae
===
=
===
=
===
=
53,101529,152,060851000151000
963,100963,052,060901000101000
456,100456,052,06095100051000
15. Una disolucin de glicocola preparada al disolver 1,62 g
de sustancia en 19,62 g de agua, hierve 100,6 C. Hallar el peso molecular de la gliococola. e(H2)=0,52C/mol.
molgrMs
Mseme
CeCTe
/56,716,062,1352062,1
52,062,19100062,1
6,06,100
==
==
==
16. Una disolucin de urea tiene un punto de congelacin de -1 C. Calcular la cantidad de agua que habr de aadir a 100 g de una disolucin para que el punto de congelacin de la disolucin diluda sea -0,5 C. e(H2O)=1,86C/mol.
OgrHAA
AenAa
Aa
Aa
Aa
Aa
cMsA
ae
2875,3603225,0100)1()3(100|)3(
)2(01613,086,16010005,0
)1(032215,086,16010001
1000
===
==
==
=
17. El radiador de un automvil contiene 10 litros de agua.
Calcular la cantidad de etilen - glicol, C2H6O2, o de glicerina, C3H8O3, que debera aadirse para que el lquido no empezase a congelar hasta -10 C. e(H2O)=1,86C/mol.
-
glicerinagraa
oletilenglicgraa
Aa
molgrOHCmolgrOHC
grmOltosHV OH
.2,890386,19218000100010
.600086,16218000100086,162
100010
/92/62
.1800018
383
262
22
===
==
=
==
==
18. El benceno congela a 5,5 C y hierve a 80,2 C. Los
calores latentes de fusin y de ebullicin del benceno son, respectivamente, 30,3 y 94,2 cal/g. Calcular las constantes molales de los puntos de congelacin y de ebullicin del benceno. Los valores experimentales son 5,12 y 2,67 C/mol, respectivamente.
molK
molKgrcal
KmolKcalc
egrcaleCTecgrcalfHCCTc
/068,5
/62,2/3,301000)2,353(/58,1
?/2,942,80?/3,305,5
22
66
==
=
======
ll
molKgrcal
KmolKcale /62.2/2,941000
)2,353(/98,1 22 ==
19. Se disuelven 3,96 g de cido benzoico, C6H5COOH, en 80,6
g de benceno y la disolucin congela a 4,47 C. El benceno puro congela a 5,5 C. Hallar el peso molecular y la frmula del cido benzoico disuelto en el benceno. c(C6H6)=5,12C/mol.
molgrMM
c
cMA
acmc
/2,244
12,56,80100096,303,1
1000
=
==
==
20. El fenol pursimo funde a 40,8 C, y su constante molal
del punto de congelacin es 7,3 C/mol. Calcular la proporcin de agua que lleva un fenol que empieza a congelar a 18 C.
%32,5:
73004,41040417300)181800(8,22
3,718)100(10008,22
10008,22188,40
=
==
=
===
adespejando
aaaa
aa
C
cMA
aCc
-
21. Calcular el punto de congelacin de un fenol
impurificado con un 1% de agua. El fenol puro solidifica a 40,8 C. c(fenol)=7,3 C/mol.
CTcc
c
solutoaguasolventefenol
====
==
7,3096,48,40096,4
3,718,9910001
%)1(
22. Se disuelve 0,469 g. de cido actico, CH3COOH, en 23,15
g. de agua y la disolucin congela a 0,63 C. Una disolucin de 0,704 g. de cido actico en 29,54 de benceno desciende el punto de congelacin de ste en 1,02 C. Hallar los pesos moleculares del cido actico en la disolucin acuosa y en la disolucin de benceno. Qu estructura molecular tiene el cido actico en el benceno? Las constantes molales de los puntos de congelacin del agua y del benceno son, respectivamente, 1,86 y 5,12 C/mol.
0,469 gr. CH3COOH 23,16gr. H2O Tc = -0,63 C 0,704gr. CH3COOH 29,54 gr. H2O Tc = 1,02 C
molgrMM
molgrMM
/62,11512,554,291000704,002,1
/78,5986,116,231000469,063,0
==
==
23. El magnesio funde a 651 C y su calor latente de fusin
es igual a 88 cal/g. Calcular el punto de fusin de una aleacin de magnesio - plata que contiene un 6% de plata.
