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7/16/2019 Ejer Cici Os

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Universidad Nacional Andrés BelloFacultad de Ecología y Recursos Naturales

Departamento de Ciencias QuímicasSedes Santiago - Viña del Mar

Guías de EjerciciosQuímica General

Incluye la respuesta de la mayoría de los ejercicios

Profesora: Betsabé Acevedo P.

2º Semestre2005

Lectura de Referencia:“QUÍMICA. La Ciencia Central”

7a Edición. T. L. Brown, H. E. LeMay, Jr., B. E. Bursten



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Universidad Nacional Andrés BelloQuímica GeneralProfesora: Betsabé Acevedo P.

Guía Nº 1 Materia y Mediciones

Lectura de Referencia:“QUÍMICA. La Ciencia Central” 7a Edición. T. L. Brown, H. E. LeMay, Jr., B. E.Bursten

Referencia: CAPÍTULO 1. Brown

Clasificación y propiedades de la materia

1. Identifique cada una de las siguientes sustancias como gas, líquido o sólidoen condiciones ordinarias de temperatura y presión:

a) Oxígeno b) cloruro de sodioc) mercurio d) dióxido de carbono

2. Indique el estado de la materia (gas, líquido o sólido) para cada uno de lassiguientes sustancias en condiciones ordinarias de temperatura y presión:a) Helio b) cobre c) alcohol isopropilico (empleado como alcohol parafricciones)d) bicarbonato de sodio (polvos para hornear)

3. Clasifique cada una de las siguientes como sustancia pura o mezcla, indiquesi es homogénea o heterogénea:

a) concreto (hormigón) b) agua de mar c) magnesio d) gasolina

4. Clasifique cada una de las siguientes como sustancias pura o mezclas,indique si es homogénea o heterogénea: a) aire b) nitrógeno c) cristales deyodo d) aderezo de queso azul para ensalada

5. Sugiera una forma de averiguar si un líquido incoloro es agua pura o unasolución de sal en agua, sin probar el liquido.

6. Sugiera una forma de separar una mezcla de azúcar y arena

7. Dé el símbolo químico para cada uno de los siguientes elementos:a) aluminio b) sodio c) hierro d) potasio e) fósforo f) bromo g) nitrógeno h)mercurio

8. Dé el símbolo químico para cada uno de los siguientes elementos:a) carbono b) cadmio c) cromo d) cinc e) yodo f) azufre g) oxígeno h) neón

9. Nombre los elementos químicos representados por los siguientes símbolos:a) H b) Mg c) Pb d) Si e) F f) Sn g) Cu h) Ca.

10. Nombre los siguientes elementos: a) Na b) Co, c) Mn d) S e) P f) Ni g) Agh) Ti



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11. Una sustancia sólida blanca A se calienta intensamente en ausencia de aire yse descompone para formar una nueva sustancia blanca B y un gas C. El gastiene exactamente las mismas propiedades que el producto que se obtienecuando se quema carbono con exceso de oxígeno. ¿Qué podemos decir acercade si los sólidos A y B y el gas C son elementos o compuestos?

12. En 1807 el químico inglés Humphry Davy pasó una corriente eléctrica a travésde hidróxido de potasio fundido y aisló una sustancia brillante y reactiva. Davyaseguró haber descubierto un nuevo elemento al que llamó potasio. En estostiempos, antes de la aparición de los instrumentos modernos, ¿cómo sejustificaba la aseveración de que una sustancia era un elemento?

13. En un intento por caracterizar una sustancia, un químico hace las siguientesobservaciones: la sustancia es un metal lustroso color blanco plateado que sefunde a 649°C y hierve a 1105°C; se densidad a 20°C es de 1.738 g/cm3 . Lasustancia arde en aire, produciendo una luz blanca intensa, y reacciona con

cloro para producir un sólido blanco quebradizo. La sustancia se puede golpearhasta convertirla en láminas delgadas o estirarse para formar alambres y esbuena conductora de la electricidad. ¿Cuáles de estas características sonpropiedades físicas y cuáles químicas?

14. Lea las siguientes descripciones del elemento bromo e indique cuales de laspropiedades son físicas y cuales son químicas. El bromo es un líquido marrónrojizo que hierve a 58.9 °C y se congela a –7.2 °C.La densidad del líquido a 20°C es de 3.12 g/mL. El líquido corroe metalesfácilmente, y reacciona rápidamente con aluminio metálico para formar bromurode aluminio.

15. Rotule cada uno de los siguiente procesos como procesos químicos ofísicos:a) corrosión del aluminio metálico b) fundir hielo c) pulverizar una aspirina d)digerir una golosina e) explosión de nitroglicerina.

16. Se enciende un fósforo y se sostiene bajo un trozo de metal frío. Se hacen lassiguientes observaciones:a) el fósforo ardeb) el metal se calientac) se condensa agua en el metal

d) se deposita hollín (carbono) en el metal.¿Cuáles de estos procesos se deben a cambios físicos y cuáles a cambiosquímicos?

Unidades de medición

17. ¿Qué potencia decimal representan las siguientes abreviaciones:a) d b) c c) f d) µ e) M f) k g) n h) m i) p

18. Use prefijos métricos para escribir las siguientes mediciones sin usarexponentes:a) 3.4 x 10-12 m b) 4.8 x 10-6 mL c) 7.23 x 103 g



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d) 2.35 x 10-6 m3 e) 5.8 x 10 –9 s f) 3.45 x 10-3 moles

19. Realice las siguientes conversiones:a) 454 mg a g b) 5.09 x 10-9 m a pm c) 3.5x10-2 mm a µµµµm

20. Convierta a) 3.05 x 10

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g a kg b) 0.00035 mm a nm c) 3.45 x 10

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s a ms21. Indique si las siguientes son mediciones de longitud, área, volumen, masadensidad, tiempo o temperatura: a) 5 ns b) 3.2 kg/L c) 0.88 pm d) 540 km2 e)173 K f) 2 mm3 g) 23 ºC

22. ¿Qué tipo de cantidad (por ejemplo, longitud, volumen, densidad) indican lassiguientes unidades: a) mL b) cm2 c) mm3 d) mg/L e) ps f)nm g) K

23. a) Una muestra de tetracloruro de carbono, un líquido que solía usarse parael lavado en seco, tiene una masa de 39.75 g y un volumen de 25.00 mL. Calcule

su densidad.b) La densidad del platino es de 23.4 g/cm3 . Calcule la masa de 75.00 cm3 de

platino.c) La densidad es de 1.74 g/cm3 . Calcule el volumen de 275 g de este metal.

24. a) Un cubo de plástico de 1.5 cm por lado tiene una masa de 1.9 g. Calcule sudensidad en g/cm3

¿Flotará en el agua este material? Los materiales que son menos densos que elagua flotan en ellab) La densidad del bromo líquido es de 3.12 g/mL. Calcule la masa de 0.250 L debromo.

c) La densidad de un trozo de madera de ébano es de 1.20 g/cm3 . Calcule elvolumen de 5.74 kg de esta madera.

25. a) Para identificar una sustancia líquida, un estudiante determinó sudensidad. Empleando una probeta graduada, midió una muestra de 45 mL de lasustancia y a continuación determino la masa de la sustancia encontrando quepesaba 38.5 g . Las posibles sustancias eran alcohol isopropílico (densidad==== 0.785 g/mL) o bien tolueno (densidad ==== 0.866 g/mL) ¿Cuál fue la densidadcalculada y cuál es la probable identidad de la sustancia?b) Un experimento requiere 45.0 g de etilenglicol, un líquido cuya densidad es de1.114 g/mL. En vez de pesar la muestra en una balanza, un químico opta pormedir el líquido en una probeta graduada. ¿Qué volumen del líquido deberáusar?c) Un trozo cúbico de un metal mide5.00 cm por lado. Si el metal es níquel, condensidad 8.90 g/cm3 ¿qué masa tiene el cubo?

26. a) Al haberse desprendido la etiqueta de un frasco que contiene un líquidotransparente, el cual se piensa es benceno, un químico mide su densidad. Unaporción de 25.0 mL del líquido tuvo una masa de 21.95 g. Si la densidadinformada para el benceno es de 0.8787 g/mL ¿la densidad calculada concuerdacon el valor tabulado?

b) Un experimento requiere 15.0 g ciclohexano, cuya densidad es de 0.7781 g/mL¿qué volumen de ciclohexano debe usarse?



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c) Una esfera de plomo tiene 5.0 cm de diámetro. ¿Qué masa tiene la esfera si ladensidad del plomo es de 11.34 g/cm3

27. Un trozo de papel de aluminio que mide 12.0 pulg por 15.5 pulg y tiene unamasa de 5.175 g. El aluminio tiene una densidad de 2.70 g/cm3. Calcule elespesor del papel de aluminio en milímetros.

28. El oro puede martillarse hasta formar láminas extremadamente delgadasllamadas pan de oro. Si un trozo de 1.00 g de oro (densidad ==== 19.2 g/cm3) semartillea hasta formar una lámina que mide 8.0 x 5.0 pies, calcule el espesormedio de la lámina en metros. ¿Cómo podría expresarse el espesor sin notaciónexponencial, empleando un prefijo métrico apropiado?

29. Efectúe las siguientes conversiones:a) 62 ºF a ºC b) –16,7 ºC a ºF c) –33 ºC a K d ) 315 K a ºF e) 2500 ºF a K

30. a) La temperatura de un día de verano soleado es de 82 °F exprese esatemperatura en °Cb) El punto de fusión de cloruro de sodio es de 804 °C exprese esa temperaturaen Kc) El mercurio se congela a 234.28 K, exprese su punto de congelación en °Fd) Muchos datos científicos es reportan a 25 °C exp rese esa temperatura en K y°Fe) El neón, el elemento gaseoso empleado para fabricar anuncios luminosos,tiene un punto de fusión de –248.6 °C y un punto de ebullición de –246.1 °C,exprese esas temperaturas en K.

Incertidumbre al medir

31. Indique cuáles de los siguientes números son exactos:a) la masa de un broche para papel b) el área superficial de una moneda c) elnúmero de pulgadas que hay en una milla d) el número de onzas que hay en unalibra e) el número de microsegundos que hay en una semana f) el número depáginas que tiene un libro.

32. Indique cuáles de los siguientes son números exactos:a) la masa de una lata de café de 32 onzas b) el número de estudiantes ensu grupo de química c) la temperatura de la superficie del sol d) la

masa de un sello de correose) la altura media de los estudiantes de su curso f) el número de mL en un metrocúbico de agua

33. Indique el número de cifras significativas en cada una de las siguientescantidades medidas: a) 1282 kg b) 0.00296 s c) 8.070 mm d) 0.0105 L e)9.7750 x 10-4 cm

34. Indique el número de cifras significativas en cada una de las siguientescantidades medidas:a) 8.1441 mg b) 0.00050 m2 c) 6,480,100 s d) –15.20 °C e) 10 .0800 x10-2 g



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35. Redondee los siguientes números a cuatro cifras significativas y exprese elresultado en notación exponencial:a) 300.235800 b) 456,500 c) 0.006543210 d) 0.000957830 e) 50.778 x 103

f) –0.035000

36. 35. Redondee los siguientes números a tres cifras significativas y exprese elresultado en notación exponencial:a) 100.000 b) 0.005000 c) 73,000 d) 1.5615 x 105 e) 8854.05 f) –12,350

37. Efectúe las siguientes operaciones y exprese sus resultados con el númeroapropiado de cifras significativas:a)1.240560 + 75.80 b) 23.67 – 75 c) 890.00 x 112.3 d) 78,132 / 2.50.

38. Efectúe las siguientes operaciones y exprese sus resultados con el númeroapropiado de cifras significativas:a) 320.55 - (6104.5/2.3)

b) [(285.3 x 105

) –( 1.200 x 103

)] x 2.8954c) (0.0045 x 20,000.0) + (2813 x 12)d) 863 x [1255 – (3.45 x 108)]

Análisis Dimensional

39. Cuando convierte unidades, ¿cómo decide qué parte delo factor deconversión va en el numerador y cuál va en el denominador?

40. La relación entre millas y kilogramos es 1 mi = 1.609 km. Al convertir millas akilogramos ¿qué parte del factor de conversión va el denominador?

41. Realice las siguientes conversiones:a) 0.076 L a mL b) 5.0 x 10-8 m a nm c) 6.88 x 105 ns a s d) 1.55 kg/m3 a g/L

42. a) El diámetro de un átomo de bromo es de 2.3 x 10-8 cm. Exprese estadistancia en picómetros.b) Los océanos contienen aproximadamente 1.35 x 109 km3 de agua exprese estevolumen en litros.c) Una persona ordinaria tiene alrededor de 200 mg de colesterol en 100 mL desangre. Si el volumen total de sangre en un persona es de 5.0 L ¿cuántosgramos de colesterol total contiene la sangre de este individuo?.

43. Realice las siguientes conversiones:a) 8.60 mi a m b) 3.00 días a s c) 5.0 pm a m d) 75.00 mi/h a m/s e)55.35 pies3 a cm3

44. Realice las siguientes conversiones:a) 9.5 pies a cm b) 4.95 qt (cuartos de galón) a mL c) 45.7 pulg/h a mm/sd) 7.00 yd3 a m3 e) 2.57 g/mL a kg/m3

45. a) ¿Cuántos litros de vino puede contener un barril cuya capacidad es de 31gal. b) La dosis recomendada para adultos de elixofilina, un



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fármaco empleado para el tratamiento del asma, es de 6 mg/kg de masa corporal.Calcule la dosis en miligramos para una persona de 150 lb.c) Si un automóvil puede recorre 254 mi con 11.2 gal de gasolina, calcule elrendimiento de la gasolina en km/L d) Una libra de café en grano rinde 50 tazasde café (4 tazas = 1 qt) ¿Cuántos mL de café se pueden preparar con 1 g de caféen grano?

46. a) Si el tanque de gasolina de una automóvil compacto tiene una capacidadde 12 galones, ¿qué capacidad tiene en litros?b) si una abeja vuela a una velocidad media de 3.4 m/s, calcule su velocidadmedia en mi/hc) calcule el desplazamiento en litros de los pistones de un motor cuyodesplazamiento se reporta como 320 pulg3

d) En marzo de 1986, el Exxon Valdez encalló y derramo 240,000 barriles depetróleo crudo cerca de las costas de Alaska. Un barril de petróleo es igual a 42gal. ¿cuántos litros de petróleo se derramaron?

47. La densidad del aire a la presión atmosférica normal y a 25°C es de 1.19 g/L.Calcular la masa en kilogramos del aire contenido en una habitación que mide12.5 x 15.5 x 8.0 pies.

48. La concentración máxima de permisible de monóxido de carbono en el aireurbano es de 10 mg/m3 durante un periodo de 8 horas. En este nivel ¿qué masade monóxido de carbono en gramos está presente en una habitación que mide 8x 12 x 20 pies?

49. Una refinería de cobre produce un lingote de cobre que pesa150 lb. Si el

cobre se estira para formar alambre de 8.25 mm de diámetro, ¿cuántos píes decobre podrán obtenerse del lingote?. La densidad del cobre es de 8.94 g/cm3

50. El dólar de plata Morgan tiene una masa de 26.73 g. Por ley, se requería queesta moneda contuviera 90% de plata, siendo el resto cobre. a) cuando lamoneda se acuño a fines del siglo xix, la onza troy (31.1 g) de plata costaba 1.18dólares. A este precio, ¿cuánto valía la plata de la moneda?.

Ejercicios Adicionales

51. ¿Qué significan los términos composición y estructura cuando se refieren a

la materia?

52. Clasifique cada una de las siguientes como sustancia pura, solución omezcla heterogénea: una monead de oro, una taza de café, una tabla de madera.¿Qué ambigüedades hay al determinar claramente la naturaleza del material apartir de la descripción dada?

53. a) ¿Qué diferencia hay entre una hipótesis y una teoría? b) ¿Qué diferenciahay entre una teoría y una ley científica? ¿Cuál se refiere a como se comporta lamateria y cuál a por qué se comporta como lo hace?



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54. Una muestra de ácido ascórbico (vitamina C) se sintetiza en un laboratorio.La muestra contiene 1.50 g de carbono y 2.00 g de oxígeno. Otra muestra deácido ascórbico aislada de cítricos contiene 6.35 g de carbono. ¿Cuántosgramos de oxígeno contiene esta otra muestra? ¿Qué ley se esta ilustrandoaquí?

55. ¿Cuáles de las siguientes son propiedades intensivas: a) masa b) densidadc) temperatura d) área e) color f) volumen?

56. Indique las unidades SI derivadas para cada una de las siguientes cantidadesen términos de unidades SI fundamentales: a) aceleración (distancia / tiempo2)b) fuerza (masa x aceleración) c) trabajo (fuerza x distancia)d) presión (fuerza / área) e) potencia (trabajo / tiempo)

57. El magnesio se usa en las ruedas de automóviles porque es “ más ligero”que el acero. Exprese esta comparación en una forma científicamente más

correcta.58. En general los sólidos tienen una densidad mayor cuando están en su puntode fusión que cuando se encuentran en fase líquida. Sugiera una razón paraesto.

59. El helio tiene el punto de ebullición más bajo de todos los líquidos, -268.9 °C.Exprese esta temperatura en K y °F.

60. Como ejercicio de laboratorio dos estudiantes determinan el porcentaje deplomo en una muestra. El verdadero porcentaje es de 3.55 %. Los resultados de

los estudiantes para tres determinaciones son las siguientes: I: 3.20, 3.15, 3.22II: 3.65, 3.58, 3.45a) calcule el porcentaje medio para cada conjunto de datos, e indique cuálconjunto es más exacto con base en dicho valor medio. b) La precisión puedeevaluarse examinando la media de las desviaciones respecto al valor medio paraese conjunto de datos. (calcule la diferencia entre la medición de cada estudiantey el valor verdadero y luego obtenga el promedio de los valores absolutos deestas desviaciones)¿cuál conjunto es más preciso?

61. ¿Es apropiado el uso de cifras significativas en cada una de las siguientesafirmaciones?, ¿por qué sí o por qué no?

a) La circulación del Reader’s Digest en 1976 fue de 17,887,299.b) Hay más de 1.4 millones de personas en Estados Unidos que tienen el

apellido Brwn.c) La precipitación pluvial media anual en San Diego, California, es de 20.54

pulgd) El número de habitantes en East Lansing Michigan, fue de 51,237 en 1979

62. La producción anual de Hidróxido de Sodio en EAU en 1994 fue de 25,830millones de libras.

a) ¿Cuántos gramos de hidróxido de sodio se produjeron en ese año?b) La densidad de hidróxido de sodio es de 2.130 g/cm3 ¿cuántos kilómetros

cúbicos se produjeron?



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63. a) Se nos da un frasco que contiene 2.36 mL de un líquido amarillo. Lamasa total del frasco y el líquido es de 5.26 g. El frasco vacío pesa 3.01 g.Calcule la densidad del líquidob) el mercurio se vende por frascos, una unidad que tiene una masa de 34.5

kg. Calcule el volumen de una botella de mercurio si la densidad del metales de 13.6 g/mL.

c) Una esfera de latón tiene un radio de 2.37 cm. Si la densidad del latón esde 8.47 g/cm3 , ¿qué masa tiene la esfera?

64. Una muestra de 8.47 g de un sólido se coloca en un matraz de 25.00 mL Elvolumen restante del matraz se llena con benceno, en el cual el sólido esinsoluble. El sólido y el benceno juntos pesan 24.54 g. La densidad del benceno0.879 g/mL. Calcule la densidad del sólido.

65. Suponga que usted decide definir su propia escala de temperatura

empleando el punto de congelación (-11.5 °C) y el p unto de ebullición (197.6 °C)del etilenglicol. Si establece el punto de congelación como 0 °G y el de ebullicióncomo 100 °G, ¿cuál sería el punto de congelación de l agua en esta nuevaescala?

66. El ganador de una carrera de 10,000 metros cubrió el recorrido en 20minutos, 13

segundos. Calcule la velocidad media del ganador en millas por hora.

67. Un auto deportivo rinde 29 millas por galón y tiene un tanque de gasolina conuna

capacidad de 41 L.a) ¿Qué distancia puede recorrer con un tanque de gasolina?b) ¿Cuánto gastará en gasolina el conductor en un recorrido de 650 millas si

el galón de gasolina cuesta $1.39?

68. La distancia entre la Tierra y la Luna es de aproximadamente 240,000 mi.a) Exprese esta distancia en metros.b) El Concorde tiene una velocidad respecto al aire de 2400 km/h. Si el

Concorde pudiera volar a la Luna ¿cuántos segundos tardaría?

69. Una moneda de 25 centavos de dólar tiene una masa de 5.67 g y un espesor

aproximado de 1.55 mm.a) ¿Cuántas de estas monedas tendría que apilarse para alcanzar una altura

de 575 pies.b) ¿Cuánto pesaría esta pilac) ¿Cuánto dinero contendría esta pila?d) En 1994 la deuda nacional de Estados Unidos era de 4.6 billones de

dólares. ¿Cuántas pilas como la que se describe aquí se necesitarían parasaldar esa deuda?

70. En Estados Unidos el agua empleada para irrigación se mide en acres-pies.Un



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acre-pie de agua cubre un acre hasta una profundidad de un pie. Un acremide

4840 yd2 . Un acre-pie es suficiente agua para aprovisionar dos hogarestípicos

durante 1.00 años. El agua desalinizada cuesta cerca de $2000.000 por acre-pie.

a) ¿Cuánto cuesta el litro de agua desalinizada?b) ¿Cuánto tendría que pagar un hogar al día si ésta fuera la única fuente de

agua?

71. Un recipiente cilíndrico con radio r y altura h tiene un volumen de ππππ r2h.a) Calcule el volumen en centímetros cúbicos de un cilindro con radio de

16.5 cm y una altura de 22.3 cm.b) Calcule el volumen en metros cúbicos de un cilindro de 6.3 pies de altura y

2.0 pies de diámetro.c) Calcule la masa en kilogramos de un volumen de mercurio igual al

volumen del cilindro de b). La densidad del mercurio es de 13.6 g/cm3

72. Un tubo cilíndrico de vidrio con una longitud de 15.0 cm se llena con etanol.Se

determina que la masa de etanol necesaria para llenar el tubo es de 9.64 g.Calcule el diámetro interior del tubo en cm. La densidad del etanol es de

0.789g/ml

73. El oro forma una aleación con otros metales para aumentar su dureza yfabricar

joyería con él.a) Considere una alhaja de oro que pesa 9.85 g y tiene un volumen de 0.675cm3 . La alhaja sólo contiene oro y plata, que tiene densidades de 19.3g/cm3 y 10.5 g/cm3 respectivamente. Suponiendo que el volumen total dela alhaja es la suma de los volúmenes de oro y plata que contiene, calculeel porcentaje de oro (en masa) de la alhaja.

b) La cantidad relativa de oro en una aleación normalmente se expresa enunidades de quilates. El oro puro normalmente tiene 24 quilates, y elporcentaje de oro en una aleación se indica como un porcentaje de esevalor. Por ejemplo, una aleación que tiene 50 % de oro tiene 12 quilates.Exprese la pureza de la alhaja en quilates.

74. Suponga que recibe una muestra de un líquido homogéneo. ¿qué haría paradeterminar si es una solución o una sustancia pura?

75. La cromatografía es un método sencillo pero confiable para separar unamezcla en

sus sustancias constituyente. Suponga que usa cromatografía para separaruna

mezcla de dos sustancias. ¿Cómo sabría si la separación tuvo éxito? ¿Puedeproponer una forma de cuantificar qué tan buena o qué tan deficiente es laseparación?



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76. Un sólido flota en cualquier líquido que sea más denso. Usando un manualde

química, encuentre la densidad de las siguientes sustancias: tetracloruro decarbono, hexano, benceno, y yoduro de metilo. ¿Flotará en cualquiera de

estoslíquidos una esfera de mármol cuya masa es de 2.00 g y cuyo radio es de 0.56cm?

77. Empleando el Handbook of Chemistry and Physics o una fuente de datossimilares, determine qué elemento sólido tiene la mayor densidada) qué elemento sólido tiene el punto de fusión más alto conocidob) qué elemento sólido tiene el punto de fusión más bajo conocidoc) cuáles son los únicos elementos que son líquidos a temperatura ambiente

(unos 20 °C)



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Respuestas Guía Nº 1

Clasificación y propiedades de la materia

1. (a) Gas (b) sólido (c) líquido (d) gas.2. (a) Gas (b) sólido (c) líquido (d) sólido3. (a) mezcla heterogénea (b) mezcla homogénea (c) sustancia pura (d)

mezcla homogénea4. (a) mezcla homogénea (considere aire limpio) (b) sustancia pura (c)

sustancia pura (d) mezcla heterogénea.5. El agua pura es una sustancia pura, en tanto que una solución de sal en

agua es una mezcla. Tome una pequeña cantidad del líquido y deje que seevapore. Si el líquido es agua salada, habrá un residuo sólido blanco (sal).Si el líquido es agua, no habrá residuo alguno.

6. Estos dos sustancias tienen diferentes propiedades físicas, incluyendodiferentes solubilidades en agua. Entonces, adicione agua a la mezcla,

solo el azúcar se disolverá. Luego filtre la mezcla, la arena quedaráretenida en el papel filtro y el azúcar estará disuelta en el agua. Luegopodrá evaporar el agua filtrada y recoger el azúcar sólida.

7. (a) Al (b) Na (c) Fe (d) K (e) P (f) Br (g) N (h) Hg8. (a) C (b) Cd (c) Cr (d) Zn (e) I (f) S (g) O (h) Ne9. (a) Hidrógeno (b)magnesio (c)plomo (d)silicio (e) flúor (f) estaño (g)cobre

(h) calcio.10. (a) Sodio (b) cobalto (c) manganeso (d)azufre (e)fósforo (f)níquel (g)plata

(h) titanio.11. C es un compuesto; contiene carbono y oxígeno. A es un compuesto;

contienen al menos carbono y oxígeno. B no esta definido por los datos

proporcionados; probablemente es un compuesto porque pocoselementos existen como sólidos blancos.12. Antes de la instrumentación moderna, la clasificación de una sustancia

pura como un elemento se basaba solo en si la sustancia podíafragmentarse o romperse en otros componentes elementales. Si losresultados eran negativos, la sustancia era un elemento. En algunos casosestos resultados eran ambiguos pero todavía no se conocía o no se habíadescubierto una técnica más poderosa y todavía no se conoce.

13. Propiedades físicas: blanco plateado; lustroso; punto de fusión = 649 ºC;punto de ebullición = 1105 ºC; densidad a 20 ºC = 1.738 g/mL: se convierteen lámina golpeándola; se estira para formar alambres; buena conductora.

Propiedades químicas: arde en aire; reacciona con Cl2.14. Propiedades físicas: liquido; color marrón rojizo; hierve a 58.9 ºC; congelaa –7.2 ºC, densidad a 20 ºC 3.12 g/mL. Propiedades químicas: corrosivo, ellíquido corroe metales fácilmente y reacciona rápidamente con Al paraformar bromuro de aluminio.

15. a) Químico (b) físico (c) físico (d) químico (e) químico.16. (a) Químico (b) físico (c) físico (la producción de agua es un cambio

químico pero la condensación es un cambio físico) (d) físico (laproducción de hollín es un cambio químico pero la deposición es uncambio físico)

Unidades de Medición

17. (a) 1 x 10-1 (b) 1 x 10-2 (c) 1 x 10-15 (d) 1 x 10-6



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(e) 1 x 106 (f) 1 x 103 (g) 1 x 10-9 (h) 1 x 10-3 (i) 1 x 10-12 18. (a) 3.4 pm (b) 4.8 nL (c) 7.23 kg

(d) 2.35 x 10-6 m3 x 1 cm3 x 1 mL = 2.35 mL(1 x 10-2)3 m3 1 cm3

(e) 5.8 ns (f) 3.45 mmol

19. (a)0.454 g (b) 5.0 x 103 ppm (c) 35 µµµµm

20. (a) 3.05 x 105 g x 1 kg = 3.05 x 102 kg ( 305 kg)1 x 103 g

(b) 0.00035 mm x 1 x10-3 m x 1 nm = 3.05 x 102 nm1mm 1 x 10-9 m

(c) 3.45 x 10-1 s x 1 ms = 3.45 x 102 ms (345ms)1 x 10-3 s

21. (a) Tiempo (b) densidad (c) longitud (d) área (e) temperatura (f) volumen (g)temperatura.

22. (a) volumen (b) área (c) volumen (d) densidad (e) tiempo (f) longitud (g)temperatura.23. (a) 1.59 g/cm3 (b) 1.76 x 103 g (c) 158 cm3 24. (a) 0.56 g/cm3 (b) 7.80 x 102 g de bromo (c) 4.78 L de ebano25. (a) densidad calculada = 0.86 g/mL. La sustancia es probablemente

tolueno, densidad = 0.866 g/mL (b) 40.4 mL de etilenglicol (c) 1.11 x 103 gde níquel

26. (a) 0.878 g/mL (b) 19.3 mL de ciclohexano (c) 7.4 x 102 g27. 1.60 x 10-2 mm28. 14 nm de espesor29. (a) 17 ºC (b) 1.9 ºF (c) 240 K (d) 108 ºF (e) 1644 K

30. (a) 28 ºC (b) 1077 K (c) –37 97 ºF (d) 77 ºF (e) pto de fusión = 24.6 K y pto deebullición = 27 1 K

Incertidumbre al medir

31. Exactos: (c), (d), (e), (f)

32.Exactos: (b), (e)

33. (a) 4 (b) 3 (c) 4 (d) 3 (e) 5

34. (a) 5 (b) 2 (c) ambiguos; 5, 6 o 7 (d) 4 (e) 6

35. (a) 3.002 x 102 (b) 4.565 x 105 (c) 6.543 x 10-3 (d) 9.578 x 10-4

36. (a)1.00 x 102 (b)5.00 x 10-3 (c) 7.30 x 104 (d) 1.56 x 105

(e) 8.85 x 103 (f) –1.24 x 104

37. (a) 77.04 (b) –51 (c) 9.995 x 104 (d) 3.13 x 104

38. (a) -2.3 x 103 (b) 8.260 x 107 (c) 3.4 x 104 (d) 7.62 x 105



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Análisis Dimensional

39. Disponga factores de conversión de modo que las unidades iniciales secancelen y las nuevas unidades queden en el lugar apropiado, ya sea en elnumerador o denominador.

40. (a) 1.609 km/1 mi

41. (a) 76 mL (b) 50 nm (c) 6.88 x 10-4 s (d) 1.55 g/L

42. (a) 2.3 x 102 pm (b) 1.35 x 1021 L (c) 10 g de colesterol.