CTfdescensoCc
fTfR
MAa
cMA
acmc
MggrsolventegrAgrcalfAggrsolutograCTf
===
=
==
======
63,639)(366,11881000)924(98,1
88,1079410006
100010001000
).(94./88).(6.651
2
2
l
l
24. Se funde una mezcla de 0,436 g de acetanilida con 14,06
g de alcanfor de punto de fusin 176,2 C. La mezcla se deja solidificar y enfriar, se reduce a polvo, se mezcla ntimimamente y se calienta. En el momento en que termina de fundir su temperatura es de 167,0 C. Hallar el peso molecular de la acetalinida. c(alcanfor)=40,0C/mol.
-
molgrMs
solventeAlcanforsolutoaacetanilid
Mscmc
Cc
/82,1342,9061,1440000436,0
4006,141000436,02,90,1672,176
==
==
==
==
25. 100 g. de una disolucin diluda de alcohol etlico,
C2H5OH en agua empieza a congelar a -1,0 C. La disolucin se enfra hasta -3, 0 C. Calcular: a), la concentracin de la disolucin inicial; b) , la concentracin de la disolucin final; y c); la cantidad de hielo que se ha separado.
a)
413,2%.47,404386,146
10001001grA
A=
=
b)
%9,610082,1447
100%
.82,134786,146
10001003
===
=
grAA
26. Al disolver 1,43 g. de azufre en 21,1 g de sulfuro de
carbono el punto de ebullicin de ste aumenta en 0,63 C. La constante molal del punto de ebullicin del CS2 es 2,37 C/mol. Hallar la frmula molecular del azufre disuelto en el sulfuro de carbono.
e = ascenso del punto de ebullicin = m e e = 0,63 C =
MsAa
1000
SfFrmulaXmolgrSmolgrSmolgrS
molgrMM
C
=====
==
896,7/255/64/32
/2551,21100043,163,0
3
2
1
27. El sulfuro de carbono hierve a 46,4 C, y su calor
latente de ebullicin es de 86,2 cal/g. Una disolucin de 4,202 g. de iodo en 100g. de CS2 hierve a 46,79 C. Calcular la constante molal del punto de ebullicin del sulfuro de carbono, el peso molecular del iodo en este disolvente y su formula molecular.
-
molCe
aMAe
me
e
eTeR
MAa
eme
/34,22,861000)2734,46(98,1)1(
1000
)1(10001000
2=
+=
==
==
l
2
/25510039,01000202,434,21000
IFrmula
molgrAe
aeM
==
==
28. El punto de congelacin de la leche normal es de -0,56
C. Calcular la concentracin de una disolucin de lactosa, C12H22O11, que congela a la misma temperatura.
%33,952,205119152
1860)34234200(56,0:
342)100(186086,1)100(
100056,0
100100056,0
/86,1)( 2
===
=
=+==
=
=
a
aadonde
aa
Maa
AacMA
acm
cmc
molCOHc
29. Una disolucin de 1,436 g. de un hidrocarburo en 29,3 g.
de benceno tiene un punto de congelacin de 2,94 C. El hidrocarburo contiene un 14,37% de hidrgeno; hallar su frmula molecular. El punto de congelacin del benceno es 5,5 C, y su constante molal del punto de congelacin es 5,12 C/mol.
MMAa
m
mcme
=
===
===
3,291000436,110005,0
12,556,256,294,25,5
de donde M = 98,02 gr/mol
113,713,7;13,712
63,85%63,85
213,737,14;37,141
37,14%37,14
==
==
C
H
-
Frmula emprica : 1472 :714
9814 HCFrmulaMecalM
McCH === 30. Calcular la presin osmtica a 20 C de una disolucin
de cido frmico, HCOOH, que contiene 1 g. de sustancia por litro.
HCOOH M = 46 gr/mol
mmHgltomolgr
KmolKltomm
gr
VMTRm
RTMm
V
46,3971/462934,621
;
=
=
==
31. Calcular la presin osmtica de una disolucin acuosa
que contiene 2,5 g. de glicerina, C3H8O3, por litro es igual a 46,2 cm a 0 C. Calcular: a) , el peso molecular de la glicerina; y b), la presin osmtica a 30 C.
a) RT
Mm
V =
molgrMltomm
KmolKltommHg
gr
VTRm
M
/18,921462
2734,625,2
=
==
b) K
molKltommHg
grVMTRm
== 3034,62.5,2
= 512,78 mmHg = 513cmHg
32. Hallar el peso molecular del alcanfor su una disolucin
de 1g. de sustancia en 500 cc. de benceno tiene un presin osmtica de 1,55 atm. a 15 C.
RTMm
V =
ltosatm
KmolKltoatm
gr
VTRm
M 1,055,1298082,0.1
==
M = 152,36 gr/mol 33. La presin osmtica de una disolucin de lactosa,
C12H22O11 a 18 C es de 3,54 atm. La densidad de la disolucin es 1,015 g/cc. Calcular la molaridad de la misma as como su punto de congelacin y la molalidad.
M
KmolKltoatmatm
TRV148,0
291082,054,3 =
==
-
CTcCcmolCcSi
cmcmolgr
molgrmolesm
====
==
=
285,0;285,086,11534,0/86,1
1534,0/342384,964
10001/342148,0
34. Se prepara una disolucin de nylon en metacresol, la
cual contiene 13,7 g. de nylon por litro. A 20 C la presin osmtica de la disolucin es de 19,4 mm. Hallar el peso molecular del nylon.
molgrMltommHg
KmolKltommHg
grM
VTRm
MRTMm
V
/1290314,19
2934,62148,0
=
=
==
35. A 23 C la presin osmtica de una disolucin al 1% de
dextrina es de 16,9 cm . Hallar el peso molecular de la dextrina.
2923,1091,0169
2964,621
=
=
==
MltosmmHg
KmolKltommHg
grM
VTRm
MRTMm
V
36. La presin de vapor de una disolucin acuosa de urea, CO(NH2)2, a 100 C es de 743,1 mm. Hallar la presin osmtica de la disolucin a 20 C y la temperatura a la cual empieza a congelar. La densidad de la disolucin es igual a 1,023 g/cc. c(H2O) = 1,86C/mol.
977,0
977,0.7601,743
)(*
2
22
==
===
T
OH
nn
Xd
NHCNHmmmm
Xd
UreaORaoultPvPvXd
Supongo tener nt = 100 moles.
-
.87,28293082,0202,1
./202,1.60.1
.1.10
/100.05,7
.
.023,1
05,7%10002,189242,133%./.023,1
35,2
35,286,1606,1758100042,1331000
)..(02,189242,133223,26,17587,97
3
2
atm
MRTRTVn
disolltomolesUresMUreagrUreamol
disolltodisolcc
disolgrUreagr
disolccdisolgr
UreadisolccdisolgrPdisol
CTcMA
aTc
totalmasagrgrmolesn
grmolesn
urea
OH
====
==
===
==
==
====
-
EQUILIBRIO QUIMICO 1. Las presiones parciales del H2, I2 y HI en equilibrio a
400 C son, respectivamente, 0,15 atm, 0,384 atm, y 1,85 atm. Hallar la constante Kp a esta temperatura para la reaccin H2+I2 == 2HI, para la reaccin 1/2 H2 + 1/2 I2 == HI y para las reacciones inversas 2HI == H2 + I2 y 1/2 H2 + 1/2 I2 ==HI correspondientes a la disociacin del ioduro de hidrgeno.
1297,085,1)384,0()15,0(
2/12/1
01683,0)85,1(384,015,02
71,7)384,0()15,0(85,1
2/12/1
4,59384,015,085,12
2/12/12/12/1
2/12
2/12
22
2222
22
2/12/12/12/1
2/12
2/12
22
22
22
222
2
===+
===+
=
==+
===
atmatmatm
PPP
KpIHHI
atmatmatm
PPP
KpIHHI
atmatmatm
PPP
KpHIIH
atmatmatm
PPHIP
KpHIIH
HI
IH
IH
IH
IH
HI
IH
2. Un matraz de 1 litro de capacidad se llena en condiciones
normales de ioduro de hidrgeno, se cierra y se calienta a 400 C. Determinar la composicin de la mezcla en equilibrio si la constante Kp para el proceso H2+I2 == 2HI es igual a 59,4 a dicha temperatura.
03549,0673082,01959,1..*
)1(129,0;129,0
...016835,0*
))(1(465,22465,2
2736731
04467,0273082,0
11016835,02*
22
2
22
222
22222
2
1
212
2
2
1
1
22
===
==
=====+++=
=
====
===
=
=
finalescondn
doreemplazanPPPP
racessacandoPP
PPP
Kp
PPatmPPPPPPtatmP
KKatm
TTP
PTP
TP
molesHIn
KmolKltoatm
ltoatmRTPV
nnRTPV
KpIHHI
HI
HIHIH
H
HI
H
HI
IH
IHHIHHIIH
molesnatmP
molesnnPComoP
HH
IHIH
004579,0082,0
12527,02527,0
03549,0;
22
222"
===
-
3. Determinar en el problema anterior el tanto por ciento de ioduro de hidrgeno disociado y la presin de la mezcla gaseosa resultante. Cambia la presin al disociarse el HI?