43. (a) 1.38 x 104 m (b) 2.59 x 105 s (c) $ 0.410/L (d) 5.0 x 10-9 m/s (e) 33.52 m/s(f) 1.567 x 106 cm3

44. (a) 2.9 x 102cm (b) 4.68 x 103 mL (c) 0.322 mm/s (d) 5.35 m3 (e) 0.659 ¢/g

(f) 2.57 x 10

3

kg/m

3

45. (a) 1.2 x 102 L (b) 4 x 102 mg (c) 9.64 km/L (d) 26 mL/g

46. (a) 45 L (b) 7.6 mi/h (c) 5.24 L (d) 3.8 x 107 L

47. 52 kg de aire

48. (a) 0.54 g CO

49. 467 pies

50. (a) $ 0.91 (b) 8.7 monedas

Ejercicios Adicionales

51. (a) Composición es el contenido de una sustancia; estructura es ladisposición de ese contenido.

52. Una moneda de oro es probablemente una solución sólida, por algunaspropiedades del oro (muy blando) es factible que para la fabricación de la

moneda se haga uso de otros metales.Una taza de café es una solución siempre que no hallan sólidos ensuspensión (grumos de café) Si es así el sistema es una mezclaheterogénea.Una tabla de madera es una mezcla heterogénea de varios componentesde la celulosa. A veces estas mezclas son visibles en las vetas de lamadera.La ambigüedad en cada uno de los ejemplos anteriores es que el nombrede la sustancia no nos proporciona una completa descripción del material.

53. (a) Una hipótesis es una posible explicación para un cierto fenómeno o un

conjunto de datos experimentales preliminares. Una teoría es algo más



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general y esta sustentada en un cuerpo significativo de evidenciaexperimental(b) Una ley científica es un sumario o una declaración del comportamientonatural; ella nos dice como es el comportamiento de la materia. La teoríaes una explicación del comportamiento natural, ella nos intenta explicar elporque la materia se comporta y cual es el camino que usa.

54. (a) 8.47 g de O; la ley de la composición constante.

55. (a) Intensivas (no dependen de la cantidad): (b) densidad; (c) temperatura;(e) color

56. (a) m/s2 (b) kg-m/s2 (c) kg-m2/s2 (d) kg/m-s2 (e) kg-m2/s3

57. El magnesio es menos denso que el acero. Esto es que par un volumenunitario, la masa de magnesio es menor que la masa de un volumen

unitario de acero.58. En estado sólido, las moléculas tienen un ordenamiento regular. En

estado líquido las moléculas están en movimientos relativos unas conotras. Las moléculas con orientación fija en estado sólido, tienden aminimizar el espacio vacío entre moléculas. Para un volumen especifico desustancia hay más masa (menos espacios vacíos) en estado sólido que enestado líquido. Entonces la densidad de los sólidos es más grande.

59. 4.3 K; 452.0 ºF

60. (a) I. 3.19 % II. 3.56 %. Basándonos en los valores promedio el set II es masexacto. Esto significa que estos valores están más cercanos al valorverdadero de 3.55 % (b) Desviaciones promedio I. = 0.03 II. = 0.07. El set I.es más preciso que el set II. Esto significa que los valores del set I. sonmás cercanos unos de otros que los valores del set II.

61. (a) Inapropiado; (b) Apropiado (c) Pude ser apropiado (d) Inapropiado

62. (a) 1.172 x 1013 g de NaOH (b) 5.501 x 10-3 km3

63. (a) 0.953 g/mL (b) 2.54 L (c) 55.8 cm3 (d) 472 g

64. 1.3 g/mL

65. Punto de congelación del H2O = 5.50 ºG (G = escala etilenglicol)

66. 18.44 mi/h

67. (a) 310 mi (b) $31

68. (a) 3.9 x 108 m (b) 5.8 x 105 s

69. (a) 1.13 x 105 centavos (b) 641 kg (c) $2.83 x 104 (d) 1.6 x 108 pilas



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70. (a) 0.16 ¢/L (b) $2.74 /día

71. (a) 1.91 x 104 cm3 (b) 0.56 m3 (c) 7.6 x 103 kg Hg

72. (a) 1.02 cm

73. (a) 61 5% Au (b)15 quilates

74. La solución puede ser separada de sus componentes a través de métodosfísicos. Si el líquido es una solución, el soluto puede ser sólido o unlíquido y dependiendo del caso la separación de los componentes serádiferente. Si evaporamos la muestra y finalmente queda un sólido, estonos indica que se trataba de una solución y no de un liquido puro. Si no seobserva un sólido, podemos destilar la muestra y observar si hay dos omás líquidos con diferentes puntos de ebullición, esto indicaría que se

puede tratar de una solución con uno o más solutos líquidos.Si el resultado sigue siendo negativo, es probable que la sustancia sea unlíquido puro, aunque debemos decir que estos resultados no sonnecesariamente concluyentes. Todavía las técnicas de separación sondeficientes.

75. Una separación es considerada exitosa si se pueden ver dos distintospuntos en el papel. La cuantificación se relaciona con las característicasde la separación, calculando un valor referencial de cada punto en lacromatografía:

distancia recorrida por el punto

distancia recorrida por el solventeSi estos dos valores para los dos puntos son diferentes, la separacionesexitosa.

76. Tetracloruro de carbono: 1.5940 g/cm3; hexano: 0.6603 g/cm3; benceno:0.87654 g/cm3; yoduro de metileno: 3.3254 g/cm3. La esfera de mármolflota en el yoduro de metileno.

77. (a) Osmio, densidad = 22.6 g/cm3 (b) Tungsteno, m.p. = 3410 ºC(c) Helio, b.p. = -268.9 ºC (d) Mercurio y bromo tienen puntos decongelación bajo temperatura ambiente y puntos de ebullición sobre la

temperatura ambiente.



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Universidad Nacional Andrés BelloQuímica GeneralProf.: Betsabé Acevedo P.

Guía N°2: Átomos moléculas, iones

Lectura de Referencia:“Química. La Ciencia Central” 7ª Edición. T.L. Brown, H.E. LeMay, Jr., B.E.Bursten

Referencia: Capítulos 2 Brown

1. ¿Cuántos protones, neutrones y electrones hay en los siguientes átomos:a) 40Ar, b) 55Mn c) 65Zn d) 79Se e) 184W f) 235U

2. Todos los núclidos siguientes se emplean en medicina. Indique el número deprotones y neutrones que tiene cada núclido: a) fósforo – 32 b) cromo –51c) cobalto-60 d) tecnecio-99 e) yodo-131 f) talio-201

3. Complete la siguiente tabla suponiendo que cada columna representa unátomo neutro:

Símbolo 39K

Protones 25 82

Neutrones 30 64

Electrones 48 56

Número demasa

137 207

4. Escriba el símbolo correcto, con subíndice y superíndice, de cada uno de lassiguientes especies: a) el isótopo de sodio con masa 23 b) el núclido devanadio que contiene 28 neutrones c) una partícula alfa d) el isótopo de cloroque tiene una masa de 37 e) el núclido de magnesio que tiene el mismonúmero de protones y de neutrones.

5. El isótopo de uranio que se emplea para generar energía nuclear tiene 143neutrones en su núcleo. El isótopo más común de uranio tiene 146 neutronesen su núcleo. Escriba los símbolos químicos completos, con subíndices ysuperíndices, de estos isótopos de uranio.

6. Para cada uno de los siguientes elementos, escriba su símbolo, localícelo enla tabla periódica e indique si es un metal, un metaloide o un no metal: a)plata b) helio c) fósforo d) cadmio e) calcio f) bromo g) arsénico.



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7. Localice cada uno de los siguientes elementos en la tabla periódica,proporcione el nombre del elemento e indique si es un metal, un metaloide oun no metal: a) Sr b) Si c) S d) Sm e) Sb f) Sc g) Se.

8. Escriba el nombre y el símbolo químico para cada uno de los elementos delgrupo 6 A (los calcógenos) y clasifique cada uno como, metal, metaloide o nometal.

9. ¿Qué proporciona más información: la fórmula empírica, la fórmula molecularo la fórmula estructural? Explique.

10. Dos compuestos tienen la misma empírica, ¿deben tener la misma fórmulamolecular?

11. En la lista siguiente, encuentre los grupos de compuestos que tienen lamisma fórmula empírica: C2H2, N2O4, C2H4, C6H6, NO2, C3H6, C4H8.

12. Escriba la fórmula empírica que corresponde a cada una de las fórmulasmoleculares siguientes: N2O4, C6H12, C4H2O4, P2O5, C6H12O6, SO3.

13. Complete la siguiente tabla:

Símbolo 31 P -3 40 Ca+2 52 Cr+3

130 I-

Protones 23 28 47 33Neutrones 28 45 31 60 69 42Electrones 21 36 46 48

Carga Neta -2 +2 +2 - 3

14. Cada uno de los elementos siguientes puede formar un ión en reaccionesQuímicas. Consultando la tabla periódica, prediga la carga del ión más

estable decada uno: a) Al; b) Ca; c) S; d) I; e) Cs.

15. Empleando la tabla periódica, prediga las cargas de los iones de lossiguienteselementos: a) Rb; b) Sr; c) Se; d) At

16. Con la tabla periódica como guía, prediga la fórmula y el nombre delcompuesto formado por los elementos siguientes: a) Ga y F; b) Li y H; c) Al yI; d) K y S

17. Prediga la fórmula empírica de los compuestos iónicos formado por los paresde elementos siguientes: a) Ca y S; b) Na y F; c) Mg y N; d) Al y O

18. Prediga la fórmula empírica del compuesto iónico formada por: a) Ca+2 y Br-;b) NH4

+1 y Cl-1; c) Al+3 y C2H3O2-1; d) K+1 y SO4

-2; e) Mg+2 y PO4-3

19. Prediga las fórmulas químicas de los compuestos formados por los paresiónicos



19

siguientes: a) Mg+2 y NO3-1; b) Na1+ y CO3

-2; c) Ba+2 y OH-1; d) NH4+ y PO4

-3;e) Hg2

+2 y ClO3-

20. Prediga si cada uno de los compuestos siguientes es molecular y iónico: a)B2H6;b) CH3OH; c) LiNO3; d) Sc2O3; e) CsBr; f) NOCl; g) NF3; h) Ag2SO4



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21.Especie Protones Neutrones Electrones

40Ar 18 22 1855

Mn 25 30 2565Zn 30 35 3079Se 34 45 34184W 74 110 74235U 92 143 92

22.Núclidos Proton

esNeutrones

fósforo – 32 15 17cromo –51 24 27

yodo-131 53 78cobalto-60 27 33tecnecio-99 43 56

talio-201 81 120

23.Símbolo 39K 55Mn 112Cd 137Ba 207PbProtones 19 25 48 56 82Neutrones 20 30 64 81 125Electrones 19 25 48 56 82

Número de masa 39 55 112 137 20724. a) el isótopo de sodio con masa 23 = 23Na11

b) el núclido de vanadio que contiene 28 neutrones = 51V23 c) una partícula alfa = 4He2 d) el isótopo de cloro que tiene una masa de 37 = 37Cl17 e) el núclido de magnesio con el mismo número de protones y de

neutrones = 24Mg12

25.235U92,238U92

26. a) plata = Ag ( metal) b) helio = He ( No metal) c) fósforo = P ( no metal)d) cadmio = Cd ( metal) e) calcio = Ca ( (metal) f) bromo = Br (no metal)g) arsénico = As (metaloide).

27. a) Sr = Estroncio (Metal) b) Si = Silicio ( metaloide) c) S = Azufre ( nometal) d) Sm = Samario (metal) e) Sb = antimonio (metaloide) f) Sc =Escandio (metal) g) Se = Selenio (no metal).

28. O = oxígeno, no metal; S = azufre, no metal; Se = selenio, no metal; Te =Teluro, metaloide; Po = polonio, metal. (algunos piensan que el Po tienemás características de metaloide)



21

29. La fórmula estructural contiene más información. Esta fórmula muestrael tipo de átomos, el número total de ellos presentes en la molécula y laforma en que esto se conectan.

30. No, dos moléculas con igual fórmula empírica pueden tener diferentefórmula molecular, por ejemplo CH2O es la fórmula empírica para elformaldehído CH2O y la glucosa C6H12O6.

31. CH: C2H2, C6H6 CH2: C2H4, C3H6, C4H8 NO2:N2O4, NO2

32. a)NO2 b)CH2 c)C2HO2 d)P2O5 e)CH2O f)SO3.

33. Complete la siguiente tabla:

Símbolo Protones Neutrones Electrones Carga Neta31 P -3 15 16 18 3-40

Ca+2

20 20 18 2+51V2+ 23 28 21 2+79Se2- 34 45 36 2-59 Ni2+ 28 31 26 2+52 Cr+3 24 28 21 3+107Ag+ 47 60 46 1+119Sn2+ 50 69 48 2+75As3- 33 42 36 3-130 I- 53 77 54 1-

34. a)Al3+; b)Ca2+; c)S2-; d)I-; e)Cs+.

35. a)Rb+; b)Sr2+; c)Se2-; d)At-

36. a)Ga F3 fluoruro de galio III b)LiH hidruro de litio c)AlI3 yoduro dealuminiod) K2S sulfuro de potasio

37. a)Ca S b)NaF c)Mg3N2 d)Al2O3

38. a)CaBr2 b)NH4Cl c)Al(C2H3O2)3 d)K2SO4 e)Mg3(PO4)2

19. a)Mg(NO3)2 b)Na2CO3 c)Ba(OH)2 d)(NH4)3PO4 e)Hg2(ClO3)2

20. Moleculares (todos los elementos son no metales): a)B2H6 b)CH3OHf) NOCl g) NF3 Iónicos (formados por iones, usualmente contienen uncatión metálico) c)LiNO3 d) Sc2O3 e)CsBr h)Ag2SO4



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Universidad Nacional Andrés BelloQuímica GeneralProfesora: Betsabé Acevedo P

Guía Nº3: Estructura Electrónica de los átomos

Lectura de Referencia:“QUÍMICA. La Ciencia Central” 7ª Edición. T. L. Brown, H. E. LeMay, Jr., B. E.Bursten

Referencia: CAPÌTULO 6. Brown

Energía Radiante

1. Especifique las unidades SI básicas para (a) la longitud de onda; (b) la

frecuencia de la luz; (c) la velocidad de la luz.2. ¿Qué relación hay entre la longitud de onda y la frecuencia de la energíaradiante? ¿Qué variedad de longitudes de onda (en nanómetros) abarca laporción visible del espectro electromagnético?

3. Determine cuáles de las afirmaciones siguientes son falsas o verdaderas.Si una afirmación es falsa, corríjala. (a) La radiación electromagnética tienecomponentes tanto eléctricos como magnéticos. (b) La radiación de longitudde onda larga se propaga por el espacio más lentamente que la radiación delongitud de onda corta. (c) La luz infrarroja tiene frecuencias más bajas que laluz visible.

4. Liste los siguientes tipos de radiación electromagnética en orden de

longitud de onda creciente: (a) los rayos gamma producidos por un núclidoradiactivo utilizado para obtener imágenes médicas; (b) la radiación de unaestación de FM que esta a 93.1 MHz en el cuadrante; (c) una señal de radio deuna estación AM que esta a 680 kHz en el cuadrante; (d) la luz amarilla de losarbotantes con lámparas de vapor de sodio; (e) la luz roja de un diodo emisorde luz, como los de la pantalla de la calculadora.