Presin de la mezcla gaseosa = 2,465 atm = PHI + PH2 + PI2 % disociacin : HI 1/2 H2 + 1/2 I2 Kp = Kc (n = 0) C(1-) 1/2C 1/2C
%59,20
1297,0)1(21
)1()2/1()2/1( 2/12/1
===
=
CC
CCC
Kc
4. Un matraz de un litro de capacidad que contiene 15,23 g.
de iodo slido se llena con ioduro de hidrgeno a 25 C y 743 mm. Se cierra el matraz y se calienta a 450 C. Calcular la composicin de la mezcla gaseosa en equilibrio. La constante Kc para el proceso H2 + I2 == 2HI a 450 C es igual a 50,9. Considerar nulo el volumen de iodo slido.
[ ][ ][ ]
molesnmolesnmolesn
XX
XXordenandoXX
XXKc
HI
I
H
xxX
HIIH
molesHIK
molKltomm
ltommnnRTPV
molesIIgr
molIgr
HI
0390,00605,00005,0
0005,09,46226,3124,3
00016,0124,39,4606,0
416,0)04,0(9,50
2
2
1
2
2
22
4cx0,06
vx
v2x)(0,04
IHHIKc1ltocomoV
204,006,004,006,002
04,02984,62
1743
06,0.82,2531.23,25
22
22
2
22
22
2
===
==
=+=+
+==
+
===
++
=
==
=
5. En un recipiente de capacidad igual a 1,876 litros se
colocan 20 g de iodo y se llena cono hidrgeno a 20 C y 767 mm. Se cierra el matraz y se calienta a 400 C. Calcular la cantidad de ioduro de hidrgeno que se forma. Para el proceso HI==1/2H2 + 1/2I2, la constante Kc es igual a 0,1297 a 400 C.
-
22
2
22
2
0787,02934,62
876,1767
0787,0.82,2531.20
876,1
HH
H
molesK
molKltommHg
ltosmmHgRTPV
n
RTnPV
IIgr
molIgr
ltosV
=
==
=
==
HI 1/2 H2 + 1/2 I2 Kc = 0,1297 2HI H2 + I2 Kc = 0,01682
moles iniciales : 0 0,0787 0,0787 " en equilibrio : 2x 0,0787-x 0,0787-x
.125,00625,0
......;)2()0787,0(0182,0 22
molesnXdespejando
yracessacandox
xKc
HI ==
==
6. A 350 C el ioduro de hidrgeno est disociado en un 19,18
%. Hallar la constante de equilibrio a esta temperatura para las reacciones HI == 1/2 H2 +1/2 I2 ==2HI. Cmo vara el grado de disociacin del HI al modificar la presin?
HI 1/2 H2 + 1/2 I2 C 0 0 C(1-) 1/2C 1/2C
de donde Kc = )1(2/1
)1()2/1()2/1( 2/12/1
=
CC
CCC
011865)1918,01(21918,0 ==Kc
Para la otra reaccin: H2 + I2 2HI 0 0 C C C 2C(1-)
023,711918,0
)1918,01(4)1(4
2
2
22
====
Kc
cKc
El grado de disolucin no vara al modificar la presin. 7. Un matraz de un litro de capacidad contiene 6,28 milimoles
de N2O4. Al calentar a 25 C la presin gaseosa es de 0,2118 atm. Calcular las constantes Kc y Kp para la reaccin N2O4 === 2NO2 de disolucin del tetrxido de nitrgeno a dicha temperatura.
-
38,0138,0/1028,46
14:
298082,01028,612118,01
)1(
2)1(0
14
)1(42
232
3
222242
==
==++=
=
==
ltomolescKcluego
KmolKltoatm
moles
ltoatmnRTPV
nRTPVclculo
CCC
cCc
KcNOON
atmRTKcKpltomolesKc
n 143,)2980082,0(00585,0)(/00585,0
====
8. A 50 C y presin de 1 atm. la densidad de vapor del N2O4
es 2,202 veces mayor que la del aire a las mismas condiciones. Hallar la constante Kp para la disociacin del N2O4 a dicha temperatura.
aireON 202,242 =
Clculo de la densidad del aire aire = RTPM
ltograire
KmolKltoatm
molgratm
/0934,1323082,0
/96,281
=
=
N2O4 = 2,202 1,0934 = 2,4076 gr/lto.