5. a) Que frecuencia tiene la radiación electromagnética cuya λλλλ = 0.589 pm?;b) Calcular la longitud de onda de la radiación cuya frecuencia ν νν ν = 5.11 * 1011 s-1; c) las radiaciones de las partes a) o b) serían visibles al ojo humano; d)que distancia viaja la radiación electromagnética en 6.54 s

6. ¿Qué frecuencia tiene la radiación cuya longitud de onda es de 1.73 nm?(b) Calcule la longitud de onda de una radiación cuya frecuencia es de 9.83 x109 s-1 (c) Las radiaciones de las partes (a) o (b), ¿podrían detectarse con undetector de microondas? (d) ¿Qué distancia viaja la radiaciónelectromagnética en 90.0 fs?

7. Los átomos de mercurio excitados emiten luz intensa con una longitud deonda de 436 nm. ¿Qué frecuencia tiene esta radiación? Empleando la figura6.4 (ver Capitulo 6 Texto Brown), prediga el color asociado a esta longitud deonda.



23

Energía Cuantizada y fotones

8. (a) ¿Qué significa decir que la energía esta cuantizada? (b) ¿Por qué nopercibimos la cuantización de la energía en nuestras actividades cotidianas?

9. (a) Calcule el incremento de energía más pequeño, un cuanto, que puedeser emitido o absorbido a una longitud de onda de 645 nm. (b) Calcule laenergía de un fotón con frecuencia 2.85 x 1012 s –1. (c) Determine la longitudde onda de la radiación cuyos fotones tienen una energía de 8.23 x 10-19 J.¿En que porción del espectro electromagnético se encuentra esta radiación?

10. Una estación de radio AM difunde a 820 kHz, mientras que su filial de FMtransmite a 89.7 MHz. Calcule y compare las energías de los fotones emitidospor las estaciones de radio.

11. Un láser de diodo con longitud de onda de 785 nm se enciende durante unminuto. Durante ese tiempo, el laser emite una señal con una energía total de31 J. ¿Cuántos fotones se emitieron?

12. El ojo humano recibe una señal de 3.65 x 10-17 J de fotones cuya longitud

de onda es de 515 nm. ¿Cuántos fotones inciden sobre el ojo?13. Cierta película fotográfica requiere una energía de radiación mínima de 80kJ/mol para causar una exposición. Determine la radiación de longitud deonda más grande que posee la energía necesaria para exponer la película.¿Podría usarse esta película para fotografía infrarroja?

14. El molibdeno metálico debe absorber radiación con una frecuencia mínimade 1.09 x 1015 s-1 antes de que se pueda emitir un electrón de su superficie porel efecto fotoeléctrico. (a) Determine la energía mínima necesaria paraproducir dicho efecto. (b) Determine la longitud de onda de la radiación queproporciona fotones con esta energía. (c) Si irradiamos molibdeno con luzcon longitud de onda de 120 nm, calcule la energía cinética máxima que

pueden tener los electrones emitidos.

Modelo de Bohr, ondas y materia

15. Explique como la idea de espectro de línea es congruente con la idea deenergías cuantizadas.

16. ¿Se emite o absorbe energía cuando ocurren las transiciones electrónicassiguientes en hidrógeno? (a) de n = 3 a n = 6; (b) de una orbita con radio 4.76Å a una con radio 2.12 Å; (c) ionización del electrón desde el estado basal.

17. Para cada una de las siguientes transiciones en el átomo de hidrógeno,calcule la energía, λλλλ y ν νν ν de la radiación asociada y determine si la radiación se

emite o se absorbe durante la transición: a)de n=5 a n=1, b) de n=6 a n=2; c)de n=4 a n=5. Algunas de las transiciones anteriores se emite o absorbe en elvisible.

18. Para cada una de las transiciones electrónicas siguientes en el átomo dehidrógeno, calcule la energía, frecuencia y longitud de onda de la radiaciónasociada y determine si la radiación se emite o absorbe durante la transición:(a) de n = 2 a n = 7; (b) de n = 5 a n = 6; (c) de n = 6 a n = 3. ¿Alguna de lastransiciones anteriores emite o absorbe luz visible?

19. Una de las líneas de emisión del átomo de hidrogeno tiene una longitudde onda de 93.8 nm, a) en que región del espectro electromagnético seencuentra esta emisión?, b) determine los valores inicial y final de nasociados a esta emisión



24

20. Un átomo de hidrógeno puede absorber luz con longitud de onda 1282 nm.(a) ¿En qué región del espectro electromagnético se encuentra estaabsorción? (b) Determine los valores inicial y final de n asociado a estaabsorción.

21. Calcule la longitud de onda de los siguientes objetos: (a) un automóvil de3000 libras ( 1 kg = 2.205 lb) que se desplaza a 55 mi/h (1 km = 0.62137 mi); (b)una pelota de béisbol que pesa 5.0 onzas (1 onza = 28.3 g) es lanzada a unavelocidad de 89 mi/h; (c) un átomo de helio que se mueve a 8.5 x 105 m/s

22. El modelo de Bohr del átomo de hidrógeno contempla la determinaciónexacta de la posición y el momento del electrón. Explique por qué estemodelo es incompatible con el principio de incertidumbre.

23. El microscopio electrónico se ha utilizado ampliamente para obtenerimágenes muy ampliadas de materiales biológicos y de otro tipo. Cuando unelectrón se acelera a través de 100 V, alcanza una velocidad de 5.93 x 106 m/s.Calcule la longitud de onda característica de este electrón. ¿Es la longitud deonda comparable con el tamaño de los átomos?

Mecánica Cuántica y orbitales atómicos

24. En la descripción de la mecánica cuántica del átomo de hidrógeno, ¿quésignificado físico tiene el cuadrado de la función de onda, 2?

25. (a) Para n = 4, ¿qué valores puede tener l? (b) Para l = 2, ¿qué valorespuede tener ml?

26. a) Para n = 5, ¿qué valores puede tener l? (b) Para l = 3, ¿qué valorespuede tener ml?

27. Cite los valor de n, l y ml para (a) cada orbita de la subcapa 4f; (b) cadaorbita de la capa n = 3; (c) cada orbital de la subcapa 2p; (d) cada orbital de la

subcapa 5d28. Cuáles de los siguientes conjuntos de números cuánticos para un electróndel átomo de hidrógeno son permitidos : a) n =2, l =1, ml =1; b) n = 1; l = 0; ml = -1; c) n = 4, l = 2, ml = -2 ; d) n = 3, l = 3, ml =0. Para las combinacionespermitidas escriba la designación apropiada de la subcapa a la que perteneceel orbital (es decir 1s, etc).

29. ¿Cuál de los siguientes conjuntos de números cuánticos están permitidospara un electrón en un átomo de hidrógeno: (a) n = 1, l = 1, ml = 0; (b) n = 3, l =0, ml = 0; (c) n = 4, l = 1, ml = -1; (d) n = 2, l = 1, ml = 2? Para lascombinaciones permitidas, escriba la designación apropiada de la subcapa ala que pertenece el orbital.

30. (a) ¿Qué similitudes y diferencias hay entre los orbitales 2s y 3s del átomode hidrógeno? (b) ¿Qué similitudes y diferencias hay entre el orbital 2s y unorbital 2p? (c) Para el átomo de hidrógeno, ¿qué tiene más alta energía: elorbital 2s, el 3s o un orbital 2p?

Átomos con muchos electrones, espín electrónico

31. ¿Qué números cuánticos deben ser iguales para que los orbitales seandegenerados (tengan la misma energía) (a) en un átomo de hidrógeno, y (b)en un átomo con muchos electrones?

32. (a) Cite los valores que puede tener el número cuántico de espínelectrónico. (b) ¿Qué equipo experimental puede usarse para distinguir



25

electrones que tienen valores distintos del número cuántico de espínelectrónico? (c) Dos electrones de un átomo ocupan el orbital 1s. ¿Quécantidad debe ser diferente para los dos electrones? ¿Qué principiodetermina la respuesta a esta pregunta?

33. Indique el número máximo de electrones de un átomo que pueden tenerlos siguientes números cuánticos: (a) n = 3; (b) n = 4, l = 2; (c) n = 4, l = 3, m l =2; (d) n = 2, l = 1, ml = 0, ms = -1/2

34. Liste los posibles valores de los cuatro números cuánticos para cadaelectrón del átomo de boro en estado basal.

Configuraciones electrónicas

35. (a) ¿Qué representa cada cuadro de un diagrama de orbitales? (b) ¿Quécantidad se representa con la dirección (hacia arriba o hacia abajo) de lasmedias flechas que se dibujan en un diagrama de orbitales? (c) ¿Se usa laregla de Hund para deducir la configuración electrónica del berilio? Explique.

36. a) ¿Cuántos electrones como máximo se pueden colocar en un orbital?; b)¿qué diferencia hay entre un electrón apareado y uno no apareado?, c) Seaplica la regla de Hund para deducir la configuración electrónica de Silicio (Si,Z = 14).?

37. Escriba las configuraciones electrónicas de los siguientes átomos,utilizando las abreviaturas de gas noble apropiado para los electronesinternos: (a) Rb, (b) Se; (c) Zn; (d) V; (e) Pb; (f) Yb

38. Escriba las configuraciones electrónicas completas para los átomossiguientes: (a) K; (b) Al; (c) S; (d) Mn; (e) Y, (f) Nb

39. Utilizando diagrama de orbitales, determine el número de electrones noapareados que hay en cada uno de los átomos siguientes: (a) Ge; (b) In; (c)

Ni; (d) Kr; (e) Br40. Indique el elemento específico que corresponde a cada una de lasconfiguraciones electrónicas siguientes: (a) 1s22s22p63s2; (b) [Ne] 3s23p1; (c)[Ar] 4s13d5; (d) [Kr]5s24d105p4.

Ejercicios adicionales

41. La luna está a aproximadamente 240.000 millas de la tierra. ¿Cuántotardaría un rayo láser en llegar a la luna, ser reflejado y regresar a la tierra?

42. Los números cuánticos que se listan a continuación corresponden acuatro electrones distintos del mismo átomo. Ordénelos por energía creciente

. Indique si hay dos que tengan la misma energía.(a) n = 4, l = 0, ml = 0, ms = +1/2(b) n = 3, l = 2, ml = 1, ms = +1/2(c) n = 3, l = 2, ml = -2, ms = -1/2(d) n = 3, l = 1, ml = 1, ms = -1/2

43. Para cada una de las configuraciones siguientes, determine el elemento alque corresponde y diga si se trata de una configuración electrónica basal ode estado excitado: (a) [He]2s12p5; (b) [Ar]4s23d10 4p5 ; (c) [Ne]3s23p2 4s1; (d)[Kr]5s24d10 5p1



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1. (a) metros (m) (b) 1/segundos (s-1), (c) metros / segundos (m/s)

2. Longitud de onda (λλλλ) y frecuencia ( ) son inversamente proporcionales; laconstante de proporcionalidad es la velocidad de la (c). = c/λλλλ. El rango delongitud de onda en la porción visible del espectro electromagnético es400-700 nm.

3. (a) verdadero, (b) falso. Toda la radiación electromagnética se mueve a lamisma velocidad (c = 3.0 x 108 m/s). (c) Verdadero.

4. Longitud de onda de: (a) rayos gamma < (d) luz amarilla (visible) < (e) luzroja (visible) < (b) ondas de (radio) FM de 93.1 MHz < (c) ondas (de radio)AM de 680 kHz o 0.680 MHz.

5. a) 5.09 x 10

20

s

-1

; b) 5.87 x 10

-4

m ; c) ninguna es visible al ojo humano;d) 1.96 x 109 m

6. (a) 1.73 x 1017 s-1 (b) 3.05 x 10-2 m (c) Si. La radiación de (b) esta en el rangode microondas. (d) 2.70 x 10-5 m (27.0 µµµµm)

7. 6.88 x 1014s-1; azul

8. (a) Cuantización significa que la energía sólo se puede absorber o emitiren cantidades específicas o en múltiplos de estas cantidades. Estacantidad mínima de energía es igual a una constante multiplicada por la

frecuencia de la radiación emitida o absorbida; E = h . (b) En lasactividades cotidianas, los objetos macroscópicos como nuestroscuerpos, ganan o pierden cantidades totales de energía mucho másgrande que un cuanto individual, h . La ganancia o pérdida de la cantidadrelativamente minúscula de energía no se advierte.

9. (a) E = 3.08 x 10-19 J (b) E = 1.89 x 10-21 J (c) λλλλ = 241 nm; ultravioleta.

10. E = h AM: 5.43 x 10-28 J, FM: 5.94 x 10-26 J. El fotón de FM tiene 100 vecesmás energía que el fotón de la AM.

11. 1.2 x 1020 fotones

12. 95 fotones

13. 1.50 x 10-6 m, de acuerdo con la figura 6.4 (longitudes de onda de laradiación electromagnética) este film puede ser usado para fotografíainfrarroja.

14. (a) Emin = 7.22 x 10-19 J (b) λλλλ = 275 nm (c) E120 = 1.66 x 10-18 J. El exceso deenergía del fotón de 120 nm se convierte en la energía cinética del electrónemitido. Ek = 9.3 x 10-19 J/ electrón.



27

15. Cuando se aplica a los átomos, la noción de energías cuantizadassignifica que sólo se permiten ciertos valores de E, los cuales estánrepresentados por las líneas del espectro de emisión de los átomosexcitados.

16. (a) se absorbe (b) se emite (c) se absorbe.

17.Transiciónelectrónica

E (J) (s-1) λλλλ (m) Emisión o Absorción

n = 5 a n = 1 -2.09 *10 –18 3.16*1015 9.49*10-8 Emisiónn = 6 a n = 2 -4.84 *10 –19 7.31*1014 4.10*10-7 Emisiónn = 4 a n = 5 4.1 *10 –20 7.4*1013 4.05*10-6 Absorción

18.Transiciónelectrónica

E (J) (s-1) λλλλ (m) Emisión o Absorción

n = 2 a n = 7 5.01 x 10-19

7.55 x 1014

3.97 x 10-7

Absorciónn = 5 a n = 6 2.66 x 10-20 4.02 x 1013 7.46 x 10-6 Absorciónn = 6 a n = 3 -1.82 x 10-19 2.74 x 1014 1.09 x 10-6 Emisión

19. (a) esta línea se ubica en la región del ultravioleta, (b) ni = 6 y nf = 1

20. (a) Infrarrojo, (b) Usando la ecuación 6.6 del texto Brown, se obtiene λλλλ =1.875 x 10-6 m, como esta longitud de onda es mas larga que 1.282 x 10-6 m, entonces ni = 3 pero nf > 5. Resolvemos entonces la misma ecuaciónpara buscar ahora el valor de nf, dando = 5, entonces ni = 3 y nf = 5.

21. (a) 2.0 x 10-38 m, (b) 1.2 x 10-34 m, (c) 1.2 x 10-13 m

22. El principio de incertidumbre establece que existe un limite en cuanto a laprecisión con la que podemos conocer la posición y el momento de inerciasimultáneos de un electrón. En el modelo de Bohr los electrones semueven en esferas exactas que tienen energía conocida, lo que implicaque la posición y el momento de inercia de un electrón pueden conocersecon exactitud y simultáneamente. Esto viola el principio de incertidumbre.

23. λλλλ = 1.23 x 10-10 m, (1.23 Å)Tanto los radios atómicos como las distancias

interatómicas están en el orden de 1 a 5 Å , esta λλλλ es comparable con eltamaño de los átomos.

24. El cuadrado de la función de onda tiene el significado físico de amplitud ode probabilidad.La cantidad 2 en un punto dado del espacio es la probabilidad delocalizar el electrón dentro de una pequeña unidad de volumen, alrededorde ese punto en cualquier instante dado. La probabilidad total, es decir, lasuma de 2 en todo el espacio alrededor del núcleo, debe ser igual a 1.

25. (a) n = 4, l = 3, 2, 1, 0 (b) l = 2, ml = -2, -1, 0 1, 2

26. (a) n = 5, l = 4, 3, 2, 1, 0 (b) l = 3, ml = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3.



28

27.Caso n l ml

a) cada orbital de subcapa 4f 4 3 34 3 24 3 1

4 3 04 3 -14 3 -24 3 -3

b) cada orbital de la capa n = 3 n l ml 3s 3 0 03p 3 1 1

3 1 03 1 -1

3d 3 2 23 2 1

3 2 03 2 -13 2 -2

28. (a) Permitida para 2p (b) prohibido para l = 0 ml solo puede valer 0, (c)permitida para 4d, (d) prohibida, si n = 3, los únicos valores posibles de lson 0, 1 y 2.

29. (a) prohibido para n = 1, l solo puede valer 0, (b) permitida para 3s, (c)permitida para 4p, (d) prohibida por l = 1 ya que el valor máximo de ml es 1.

30. (a) Los orbitales 2s y 3s del átomo de hidrógeno tienen la misma formaesférica general, pero el orbital 3s tiene una extensión radial mayor y unnodo más que el orbital 2s. (b) La forma de los orbitales 2s y 2p esdiferente (esférica contra forma de lóbulo), en tanto que la distancia mediadel núcleo a un electrón que ocupa uno u otro orbital es similar. (c) En elátomo de hidrógeno, los orbítales 2s y 2p tienen la misma energía y elorbital 3s tiene un nivel más alto de energía.

31. El mismo número cuántico principal, n, (b) los números cuánticosprincipal y azimutal, n y l.

32. (a) +1/2, -1/2,(b) un imán con un campo magnético no homogéneo fuerte,(c) deben tener diferentes valores de ms; el principio de exclusión de

Pauli.

33. (a) 18, (b) 10, (c) 2, (d) 1



29

34. B: 1s2, 2s2, 2p1 electrón n l ml ms

1s1 1 0 0 ½1s2 1 0 0 -½2s1 2 0 0 ½

2s

2

2 0 0 -½2p1 2 1 1 ½(todas son 2 1 1 -½posibles) 2 1 1 ½

2 1 0 ½2 1 0 -½2 1 -1 ½2 1 -1 -½

35. (a) Cada cuadro representa un orbital.(b) El sentido de las medias flechas representa el espín electrónico.

(c) No. En el Be no hay electrones en las subcapas que tienen orbitalesdegenerados, así que la regla de Hund no se aplica.

36. (a) 2.(b) Si en un orbital hay dos electrones significa que están apareados ycada electrón tendrá un espin opuesto al otro. En un diagrama deorbitales se dibujarán con flechas en direcciones opuestas. Electronesdesapareados ubicados en orbitales degenerados tienen el mismoespin y en un diagrama de orbitales se esquematizarán con flechas enla misma dirección.(c) Si. La configuración electrónica del Si es 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p2, laregla de Hund requiere que los dos electrones de 3p esténdesapareados y ubicados en diferentes suborbitales.

37. (a) Rb, [Kr]5s1,(b) Se, [Ar]4s23d104p4,(c) Zn, [Ar]4s23d10,(d) V, [Ar]4s23d3,(e) Pb, [Xe]6s24f145d106p2,(f) Yb, [Xe]6s24f14

38.Elemento Configuración electrónica

a) K 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1 b) Al 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 c) S 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4

d) Mn 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d5

e) Y 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d1

f) Nb 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f4



30

39.Elemento Diagrama de Orbitales Comentario

a)Ge

4s 3d 4p

2 electronesdesapareados

b) In5s 4d 5p

1 electróndesapareado

c)Ni

4s 3d


d)Kr

5s 4d 5p


e)Br

4s 3d 4p

1 electróndesapareado

40. (a) Mg (b) Al, (c) Cr, (d) Te

41. 2.6 s

42. (d) 3p <(a) 4s < (b) 3d = (c) 3d

43. (a) O, excitado (b) Br, basal (c) P, excitado (d) In, basal.

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Guía N°4: Enlace Químico


Referencia: Capítulo 8 Brown

1. (a) ¿Qué son los electrones de valencia? (b) ¿Cuántos electrones devalencia posee un átomo de carbono? (c) Un átomo tiene la configuraciónelectrónica 1s22s22p63s23p1. ¿Cuántos electrones de valencia tiene eseátomo?

2. (a) Enuncie la regla del octeto. (b) ¿Cuántos electrones debe ganar unátomo de fósforo para alcanzar un octeto? (c) un átomo tiene laconfiguración electrónica 1s22s22p5 ¿Cuántos electrones debe ganar esteátomo para alcanzar un octeto?

3. Escriba el símbolo de Lewis para cada uno de los átomo o iónessiguientes: (a) Cl; (b) Mg; (c) Br; (d) Ar; (e) K; (f) Se; (g) Al+3; (h) Sn+2

4. Utilizando símbolo de Lewis haga un diagrama de la reacción entre átomosde calcio y oxígeno para formar la sustancia iónica CaO

5. Utilice símbolos de Lewis para representar la reacción que ocurre entreátomos de Al y F.

6. Escriba la configuración electrónica de cada uno de los iónes y determinecual de ellos posee una configuración de gas noble:(a) Ba+2; (b) Cl-; (c) Te-2; (d) Cr+2; (e) Sc+3; (f) Co+3

7. Escriba la configuración electrónica de cada uno de los iónes y determinecual de ellos posee una configuración de gas noble:(a) P-3; (b) Al+3; (c) Au+; (d) Ru+3; (e) Pt+2; (f) Ti+3

8. (a) ¿Qué significa el termino enlace covalente? (b) ¿En que difieren losenlaces de Cl2 de los de NaCl?

9. (a) Explique por qué un átomo de Br en Br2 satisface la regla del octeto entanto que un átomo de Br libre no lo hace. (b) Explique por qué la figura8.6 (ver texto Brown) es congruente con la estructura de Lewis para el H2 .

10. Utilice símbolos de Lewis y estructura de Lewis para hacer un diagrama deformación de PH3 a partir de átomos de P y H.



32

11. Utilice símbolos de Lewis y estructura de Lewis para hacer diagramar laformación de SiCl4 a partir de átomos de Si y Cl.

12. (a) Construya una estructura de Lewis para el O2 en la que cada átomoalcance un octeto de electrones. (b) Explique por qué es necesario formarun doble enlace en la estructura de Lewis. (c) El enlace O-O en el O2 esmás corto que en los compuestos que contienen un enlace O-O sencillo.Explique esta observación.

13. La longitud de los enlaces C-S en el disulfuro de carbono, CS2 , es máscorta que la esperada para los enlaces C-S sencillos. Utilice una estructurade Lewis para racionalizar esta observación.

14. ¿Cuál de los siguientes enlaces son polares: (a) B-Cl; (b) Cl-Cl; (c) P-F; (d)Hg-Sb; (e) O-Br? ¿Cuál es el átomo más electronegativo en cada enlacepolar?

15. Acomode los enlaces de cada uno de los conjuntos siguientes en orden depolaridad creciente:(a) H-F, O-F, Be-F; (b) C-S, B-F, N-O; (c) O-Cl, S-Br, C-P.



33


1. (a) Los electrones de valencia son los que toman parte en la formación deenlaces químicos. Esto involucra generalmente a los electrones que estánmás allá de la configuración central de gas noble del átomo, aunque aveces son sólo los electrones de la capa externa.

(b) El C tiene 4 electrones de valencia:C: [He] 2s22p2 4 electrones de valencia

(c) El (Al) tiene 3 electrones de valencia:Al: [Ne] 3s23p1 3 electrones de valencia

2. (a) Los átomos ganarán, perderán o compartirán electrones para alcanzarla configuración del gas noble más cercano. A excepción del He el númerocorresponde a ocho electrones en la capa de valencia. A esta regla se leconoce como Regla del Octeto.

(b) P: [Ne] 3s2 3p3. El átomo de fósforo tiene 5 electrones de valencia, debeganar 3 electrones para alcanzar el octeto.

(c) 1s2 2s2 2p5 = [He]2s2 2p5. Este átomo (F) tiene 7 electrones de valencia ydeberá ganar 1 electrón para completar el octeto.

3.Especie Símbolo de

LewisEspecie Símbolo de

Lewis

Cl Cl K K

Mg Mg Se Se

Br Br Al+3 [ Al ]+3

Ar Ar Sn+2 [ Sn ]+2

4.

Ca + O Ca+2 + [ O ]-2



34

5.

Al + F + F + F Al+3 + 3[ F ]-

6. (a) Ba+2 [Xe] configuración de gas noble(b) Cl- [Ne]3s23p6 = [Ar] configuración de gas noble(c) Te+2 [Kr]5s24d105p6 = [Xe] configuración de gas noble(d) Cr+2 [Ar]3d4 (e) Sc+3 [Ar], configuración de gas noble(f) Co+3 [Ar]3d6

7.Iónes Configuración electrónica Observación

a) P-3 [Ne]3s23p6 = [Ar] c.e. de gas nobleb) Al+3 [Ne] c.e. de gas noble

c) Au+1 [Xe]4f145d10 d) Ru+3 [Kr]4d5 e) Pt+2 [Xe]4f145d8 f) Ti+3 [Ar]3d1

8. (a) Un enlace covalente es el enlace que se forma cuando dos átomoscomparten uno o más electrones. (b) El enlace iónico en el NaCl se debe ala fuerte atracción electrostática entre los Iónes Na+ y Cl- con cargasopuestas. El enlace covalente del Cl2 se debe a que dos átomos neutros decloro comparten un par de electrones.

9. (a) Un átomo libre del bromo tiene 7 electrones de la valencia, entonces lefalta 1 electrón para completar su octeto. En la estructura de Lewis del Br2,cada átomo del bromo tiene 6 electrones no enlazados y 1 par deelectrones enlazados. Ambos electrones de este par compartido sepueden contar en el octeto de cualquier átomo del bromo. De esta maneralos átomos del bromo han completa sus octetos compartiendo un par deelectrones. (b) En la figura 8.6 ladensidad electrónica es mayor entre los dos núcleos que lejos de ellos. Laprobabilidad más alta de encontrar al electrón es entre los dos núcleos delos átomos de Hidrógeno, aunque existe una probabilidad finita que un

electrón se ubique en cualquier posición a cierta distancia (radio) delnúcleo. Esto es consistente con la estructura de Lewis que muestra losdos átomos de H compartiendo un par de electrones. Esto implica que elpar de electrones compartidos será encontrado muy probablemente entrelos dos núcleos atómicos.

10.

HH· + H· + H· + P H – P:

H



35

11.

ClCl· + Cl· + Cl· + Cl· + Si Cl – Si – Cl

Cl

12. (a) O = O (b) Se requiere un doble enlace porque no hay suficienteselectrones para satisfacer la regla del octeto con enlaces sencillos y paresno compartidos. (c) Cuanto mayor es el número de pares de electronescompartidos entre dos átomos, más corta es la distancia entre los átomos.Un doble enlace O = O es más corto que un enlace sencillo O – O

13.

S = C = S

La estructura de Lewis para el CS2 muestra que el enlaces C-S es dobles.Si comparamos la distancia C-S en un enlace simple y doble, diremos queel enlace simple es más largo que el enlace doble.

14. Los enlaces de (a), (c) y (e) son polares. El átomo más electronegativo encada enlace polar es: (a) Cl, (c) F, (e) O

15. (a) O-F < H-F < Be-F (b) C-S < N-O <B-F (c) S-Br < C-P <O-Cl



36


Guía N°5: Nomenclatura Inorgánica(Incluye Apuntes de Nomenclatura)



Nombre de los compuestos inorgánico

1. Escriba la fórmula química de (a) ión clorito, (b) ión cloruro, (c) ión clorato,(d) ión perclorato, (e) ión hipoclorito.2. Dé los nombre a los compuestos iónicos siguientes: (a) AlF3, (b) Fe(OH)2,

(c) Cu(NO3)2, (d) Ba(ClO4)2, (e) Li3PO4, (f) Hg2S, (g) Ca(C2H3O2)2, (h) Cr2(CO3)3,(i) K2CrO4, (j) (NH4)2SO4

3. Escriba la fórmula química de los siguientes compuestos: (a) óxido decobre I, (b) peróxido de potasio, (c) hidróxido de aluminio, (d) nitrato de cinc,(e) bromuro de mercurio I, (f) carbonato de hierro III, (g) hipobromito desodio.

4. De nombre o la fórmula química, según sea apropiado, para cada uno delos ácidos siguientes: (a) ácido sulfúrico, (b) ácido nitroso, (c) ácido

yodhídrico, (d) H2CO3, (e) HClO4, (f) HC2H3O2 5. Suponga que encuentra las siguientes frases en es sus lecturas. Escriba lafórmula química de cada una de las sustancias mencionadas. (a) El cloratode potasio se emplea en el laboratorio como fuente de oxígeno, (b) elhipoclorito de sodio se usa como blanqueador en hogar, (c) El amoniaco esimportante en la síntesis de fertilizantes como el nitrato de amonio, (d) elácido fluorhídrico se emplea para grabar cristal, (e) el olor de los huevospodridos se debe al sulfuro de hidrógeno, (f) Si agregamos ácido clorhídricoal bicarbonato de sodio, se forma dióxido de carbono gaseoso.

Ejercicios de otros textos

6. Determine el estado de oxidación (EO) de cada elemento presente en lossiguientes compuestos o iónes:

Especie Estados de Oxidación(NH4)+

(MnO4)-2

H2O2 HCIO3 K2 Cr2 O7 Fe2 (SO3)3

Pb(SO4)2 H2S2O3



37

Ca O2 K2ONa2SO4 LiOHFe(OH)3

(NH4)2 CO3 CaH2

CaCO3 KCIO3 HF

7. Escriba la fórmula de los siguientes compuestos:

Nombre Fórmula1 Oxido Niqueloso2 Cromato de Potasio3 Sulfato Cúprico4 Oxido Férrico5 Ioduro Férrico6 Óxido de Nitrógeno III7 Fluoruro de Cesio8 Sulfito Plumboso9 Cloruro de Plata10 Hidruro de Calcio11 Sulfuro de Zinc12 Nitrato de Plata

13 Cloruro de Aluminio14 Sulfato Ferroso15 Fosfato ácido de litio16 Dicromato de sodio

8. ¿Cuál es el nombre de los siguientes iónes?

Fe2+........................................................................

Pb+2........................................................................

Ni+2 ........................................................................

Fe+3........................................................................

Cu+2 ........................................................................

Hg+ ........................................................................

Hg+2........................................................................

Ni+3 ........................................................................



38

Cu+ ........................................................................

Ag+ ........................................................................

Co+3 ........................................................................

Au+3 ........................................................................

9. ¿Cómo se llaman los siguientes compuestos (Nombra por IUPAC)?