977,0)4427,0(1)4427,0(4
14
4427,0
32308,0/4076,2
/92111
12
11
)1(121)1(2
2
2
2
2
242
====
=
=+
++
+=++=
KpKp
l
KmolKltoatmltogr
mogratmRTPM
nRTPVnNOON t
9. A 35 C la constante Kp para la disociacin del N2O4 es igual a 0,32 atm,. Calcular las temperaturas a las cuales el N2O4 est disociado a esta temperatura en un 25 % y en un 50%.
-
===
=++==
++
+
atmPtSiPt
Pt
Pt
PtKp
PtPt
OCnNOON T
2,125,04)1(32,0
14
11)1(
432,0
12
11
121
2
2
2
2
22
22
242
10. Hallar el volumen de un recipiente que el contener 1g.
de N2O4, la presin ejercida a 45 C es de 2 atm. Las constantes Kc y Kp para la disociacin del N2O4 a esta temperatura son, respectivamente, 0,02577 noles/litro y 0,672 atm.
.181,01125
318082,01084,7
129,12278,1278,01
1084,7)278,01(10086,1#
278,0;672,8672,0
672,0672,08:
18
1)1(2)1(
44
12
11
12
11
21012
10086,1.92198,1
3
42
3242
2
22
2
222
242
422
42
4242
ltosVatm
KmolKltoatm
moles
PnRT
V
atmOPpN
OmolesN
despejando
Kp
PtPtPp
x
NOON
OmolesNONgrOmolN
ON
=
==
====
===
=++=
++
++
=
11. Un recipiente de 10 litros contiene en equilibrio a 200
C 4,24 g. de PCl5, 2,88 g. de PCl3 y 5,46 g. de Cl2.
-
Hallar las constantes Kc y Kp para la disociacin del PCl5 a esta temperatura.
[ ][ ][ ]
[ ][ ][ ]
atmRTKcKp
ltomolesKc
ltosmolgrgr
ltosmolgrgrgr
Kc
PClClPCl
Kc
ClPClPCl
072,3)473082,0(0072,0)(
/0072,0101003,21069,71009,2
10/5,20829,4
1/7146,5105,137/.88,2
2
22
5
23
235
====
=
=
==+
12. Un recipiente de 1,891 litros contiene 0,0300 moles de
PCl3 0,0300 moles de Cl2 y 0,600 moles de PCl5 en equilibrio a 200 C. Determinar: a), la constante Kc para la disociacin del PCl5 a esta temperatura; b), la presin de la mezcla gaseosa; c), la composicin de la mezcla gaseosa si a temperatura invariable el volumen se reduce a la mitad, y d), la presin de la mezcla en estas nuevas condiciones.
PCl5 PCl3 + Cl2
a) 00793,0
)891,1/06,0()891,1/03,0)(891,1/03,0( ==Kc
b) atmP
ltos
KmolKltoatm
moles
VnRT
P
461,2891,1
473082,012,0
=
==
c) 5455,0)06,0(
)03,0)(03,0(9455,02/891,1
xxx
Kc
ltosV
+=
==
despejando y ordenando :
molesnTmolesnClmolesnPClmolesnPCl
X
xx
1852,02252,000748,003,002252,000748,005,006748,000748,006,0
00748,0205223,00675,0
000045,00675,0
2
3
5
2
=
=====+=
==
=+
d) atm
VnRT
P 61576,49455,0473082,011252,0 ===
13. A 250 C y presin de 1,261 atm, la densidad de vapor
del PCl5 con respecto al hidrgeno es igual a 58,5. Hallar la constante Kp para la disociacin del PCl5 a esta temperatura.
-
PCl5 PCl3 + Cl2 nT 1 0 0 1- 1+
X 1111
1
+++
Pp PtPtPt
+++
1111
ltogrP
KmolKltoatm
molgratmRTPM
Pclculo
Kp
H
H
/0592,0523082,0/016,2261,1
1261,1
261,1)1(1)261,1()1(
2
"
2
22
22
=
===
=
++=
PCl5 = 58,5 H2 = 3,467 gr/lto de la ecuacin : PM = (1+) RT = 0,7658 ; = 76,58 % luego: Kp= (0,7658)2 / (1-0,7658)2 1,261 = 1,788 atm. 14. Hallar la presin a la cual el PCl5 a 200 C tiene un
densidad de vapor relativa al aire en las mismas condiciones igual a 5,00. La constante Kp para la disociacin del PCl5 a 200 C es 0,3075 atm.