Fórmula Nombre IUPAC1 NaOH2 CI2O7 3 K2SO3

4 HCI5 CaH2

6 CaCO37 KCIO3 8 HF9 Cu(OH)2 10 HCIO11 H3PO4 12 H2CO3 13 HNO2

14 K2Cr2O7 15 MgCI2

16 Li2Cr2O7 17 NH4CI18 NH3 19 Ca3(PO4)2 20 KIO3 21 Ni2(SO4)3 22 HNO3 23 NaNO3 24 CuS25 CuCI2 26 Fe2(SO4)3

27 HClO4 28 MoCI2 29 Ba(HCO3)2 30 NaCIO31 KMnO4 32 H2SO4 33 NaNO2 34 HCN35 Mg(C2H3O2)2 36 AI2O3

37 H2S38 H2SO3



39

10. Marque la única alternativa correcta.

1. ¿Qué compuesto se formó en la siguiente reacción? CaO + H2O →→→→ ..............a) CaH2 b) CaOH

c) Ca(OH)2 d) Ca2OHe) H2CaO2

2. Un ejemplo de un anhídrido es:a) NaOHb) HNO3

c) NaHCO3 d) SO3 e) Fe2O3

3. El CaH2 corresponde a un:a) Sal binaríab) anhídridoc) hidrácidod) hidruroe) hidróxido

4. Uno de los siguientes compuestos es el hidróxido de potasio:a) KHb) KOHc) KHCO3

d) K2Oe) K2O2

5. El cloruro férrico es:a) FeCl2 b) Fe2Cl3 c) FeCl3 d) Fe3Cle) Fe2Cl5

6. El nombre del compuesto NiO en nomenclatura Iupac es:

a) óxido nitrosob) óxido nítricoc) óxido niquélicod) anhídrido niquelosoe) óxido de niquel II

7. El ácido perclórico es:a) HClb) HClOc) HClO2 d) HClO3 e) HClO4



40

8. El Cr2S3 es un compuesto que se clasifica como:a) sal binariab) sal terciariac) anhídridod) hidruroe) ácido hidrácido

9. Un ejemplo de oxoácido es:a) H2Ob) HNO3 c) HBrd) HCle) HCO3

-

10. ¿Cuál de los siguientes compuestos no es un hidrácido?a) HBr

b) HClc) LiHd) H2Se) H2Se

11. Dados los siguientes compuestos y sus nombres:

I N2O3...........anhídrido de nitrógeno IIIII H2SO3.........ácido sulfúricoIII CuS...........sulfuro cúprico

¿Cuáles nombres está correctos?

a) I y III b) II c) III d) I y II e) I, II y III

12. ¿A que tipo de compuestos representan las 4 siguientes fórmulasrespectivamente? NaBr P2O3 H3PO4 BeO

a) óxido, sal binaria, ácido, óxidob) hidróxido, óxido, sal, óxidoc) sal, anhídrido, oxoácido, óxidod) hidruro, anhídrido, ácido, peróxido

e) brumuro, óxido, sal, peróxido

13. Dada la siguiente ecuación de disociación:Fe(OH)3 →→→→ A + B

A y B son respectivamente:

a) Fe+3 y 3OH-

b) 3 Fe+3 y OH-

c) FeO y H2Od) FeO3 y H2Oe) Fe+2 y OH-



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14. Los hidruros son compuestos que resultan al combinar:

a) hidrógeno y un no metalb) hidrógeno y un metaloidec) hidrógeno (-1) con un metald) hidrógeno (+1) con un metale) metal con no metal

15. Los nombre Iupac y tradicional para PbO son respectivamente:a) anhídrido plúmbico y óxido de plomob)anhídrido plúmboso y óxido de plomoc) óxido de plomo I y óxido plumbosod) óxido de plomo II y óxido plumbosoe) óxido de plomo I y óxido plumbico

16. Los hidrácidos son compuestos formados respectivamente por:

a) hidrógeno(-1) + no metalb) hidrógeno (-1) + metalc) hidrógeno (+1) + no metald) hidrógeno (+1) + metale) son compuestos sin hidrógeno

17. Las fórmulas correcta de los ácidos sulfuroso, bromhídrico y sulfúrico son:a) HSO3 , HCl y HSO4 b) H2SO4 , HBr y HSO3 c) H2SO3 , HBrO y H2SO4 d) H2SO3 , HBr y H2SO4

e) H2SO5 , H2Br y H2S

18. El HBr y el HNO3 son respectivamente:a) oxoácido e hidrácidob) hidruro e hidrácidoc) sal y ácidod) hidrácido y oxoácidoe) ambos son oxoácidos

19. El producto de la siguiente ecuación es:2Na+ + SO4

-2 →→→→ ¿....?

a) sulfito de sodiob) sulfuro de sodioc) bisulfito de sodiod) hidruro de sodioe) sulfato de sodio

20. El anión del ácido nítrico reacciona con el potasio para formar:a) KNO2

b) K(NO3)2 c) K2NO3 d) K2NO2

e) KNO3



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21. El dicromato de potasio es:a) KCr4 b) K2CrO4 c) KCrO7 d) K2Cr2O7

e) KHCrO4

22. Un ejemplo de sal binaria es:a) NaClb) CuSO3

c) KHCO3 d) KNO3 e) Al2(SO4)3

23. El nombre del compuesto FeO, según la nomenclatura tradicional es:a) anhídrido férrico

b) anhídrido ferrosoc) óxido ferrosod) óxido férricoe) óxido de fierro I

24. El perclorato de aluminio es:

a) Al (ClO4)3 b) Al (Cl3)3 c) Al (ClO2)3 d) AlCl3

e) AlClO4

25. La fórmula del nitrato de plata es:a) HNO3 b) PtNO3 c) AgOHd) AgHSO4 e) AgNO3

26. La fórmula correcta para el ácido sulfúrico y el óxido de sodio I son:a) H2SO3 y KOH

b) H2S y NaOHc) H2SO4 y Na2Od) H2SO3 y Na2Oe) H2SO4 y NaO

27. Un ejemplo de un hidrácido y un oxácido respectivamente son:a) HNO3 y H2SO4

b) HClO4 y HClOc) HI y HBrd) HCl y H2SO3 e) H2O y H2O2



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28. El compuesto CoSO4 es un (a) ............. y se llama......................a) sal - sulfito de carbono IIb) hidróxido - sulfuro de cadmio Ic) oxoácido - bisulfito de cobre IId) hidruro - hidruro de cobalto IVe) sal - sulfato de cobalto II

29. Un ejemplo de un óxido y un anhídrido respectivamente son:a) CuO y SO3

b) ClO7 y Cl2Oc) NiO y HBrd) KH y SO3 e) H2O y H2O2

30. El nombre tradicional de ácido cloroso corresponde a la fórmula:a) HClO

b) HClO3c) HClO2 d) H2ClOd) HCl



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Apuntes de Nomenclatura

Recomiendo estudiar los siguientes apuntes, antes de hacer sus ejercicios denomenclatura.

Estados de Oxidación (EO)

Es la carga eléctrica neta que presenta el átomo o un ión. Las siguientes reglasayudan a asignar el EO de los elementos.

1.- Sus valores pueden ser positivos o negativos.

2.- Un elemento puede tener uno ó más EO. Todos los Metales alcalinos(Grupo IA) tienen EO + 1. Todos los metales Alcalinos Térreos (Grupo II A)tienen EO + 2. El aluminio siempre tiene O + 3 en todos sus compuestos.

3.- En los elementos libres (que no están combinados) el EO es cero.4.- En una molécula neutra, la suma de los EO de todos los átomos debe ser

cero.

5.- Para los iones formados por un sólo átomo el EO es igual a la carga del ión.Así para Li+ su EO es +1 y O-2 su EO –2

6.- En un ión poli atómico la suma de los EO de todos los elementos debe serigual a la carga neta del ión. Por ejemplo, en el ión amonio NH4

+ ;N (-3), H(+1). Así la suma de los EO es –3 + 4 (+1)= +1, que es la carga neta del ión.

7.- El EO del oxigeno en la mayoría de sus componentes es –2 excepto en losperóxido donde actúa con su EO-1

8.- El EO del hidrógeno en la mayoría de sus compuestos es +1 excepto cuandoesta formando hidruros (unido a un metal) donde actúa con su EO-1

A continuación presentamos una lista con elementos y sus EO. Se hanseleccionado los que se usan con mayor frecuencia.



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Estados de Oxidación

GrupoIA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

H 1 Be 2 B 3 C ±±±± 4,2 N ±±±± 3, 5, 4,2 O -2 F -1Li 1 Mg 2 Al 3 Si 4 P ±±±± 3, 5, 4 S ±±±± 2, 4, 6 Cl ±±±± 1, 3, 5, 7Na 1 Ca 2 Ga 3 Ge 4 As ±±±± 3,5 Se -2, 4, 6 Br ±±±± 1, 5K 1 Sr 2 In 3 Sn 4,2 Sb ±±±± 3, 5 Te -2, 4, 6 I ±±±± 1, 5, 7Rb 1 Ba 2 Tl 3,1 Pb 4,2 Bi 3,5 Po 2, 4 At ±±±± 1, 3, 5, 7Cs 1 Ra 2Fr 1

GrupoIB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB

Cu 2, 1 Zn 2 Sc -3 Ti 4, 3 V 5, 4 3, 2 Cr 6, 3, 2 Mn 7, 6, 4,2, 3

Ag 1 Cd 2 Y 3 Zr 4 Nb 5, 3 Mo 6, 5, 4, 3, 2 Tc 7Au 3, 1 Hg 2, 1 La 3 Hf 4 Ta 5 W 6, 5, 4, 3, 2 Re 7, 6, 4,

2, -1Ac 3

VIII BFe 2, 3Ru 2, 3, 4, 6, 8Os 2, 3, 4, 6, 8Co 2, 3Rh 2, 3, 4Ir 2, 3, 4, 6

Ni 2, 3Pd 2, 4Pt 2, 4



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Nombres y fórmulas de algunos ácidos inorgánicos

La siguiente tabla entrega alguna información de algunos hidrácidos y oxácidos másusados.

Nombre Fórmula Anión (es) Nombre del anión

Ácido clorhídrico HCl Cl- CloruroÁcido bromhídrico HBr Br- BromuroÁcido fluorhídrico HF F- FluoruroÁcido sulfhídrico H2S HS- Sulfuro ácido

S-2 SulfuroÁcido cianhídrico HCN CN- CianuroÁcido nítrico HNO3 NO3

- NitratoÁcido nitroso HNO2 NO2

- NitritoÁcido sulfúrico H2SO4 SO4

-2 SulfatoHSO4

- Sulfato ácido

Ácido sulfuroso H2SO3 SO3

-2

SulfitoHSO3- Sulfito ácido

Ácido hipocloroso HClO ClO- HipocloritoÁcido cloroso HClO2 ClO2

- CloritoÁcido clórico HClO3 ClO3

- CloratoÁcido perclórico HClO4 ClO4

- PercloratoÁcido fosfórico H3PO4 PO4

-3 FosfatoHPO4

-2 Fosfato ácidoH2PO4

- Fosfato diácidoÁcido fosforoso H3PO3 PO3

-3 FosfitoHPO3

-2 Fosfito ácidoH2PO3- Fosfito diácido

Ácido Carbónico H2CO3 CO3-2 Carbonato

HCO3- Carbonato ácido

Ácido Acético C2H3O2H C2H3O2- Acetato

Las siguientes especies son aniones también de uso frecuente. Lo especialde estos aniones es que sólo son estables estas especies y no el posibleácido del cual podrían proceder.

Anión Nombre del anión

MnO4-

PermanganatoCrO4- Cromato

Cr2O7-2 Dicromato



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Funciones Químicas Inorgánicas

Tipo de Función Nombre de la Función Formada por

Óxido (Anhídrido) Oxígeno, Metal (No Metal)

Peróxidos Grupo Peróxido y metales delGrupo 1A y 2A, además delHidrógeno

Binaria Hidruros Metal e Hidrógeno

Hidrácidos No Metal e Hidrógeno

Sal Binaria Metal y No Metal

Hidróxidos Metal y Grupo Hidróxilo

Terciarias Oxácidos Hidrógeno, No Metal yOxígeno

Sal Terciaria Metal, No Metal y Oxígeno



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Guía N°6Estequiometría: cálculos con fórmulas y ecuaciones químicas

Lectura de Referencia:“Química. La Ciencia Central” 7ª Edición. T.L. Brown, H.E. LeMay, Jr., B.E.BurstenReferencia: Capítulos 3 Brown

1. a) ¿Qué principio o ley se aplica en el proceso de balancear las ecuacionesquímica?b) ¿Qué símbolos se emplean para representar gases, líquidos, sólidos ysoluciones acuosas en las ecuaciones químicas?

c) ¿Qué diferencia hay entre P4 y 4 P en una ecuación química?.2. a) ¿Qué diferencia hay entre un reactivo y un producto en una ecuación

química?b) Al balancear ecuaciones químicas, ¿Por qué no se modifican lossubíndices de las fórmulas químicas?c) La siguiente ecuación, es congruente con la ley de conservación de masas:

H2SO4(ac) + Ca(OH)2 →→→→ H2O(l) + CaSO4(s)

3. Balancee las siguientes ecuaciones químicas:a) ___NH4NO3(s) →→→→ ___N2O(g) + ___H2O(l)

b) ___ La2O3(s) + ___H2O(l) →→→→ ___La(OH)3 c) ___Mg3N2(s) + ___H2O(l) →→→→ ___Mg(OH)2 + ___NH3 d) ___C6H6(l) + ___O2(g) →→→→ ___CO2(g) + ___H2O(l)e) ___CH3NH2(g) + ___O2(g) →→→→ ___CO2(g) + ___H2O(g) + ___N2(g)

4. Solo se presentan dos isótopos de boro en la naturaleza: 10B de masa =10.013 uma y abundancia = 19.78%, y 11B de masa = 11.009 uma y abundancia= 80.22%. Calcule la masa atómica promedio del boro.

5. Determine los pesos formulares de cada uno de los siguientes compuestos:

a) P2O3; b) BaSO4; c) Mg(C2H3O2)2.6. Calcule el porcentaje en masa de oxígeno en cada uno de los siguientes

compuestos: a) SO3; b) CH3COOH; c) Ca(NO3)2 ; d) (NH4)2SO4.

7. Una muestra de glucosa, C6H12O6, contiene 4.0 x 1022 átomos de carbono:a) ¿cuántos átomos de hidrógeno contiene la muestra?b) ¿cuántas moléculas de glucosa contiene la muestra?c) ¿cuántos moles de glucosa contiene la muestra?d) calcule la masa de la muestra en gramos.



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8. a) Calcule la masa molar de Cu(NO3)2; b)calcule la masa en gramos de 0.120moles de Cu(NO3)2; c) ¿cuántos moles de Cu(NO3)2 hay en 3.15 g de estecompuesto?; d)¿cuántos átomos de N hay en 1.25 mg de Cu(NO3)2?.

9. ¿Qué diferencia hay entre una fórmula empírica y una fórmula molecular?

10. Explique porque podemos usar las composiciones porcentuales para obtenerfórmulas empíricas pero no necesariamente fórmulas moleculares.

11. Escriba la fórmula empírica de cada uno de los compuestos siguientes si unamuestra contiene: a) 0.0130 mol de C, 0.0390 mol de H y 0.0065 mol de O; b)11.6 g de Fe y 5.01 g de O; c) 40.0 % de C, 6.7 % de H y 53.3 % de O en masa.

12. Determine la fórmula empírica de cada uno de los compuestos siguientes siuna muestra contiene: a) 0.104 mol de K, 0.052 mol de C y 0.156 mol de O; b)5.28 g de Sn y 3.37 g de F, c) 87.5 % de N y 12.5 % de H en masa.

13. Escriba la fórmula molecular de cada uno de los siguientes compuestos: a)fórmula empírica CH, masa molar 78 g/mol b) fórmula empírica NO2, masamolar = 92.02 g/mol

14. Determine la fórmula empírica y molecular de cada una de las sustanciassiguientes:a) etilenglicol (sustancia empleada como componente primario de la mayor

parte de las soluciones anticongelantes) formada por 38.7 % de C, 9.7 %de H y 51.6 % de O, PM = 62.1 uma.

b) cafeína, un estimulante presente en el café, 49.5 % de C, 5.15 % de H, 28.9

% de N y16.5 % de O con una masa molar de alrededor de 195 g.c) epinefrina (adrenalina) una hormona secretada al torrente sanguíneo enmomentos de peligro o tensión: 59.0 % de C, 7.1 % de H, 26.2 % de O y 7.7% de N, PM cerca de 180 uma.

d) Nicotina, un componente del tabaco: 74.1 % de C, 8.6 % de H y 17.3 % deN, masa molar de 160 ±±±± 5 g.

15. El olor característico de la piña se debe al butirato de etilo, un compuesto quecontiene C, H y O. La combustión de 2.78 mg de este compuesto produce 6.32mg de CO2 y 2.58 mg de H2O. Determine la fórmula empírica del compuesto.

16. El mentol, la sustancia que podemos oler en las pastillas mentoladas para latos, se compone de C, H y O. Una muestra de 0.1005 g de mentol se quema,produciendo 0.2829 g de CO2 y 0.1159 g de H2O.Determine la fórmula empírica del mentol. Si el compuesto tiene una masamolarde 156 g/mol, ¿qué fórmula molecular tiene?

17. La sosa para lavar, un compuesto que se emplea para acondicionar aguasduras para el lavado de ropa, es un hidrato, lo que significa que su estructurasólida incluye cierto número de moléculas de agua. Su fórmula puedeescribirse como Na2CO3 x H2O.



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Cuando una muestra de 2.558 g de sosa para lavar se calienta a 125 °C sepierde toda el agua de hidratación dejando 0.948 g de Na2CO3 ¿Cuál es elvalor de x?

18. ¿Por qué es indispensable que usar ecuaciones químicas balanceadas alresolver problemas estequiométricos?

19. El alcohol del “gasohol” arde según la siguiente ecuación:

C2H5OH (l) + 3O2 (g) →→→→ 2CO2 (g) + 3H2O (l)

a) ¿Cuántos moles de CO2 se producen cuando 3.00 moles de C2H5OH sequeman de esta forma?

b) ¿Cuántos gramos de CO2 se producen al quemar de esta manera 3.00 gde

C2H5OH?

20. El hidruro de calcio reacciona con agua para formar hidróxido de calcio ehidrógeno gaseoso.a) Escriba la ecuación química balanceada para la reacción.b) ¿cuántos gramos de hidruro de calcio se requieren para formar 10.0 g de

hidrógeno?

21. La fermentación de la glucosa, C6H12O6, produce alcohol etílico, C2H5OH, yCO2 :

C6H12O6 (ac) →→→→ 2C2H5OH(ac) + 2CO2(g)

a) ¿cuántos moles de CO2 se producen cuando 0.330 moles de glucosareaccionan de esta manera?

b) ¿cuántos gramos de glucosa se requieren para formar 2.00 moles de C2H5OHc) ¿cuántos gramos de CO2(g) se forman cuando se producen 2.00 g de C2H5OH.

22. (a) Defina los términos reactivo limitante y reactivo en exceso.(b) ¿Por qué las cantidades de productos formados en una reacción estánsólo por la cantidad del reactivo limitante?

23. Un fabricante de bicicletas tiene 5350 ruedas, 3023 cuadros y 2655manubrios.a) ¿cuántas bicicletas pueden fabricarse usando estos componentes?b) ¿Cuántos componentes de cada tipo sobran?c) ¿Cuál componente es el reactivo limitante en cuanto a que limita la

producción de bicicletas?

24. Una planta embotelladora tiene 120550 botellas vacías con capacidad de 355ml cada una de ellas, 123000 tapas y 51575 litros de bebida:a) ¿cuántas botellas de bebida pueden llenarse y taparse ?b) ¿cuánto sobra de cada componente?c) ¿qué componente limita la producción?



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25. El carburo de silicio, SiC, se comercializa como abrasivo. Se obtienecalentando SiO2 y C a altas temperaturas:

SiO2(s) + 3C(s) →→→→ SiC(s) + 2CO(g)

a) ¿Cuántos gramos de SiC pueden formarse si se permite que reaccionen 3.0 gSiO2 de y 4.5 g de C?b) ¿Cuál es el reactivo limitante y cual es el reactivo en exceso?c) ¿Cuánto queda del reactivo en exceso después que se consume todo el

reactivo limitante?.

26. Uno de los pasos del proceso comercial de para convertir amoniaco en ácidonítrico implica la conversión de amoniaco en óxido de nitrógeno II:

4NH3 (g) + 5O2 (g) 4NO (g) + 6H2O (g)

a) ¿Cuántos gramos de NO se forman cuando 1.50 g de NH3 reaccionan con1.85 g de O2?b) ¿Cuál es el reactivo limitante y cual está en exceso?c) ¿Cuánto del reactivo en exceso queda una vez que se ha consumido

totalmente el RL?

27. Cuando se burbujea ácido sulfhídrico gaseoso en una solución de hidróxidode sodio, la reacción forma sulfuro de sodio y agua. ¿Cuántos gramos desulfuro de sodio se forman si 1.50 g de ácido sulfhídrico son burbujeados enuna solución que contiene 1.65 g de hidróxido de sodio?

28. Soluciones de ácido sulfúrico y acetato de plomo II reaccionan para formarsulfato de plomo sólido y una solución de ácido acético. Si se mezcla 10.0 gde ácido sulfúrico y 10.0 g de acetato de plomo, calcule el número de gramosde ácido sulfúrico, acetato de plomo II, sulfato de plomo y ácido acéticopresentes en la mezcla al termino de la reacción.

29. Una técnica de laboratorio común para preparar pequeñas cantidades deoxígeno consiste en descomponer clorato de potasio por calentamiento. Si sedescomponen 2.00 g de clorato de potasio da 0.720 g de oxígeno, calcule elporcentaje de rendimiento de la reacción. Sugiera una razón por la que elrendimiento real es tan marcadamente menor que teórico.

30. a) Cuántos gramos de dióxido de carbono (CO2) pueden formarse cuando seenciende una mezcla de 1.93 g de etileno (C2H4) y 3.75 g de oxigeno (O2).Suponga una combustión completa para formar dióxido de carbono y agua:b) escriba la ecuación balanceada.

31. Las soluciones de carbonato de sodio y nitrato de plata reaccionan paraformar carbonato de plata sólido y una solución de nitrato de sodio. Unasolución que contiene 5.0 g de carbonato de sodio se mezcla con otra quecontiene 5.0 g de nitrato de plata. Una vez que la reacción llega a su término,la solución se evapora a sequedad dejando una mezcla de sales. ¿Cuántosgramos de carbonato de sodio, nitrato de plata, carbonato de plata y nitrato



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de sodio están presentes al final de la reacción?. Escriba y balance suecuación química para iniciar sus cálculos.

32. Una estudiante hace reaccionar benceno, C6H6, con bromo, Br2, para prepararbromobenceno, C6H5Br: C6H6 + Br2 →→→→ C6H5Br + HBr

a) calcular el rendimiento teórico de la reacción si 30.0 g de benceno reaccionacon 65.0 g de bromo,

b) si el rendimiento real es de 56.7 g, calcule el porcentaje de rendimiento.

33. a) Una molécula de antibiótico llamada penicilina G tiene una masa de 5.342 x10-21 g. Calcule la masa molar de la penicilina G.b) La hemoglobina, la proteína portadora de oxígeno de los glóbulos rojos dela sangre, tiene 4 átomos de Fe por molécula y contiene 0.340 % en masa deFe. Calcule la masa molar de la hemoglobina.

34. Un elemento X forma un yoduro XI3 y un cloruro XCl3. El yoduro seinterconvierte cuantitativamente en el cloruro de acuerdo a:2XI3 + 3Cl2 →→→→ 2XCl3 + 3I2

Si se trata 0.5000 g de XI3 se obtiene 0.2360 g de XCl3.a) calcule el peso atómico del elemento X.b) identifique el elemento X.

35. La vainillina, el saborizante que domina en la vainilla, contiene C, H y O.Cuando se quema totalmente 1.05 g de esta sustancia, se produce 2.43 g deCO2 y 0.50 g de H2O. Determine la fórmula empírica de la vainillina.

36. Una mezcla que contiene KClO3, K2CO3, KHCO3 y KCl se calentó y produjoCO2, O2 y H2O gaseosos según la siguientes ecuaciones:

2KClO3(s) →→→→ 2KCl(s) + 3O2(g)2KHCO3(s) →→→→ K2O(s) + H2O(g) + 2CO2(g)K2CO3(s) →→→→ K2O(s) + CO2(g)

KCl no reacciona en las condiciones de la reacción. Si 100.0 g de la mezclaproduce 1.8 g de H2O, 13.2 g de CO2, y 4.0 g de O2, ¿qué composición tenia lamezcla original?. Suponga que la mezcla se descompone por completo.



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1. (a) La de conservación de la masa, (b) (g), (l), (s) y (ac), (c) P4 representa cuatroátomos de fósforo unido entre sí a través de un enlace químico, formado unasola molécula. 4 P representa cuatro átomos de fósforo individuales.

2. (a) Los reactantes son las sustancias con las que se comienza una reacciónquímica y los productos con las que se termina. Los reactantes aparecen en ellado izquierdo de la flecha en una ecuación química y los productos aparecen ellado derecho.

3. (a) NH4NO3(s) →→→→ N2O(g) + 2H2O(l)(b) La2O3(s) + 3 H2O(l) →→→→ 2 La(OH)3

(c) Mg3N2(s) + 6 H2O(l) →→→→ 3 Mg(OH)2 + 2 NH3 (d) 2 C6H6(l) + 15 O2(g) →→→→ 12 CO2(g) + 6 H2O(l)(e) 4 CH3NH2(g) + 9 O2(g) →→→→ 4 CO2(g) + 10 H2O(g) + 2N2(g)

4. 10.812 uma

5. (a) 110.0 uma (b) 233.4 uma (c) 142.3 uma

6. (a) 59.9 % (b) 53.3 % (c) 58.5 % (d) 48.4%

7. (a) 8.0 x 1022 átomos de H (b) 6.7 x 1021 moléculas de glucosa (c) 1.1 x 10-2 moles de glucosa (d) 2.0 g de glucosa.

8. (a)187.57 g (b) 22.5 g de Cu(NO3)2 (c)1.68 x 10-2 moles (d)8.03 x 1018 átomos

de N

9. Una fórmula empírica proporciona el número relativo y la clase de cada átomoen un compuesto, pero una fórmula molecular indica el número real de átomosde cada clase en la molécula.

10. Las composiciones porcentuales dan las masas relativas de cada elementoen un compuesto. Estos porcentajes producen número relativos de átomos enuna molécula, de la fórmula empírica.

11. (a) C2H6O (b) Fe2O3 (c) CH2O

12. (a) K2CO3 (b) SnF4 (c) NH2

13. C6H6 ; N2O4

14. (a) fórmula empírica: CH3O; fórmula molecular: C2H6O2 (b) fórmula empírica:C4H5N2O; fórmula molecular: C8H10N4O2 (c) fórmula empírica: CH3O; fórmulamolecular: C2H6O2 (d) fórmula empírica: CH3O; fórmula molecular: C2H6O2

15. C3H6O

16. C10H20O



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17. x = 10; Na2 CO3 •10 H2O

18. Las proporciones molares implícitas en los coeficientes de una ecuaciónquímica balanceada son fundamentales para resolver problemasestequiométricos. Si la ecuación no esta balanceada, las proporcionesmolares serán incorrectas y darán origen a errores en las cantidadescalculadas de reactivos y productos.

19. (a) 6.00 moles de CO2 (b) 5.73 g de CO2

20. (a) CaH2 (s) + 2H2O (l) →→→→ Ca(OH)2 (ac) + 2H2 (g) (b) 104 g de CaH2

21. (a) 0.660 mol de CO2 (b) 180 g de C6H12O6 (c)1.91 g de CO2

22. (a) El reactivo limitante determina el número máximo de moles de productos

resultado de una reacción química; cualquier otro reactivo es un reactivo enexceso (b) El reactivo limitante regula la cantidad de productos porque seconsume totalmente durante la reacción; no se puede formar más productocuando uno de los reactivos no esta disponible (porque se acabo)

23. (a) Puede armar 2655 bicicletas (b) sobran 368 cuadros y 40 ruedas (c)losmanubrios.

24. (a) 120550 botellas llenas y con tapa (b) 2450 tapas, 8.8 x103 L de bebida (c)las botellas son el componente limitante.

25. (a) 2.0 g de SiC (b) el SiO2 es el reactivo limitante (c) quedan 2.70 g

26. (a) 1.39 g de NO son producidos (b) O2 es el RL y NH3 es el RE (c) 0.71 g deNH3

27. 1.61 g de Na2S

28. ácido sulfúrico = 7.0 g, acetato de plomo II= 0, sulfato de plomo = 9.32 gácido acético = 3.69 g

29. 92.0% de rendimiento. Dos razones podrían ser el calentamiento desigual de

KClO3 y por lo tanto una reacción incompleta, o la perdida de O2 antes de pesar.

30. (a) 3.44 g de CO2 (b) C2H4 (g) + 3O2 (g) →→→→ 2CO2 (g) + 2 H2O (g)

31. Nada queda de AgNO3 (reactivo limitante), 3.44 g de Na2CO3, 4.06 g deAg2CO3 y 2.50 g de NaNO3

32. (a) 60.3 g es el rendimiento teórico. (b) 94.0 % es el porcentaje derendimiento.

33. (a) 3217 g/mol de penicilina G (b) 6.57 x 104 g/mol de hemoglobina.



55

34. (a) Masa atómica = 138.9 g (b) X es lantano , La

35. C8H8O3

36. 10.2 g de KClO3, 20.0 g de KHCO3, 13.8 g de K2CO3, 56.0 g de KCl



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Guía Nº 7: Gases


Referencia: CAPÍTULO 10 Brown

1. Considere dos personas con la misma masa paradas en una habitación. Unade ellas esta parada en ambos pies y la otra esta parada en un solo pie; a)¿las dos personas ejercen la misma fuerza sobre el suelo?; b) ¿las dospersonas ejercen la misma presión sobre el suelo?

2. (a) ¿Qué altura en metros deberá tener una columna de agua para ejercer unapresión igual a la de una columna de 760 mm de Hg? La densidad del agua esd =1.0 g/mL y la del Hg es d =13.6 g/mL. (b) Calcule la presión en atmósferassobre el cuerpo de un buzo si está a 28 pies debajo de la superficie de agua yla presión atmosférica en la superficie es de 0.98 atm.

3. Una cantidad fija de gas a temperatura constante exhibe una presión de 737torr y ocupa un volumen de 20.5 L. Utilice la Ley de Boyle para calcular a) elvolumen que ocuparía el gas si la presión aumenta a 1.80 atm; b) la presióndel gas si el volumen aumenta a 16 L.

4. Una cantidad fija de gas a presión constante ocupa un volumen de 8.50 L auna temperatura de 29°C. Utilizando la ley de Charle s determine a) el volumenque ocuparía el gas si la temperatura se eleva a 125°C; b) la temperatura engrados Celcius , cuando el volumen del gas es de 5.0 L.

5. (a) ¿Cómo se explica la ley de combinación de volúmenes con la hipótesis deAvogadro? (b) Considere un matraz de 1.0 L que contiene gas neón y unmatraz de 1.5 L que contiene gas xenón. Ambos gases están a la mismatemperatura y presión. Según la ley de Avogadro, ¿qué puede decirse acercade la relación del número de átomos en los dos matraces?.