PCl5 = 5 aire
ltograire
KmolKltoatm
molgratmaire
RTPM
/7466,0473082,0
/96,281
=
=
=
PCl5 = 3,733 gr/lto
001235 ClPClPCl +
)1()1(3075,03075,01
1111
2
2
2
2
===+++
dondePtPtKp
PtPtPp
Clculo de : PM = (1+) RT
-
atmPten
KmolKltoatmltogr
molgratm
29,1)1(%8,43;438,0
473082,0/733,3
/26,20811
====
=+
15. Hallar el grado de disociacin de 0,01 moles de PCl5
contenidos en un recipiente de 1 litro de capacidad a 250 C. Para la disociacin del PCl5 a esta temperatura, Kp es igual a 1,79 atm.
PCl5 PCl3 + Cl2 C O O C(1-) C C
004173,010173,401,0:
04173,0101,0)523082,0(79,1
)()(1
)1(
22
21
2
22
=+
===
====
despejando
Kc
RTkpKcRTKcKpc
Kc
cc
Kc
nn
%2,83832,0102
01655,0102
005810173,4
2
2
2
===
=
16. Al calentar el pentacloruro de antimonio se disocia en
tricloruro de antimonio y cloro. A 182 C y presin de 1 atm. Se disocia en un 29,2 %. Calcular las constantes Kp y Kc para la disociacin del SbCl5 a esta temperatura y hallar la presin a la cual se disociara en un 60%.
SbCl5 SbCl3 + Cl2 nT 1 0 0 1-
X
+++
1111
Pp PtPtPt
+++
1111
Cuando = 29,2 %
00249,
)455082,0(0932,0)(
0932,01)252,0(111
22
2
====
===
KcRTKpKc
PtKp
-
Presin cuando =60 %
.1656,036,064,00932,0
)6,0(1)6,0(0932,0
2
2atmPt
PtKp ===
== 17. La densidad de vapor con respecto al aire del
pentacloruro de antimonio a 248 C y 2 atm. es 6,50. Calcular la constante Kp para la disociacin del SbCl5 a esta tremperatura.
SbCl5 = 6,5 aire
ltogrSbCl
ltogrK
molKltoatm
molgratmRTPM
aire
/812,8
/1355521082,0
/96,282
5 =
=
==
SbCl5 SbCl3 + Cl2
1 0 0 1-
X
+++
1111
Pp 2
12
12
11
+++
2
2
1 =Pt
Kp calculamos por PV=(1+)nRT
060,1)588,0(12)588,0(2
2
==Kp
18. Una mezcla de nitrgeno e hidrgeno en la relacin
volumtrica y molar de 1 a 3 se calienta a 400 C y se comprime a 50 atm. En la mezcla gaseosa en equilibrio que se obtiene, en presencia de un catalizador adecuado, existe un 15,11 % de NH3. Calcular la constante Kp para el proceso:
No + 3H2 === 2NH3 a 400 C 1 3 2 84,89% 15,11 % N2 = 21,22 % H2 = 63,66 % NH3= 15,11 % Calculamos las presiones parciales Pt= 50 atm
23
2
22
23
3
2
2
000166,0)83,31(61,10)555,7(
555,75011511,0
83,315016366,0
61,105012122,0
===
==
==
==
atmPP
PKp
atmatmP
atmatmP
atmatmP
PHPN
PNH
PNH
PH
PN
-
19. La constante Kp para la reaccin N2 + 3H2 === 2NH3 a 450 C es igual a 0,0000519 atm-2. Calcular el tanto por ciento en volumen de NH3 que existir en la mezcla gaseosa en equilibrio obtenida al someter una mezcla que contiene en volumen un 25 % de N2 y un 75% de H2 a 450 C y 100 atm. en presencia de un catalizador.
Kp=0,0000159atm-2 = 3
22
23
HN
NH
PPP
1636,011,6
4868,702,56629,5514868,23
07434,34868,237434,37434,3)1(16
9100)1(4
)100()1()4/3(10041
)100(0000519,0
1004)1(31004
10,100
2
1
22
24
22
333
22
2
2
3
===
=+=
===
=
==
xx
x
xxxx
xx
xx
xKp
xP
xP
xP
H
N
NH
20. En presencia de un catalizador, el alcohol isoproplico
se transforma en gaseosa, en acetona e hidrgeno segn la reaccin CH3CHOHCH3 === CH3COCH3 + H2. Calcular los gramos de acetona que se fo