6. El nitrógeno y el hidrógeno gaseoso reaccionan para formar amoniacogaseoso:

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3(g)

A cierta temperatura y presión, 0.70 L de N2 reacciona con 2.1 L de H2. Si seconsumen todo el N2 y el H2, ¿qué volumen de NH3, a la misma temperatura ypresión se producirá?

7. Calcule cada una de las siguientes cantidades para un gas ideal: a) la presiónen atmósferas, si 8.25 x 10-2 moles ocupan 174 mL a –15°C; b) la cantidad degas en moles, si 6.38 L a 35 °C tiene una presión d e 955 torr; c) el volumen de



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gas en litros, si 2.95 moles tiene una presión de 0.76 atm a una temperaturade 52 °C; d) la temperatura absoluta del gas, en la que 9.87x10-2 moles ocupan164 mL a 682 torr.

8. Una respiración profunda de aire tiene un volumen de 1.05 L a una presión de740 torr, y la temperatura corporal es de 37 °C. Ca lcule el número demoléculas en la respiración.

9. A 46°C y 0.880 atm de presión, un gas ocupa un v olumen de 0.600 L:a)¿Cuántos litros ocupará a 0°C y a 0.205 atm?; b) ¿Cuántos litros ocupará acondiciones de presión y temperatura estándar?

10. a) Calcule la densidad de SO3 gaseoso a 0.96 atm y 35°C; b) calcule la masamolar de un gas si 4.40 g ocupan 3.50 L a 560 torr y 41°C.

11. El magnesio se puede utilizar como capturador en recipientes evacuados,

para reaccionar con los últimos restos de oxígeno. Si un recipiente de 0.382 Ltiene una presión parcial de O2 de 3.5 x 10-6 torr a 27°C, ¿qué masa de Mgreaccionará según la siguiente ecuación?

2Mg(s) + O2(g) →→→→ 2MgO(s)

12. El sulfato de amonio, (NH4)2SO4, se puede preparar por la reacción deamoníaco, NH3, con ácido sulfúrico, H2SO4:

2NH3 (g) + H2SO4 (ac) →→→→ (NH4)2SO4(ac)

Calcule el volumen de amoníaco gaseoso necesario a 20°C y 25.0 atm parareaccionar con 150.0 kg de H2SO4.

13. Una mezcla que contiene 0.538 mol de He (g), 0.315 mol de Ne (g) y 0.103 molde Ar (g) está confinada en un recipiente de 7.0 L a 25°C:a) calcule la presión parcial de cada uno de los gasesb) calcule la presión total de la mezcla.

14. Una mezcla contiene 4.00 g de CH4 (g), 4.00 g de C2H4 (g) y 4.00 g de C4H10 (g)está encerrado en un matraz de 1.50 L a una temperatura de 0 ºC. (a) Calculela presión parcial de cada uno de los gases de la muestra, (b) Calcule lapresión total de la mezcla.

15. Una mezcla de gases contiene 0.55 mol de N2, 0.20 mol de O2 y 0.10 mol deCO2. Si la presión total de la mezcla es de 1.32 atm, calcule la presión parcialde cada componente.

16. A una profundidad bajo el agua de 250 pies, (1 m = 3.28 pies) la presión es de8.38 atm. ¿qué porcentaje en moles de oxigeno debe tener el gas de buceopara que la presión parcial de oxígeno en la mezcla sea de 0.21 atm, igual queen el aire a 1.0 atm?



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17. Ocasionalmente se generan cantidades pequeñas de oxígeno gaseoso en ellaboratorio calentando KClO3 en presencia de MnO2 como catalizador:

2KClO3 (s) →→→→ 2KCl (s) + 3O2 (g)

¿Qué volumen de oxígeno se obtiene sobre agua a 23 ºC si se hacereaccionar 0.3570 g de KClO3 y la presión barométrica es de 742 torr? (Lapresión de vapor de agua a 23 ºC = 21.07 Torr)



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1. (a) F = m x a . Las fuerzas que se ejercen sobre el piso son exactamenteiguales.

(b) P = F/A. La persona parada en un pie aplica esta fuerza en un área máspequeña y por tanto ejerce una presión mayor sobre el piso.

2. (a) 10.3 m (b) 1.81 atm3. (a) V = 11.0 L (b) P = 944 torr4. (a) 11.2 L (b) –95 ºC5. (a) Si volúmenes iguales de gases a la misma temperatura y presión contienen

número iguales de moléculas y las moléculas reaccionan en proporcionesde números enteros y pequeños, se deduce que los volúmenes de losgases reaccionantes están en proporciones de números enteros ypequeños. (b) puesto que los dos gases están ala misma presión ytemperatura, la proporción de los números de átomos es la misma que larelación de volúmenes.

6. 1.4 L de NH3 (g)7. (a) P = 10.0 atm (b) n = 0.317 mol (c) V = 1.0 x 102 L (d) T = 18.2 K8. 2.42 x 1022 moléculas de gas9. (a) V = 2.20 L (b) V = 0.452 L10. (a) d = 3.0 g/L (b) Masa Molar = 44.0 g/mol11. 3.5 x 10-9 g de Mg12. 2.94 x 103 L de NH3 13. (a) P de He = 1.88 atm, P de Ne = 1.10 atm, P de Ar = 0.360 atm (b) Pt = 3.34atm14. PCH4 (g) = 3.72 atm, PC2H4 (g) = 2.13 atm, PC4H10 (g) = 1.03 atm (b) Pt = 6.88 atm15. P de N2 = 0.85 atm, P de O2 = 0.31 atm, P de CO2 = 0.16 atm

16. 2.5 moles por ciento de O2 17. 0.112 L



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Guía N°8Reacciones acuosas y Estequiometría de soluciones



1. ¿La concentración de una solución es una propiedad intensiva o extensiva?.

2. Suponga que prepara 500 mL de una solución 0.10 M de una sal y luegoderrama un poco de solución. ¿Qué pasa con la concentración que queda en

el recipiente?3. Cierto volumen de una solución 0.50 M contiene 4.5 g de cierta sal. ¿Qué

masa de la sal esta presente en el mismo volumen de una solución 2.5 M?.

4. Explique la diferencia entre 0.50 mol de HCl y HCl 0.50 M.

5. a) Calcule la molaridad de una solución que contiene 0.0345 mol de NH4Cl en400 mL de solución; b) ¿cuántos moles de HNO3 hay en 35.0 mL de unasolución 2.20 M de ácido nítrico?; c) cuántos mililitros de una solución 1.50 Mde KOH se necesitan para suministrar 0.125 mol de KOH?.

6. a) Calcule la masa de KBr que hay en 0.250 L de una solución de KBr 0.120 M;b) calcule la concentración molar de una solución que contiene 4.75 g deCa(NO3)2 en 0.200 L; c) calcule el volumen en mL de Na3PO4 1.50 M quecontiene 5.0 g de soluto.

7. Partiendo de sacarosa sólida, C12H22O11, describa como prepararía 125 mL deuna solución de sacarosa 0.150 M.

8. ¿Cómo prepararía 100.0 mL de solución de AgNO3 0.08000 M a partir delsoluto puro?

9. Describa como prepararía 400 mL de C12 H22O11 0.100 M a partir de 2.00 L deC12H22O11 1.50 M.

10. Para un experimento se requieren 200 mL de solución de HNO3 1.0 M. Loúnico que hay disponible es una botella de HNO3 6.0 M. ¿Cómo prepararíausted la solución deseada?

11. Clasifique las siguientes sustancias como no electrolitos, electrolito fuerte oelectrolito débil a) HF; b) etanol, CH3CH2OH; c) NH3; d) KClO3; e) Cu(NO3)2,f) HNO3; g) O2; h) HBrO; i) KOH; j) CoSO4; k) sacarosa; l) C12H22O11



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12. ¿Qué tiene una concentración más alta de ión potasio: KCl 0.20 M, K2CrO4 0.35 M o K3PO4 0.080 M?

13. Indique la concentración de cada ión o molécula presente en las siguientessoluciones: a) NaOH 0.14 M; b) CaBr2 0.25 M; c) CH3OH 0.25 M; d) una mezclade 50.0 mL de KClO3 0.20 M y 25.0 mL de Na2SO4 0.20 M . Suponga que losvolúmenes son aditivos.

14. Una solución acuosa de un soluto desconocido se prueba con papel tornasoly se determina que es ácida. La solución conduce débilmente la electricidaden comparación con una solución de NaCl con la misma concentración: ¿cuálde las sustancias podría ser la desconocida?: KOH, NH3, HNO3, KClO2, H3PO3,CH3COCH3?

15. Rotule cada una de las siguientes sustancias como ácido, base, sal o ningunade las anteriores. Indique si la sustancia existe en solución acuosa totalmenteen forma en forma molecular, totalmente como iones o como una mezcla demoléculas y iones; a) HF; b) acetonitrilo, CH3CN; c) NaClO4; d) Ba(OH)2

16. Explique las observaciones siguientes: a) el NH3 no contiene iones OH- perosus soluciones acuosas son básicas; b) se dice que el HF es un ácido débil,pero es muy reactivo

17. ¿Por qué usamos una flecha simple ( ) en la ecuación química para laionización de HNO3 pero una flecha doble ( ) para la ionización deHCN?

18. Complete y balancee las ecuaciones siguientes:

a) HBr (ac) + Ca(OH)2 (ac), b) Cu(OH)2 (s) + HClO4 (ac), c) Hidróxido de hierroIII sólido reacciona con ácido sulfúrico.

19. Escriba la fórmula química de la sal que se forma en cada una de lasreacciones de neutralización siguientes:(a) ácido acético acuoso es neutralizado con hidróxido de potasio acuoso(b) hidróxido de calcio sólido es disuelto con ácido nítrico(c) amoniaco acuoso es neutralizado con ácido sulfúrico

20. Escriba ecuaciones iónicas netas balanceadas para las reacciones siguientes

e identifique el o los iones espectadores presentes en cada una:a) Pb(NO3)2 (ac) + Na2SO4 (ac) PbSO4 (s) + 2 NaNO3 (ac)b) 2 Al (s) + 6 HCl (ac) 2 AlCl3 (ac) + 3H2 (g)c) FeO (s) + 2 HClO4 (ac) H2O (l) + Fe(ClO4)2 (ac)

21. Empleando pautas de solubilidad o extensiones razonables de la misma,rediga si los compuestos siguientes son solubles en agua:a) NiCl2 b) Ag2S c) Cs3PO4 d) SrCO3 e) (NH4)2SO4 f) K3PO4 g) Pb(C2H3O2)2 h) Ga(OH)3 i) NaCN j) BaSO4



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22. Muestras individuales de una solución de una sal desconocida se trata consoluciones diluidas de AgNO3, Pb(NO3 )2 y BaCl2. Se forman precipitados enlos tres casos, ¿Cuál de los siguientes podría ser el anión de la saldesconocida: Br-1, SO4

-2, NO3-1?

23. Se tratan muestras individuales de una solución de una sal desconocida consoluciones diluidas de HBr, H2SO4 y NaOH. Sólo se forma un precipitado conH2SO4. ¿Cuál de los cationes siguientes podría contener la solución: K+, Pb+2,Ba+2?

24. Escriba ecuaciones iónicas netas balanceadas para las reacciones quepodrían ocurrir al mezclar cada uno de los pares siguientes:a) H2SO4 (ac) y BaCl2 (ac)b) NaCl (ac) y (NH4)2SO4 (ac)c) AgNO3 (ac) y Na2CO3 (ac)d) KOH (ac) y HNO3 (ac)e) Ca(OH)2 (ac) y HC2H3O2 (ac)f) Pb(NO3)2 (ac) y MgSO4 (ac)

25. a) ¿Cuántos mL de HCl 0.155 M se necesitan para neutralizar totalmente 35.0mL de una solución 0.101 M de Ba(OH)2

b) ¿Cuántos mL de H2SO4 2.50 M se requieren para neutralizar 75.0 g de NaOHc) Si se necesitan 55.8 mL de una solución de BaCl2 para precipitar todo elsulfato de una muestra de 544 mg de Na2SO4 (al formarse BaSO4), ¿ quémolaridad tiene la solución?d) Si se requieren 37.5 mL de una solución 0.250 M de HCl para neutralizaruna solución de Ca(OH)2, ¿cuántos gramos de Ca(OH)2 hay en la solución?

26. Se derrama un poco de ácido sulfúrico en una mesa de laboratorio. El ácidopuede neutralizarse espolvoreando sobre él bicarbonato de sodio yabsorbiendo con un trapo la solución resultante. El bicarbonato de sodioreacciona con el ácido sulfúrico como sigue:

2 NaHCO3 (s) + H2SO4 (ac) Na2SO4 (ac) + 2CO2 (g) + 2H2O(l)

Se agrega bicarbonato de sodio hasta que cesa la efervescencia causada porla formación de CO2 (g) . Si se derramaron 35 mL de H2SO4 6.0 M, ¿qué masamínima de NaHCO3 debe agregarse al derrame para neutralizar el ácido?

27. a)Qué volumen de solución 0.115 M de HClO4 se requieren para neutralizar50.0 mL de NaOH 0.0875 M?b) que volumen de HCl 0.128 M se requieren para neutralizar 2.87 g deMg(OH)2 c) Si se necesitan 25.8 mL de AgNO3 para precipitar todos los iones de Cl- deuna muestra de 785 mg de KCl (con formación de AgCl), ¿qué molaridadtiene la solución de AgNO3?d) si se requieren 45.3 mL de una solución 0.108 M de HCl para neutralizaruna solución de KOH, ¿cuántos gramos de KOH deben estar presentes en lasolución. No olvidar escribir la ecuación balanceada.



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28. Se permite que una muestra de Ca(OH)2 sólido permanezca en contacto conagua a 30.0 °C durante mucho tiempo, hasta que la s olución que contienetanto Ca(OH)2 como puede retener. Se extrae una muestra de 100 mL de estasolución y se titula con HBr 0.05 M. Se requieren 48.8 mL de la solución deácido para la neutralización. ¿qué molaridad tiene la solución de Ca(OH)2?.No olvidar escribir la ecuación balanceada.

29. Calcule la molaridad de la solución que se produce mezclando:

a) 50.0 mL de NaCl 0.200 M y 100.0 mL de NaCl 0.100 Mb) 24.5 mL de NaOH 1.50 M y 20.5 mL de NaOH 0.850 M. (Suponga que

los volúmenes son aditivos)



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1. Intensiva; la proporción del soluto respecto a la cantidad total de soluciónes la misma cualquiera que sea la cantidad de solución presente.

2. La concentración de la solución remanente no cambia y se asume lamisma de la solución original.

3. 23 g de soluto.

4. El termino 0.50 moles define una cantidad (18 g aprox.) de una sustanciapura HCl. El termino 0.50 M es una razón; indica que existen 0.50 moles deHCl por cada 1.0 litros de solución. Esta razón de moles de soluto ensolución es la misma independiente del volumen de la solución que seeste considerando.

5. (a) 0.0863 M NH4Cl (b) 0.0770 mol de HNO3 (c) 83.3 mL de 1.50 M de KOH6. (a) 4.46 g de KBr (b) 0.145 M de Ca(NO3)2 (c) 20.3 mL de 1.50 M Na3PO4

7. Agregue 6.42 g de C12H22O11 a un matraz aforado de 125 mL, disuelva enun pequeño volumen de agua y adicione agua hasta la marca del cuello.Agite perfectamente para asegurarse que el mezclado sea completo.

8. Se debe pesar 1.359 g de AgNO3. Esta cantidad de sólido se disuelve en unvaso con una pequeña cantidad de agua y luego se pone en un matraz de100 mL. Se agrega el contenido del vaso y se enjuaga una o dos vez

(cuidando de no pasar el volumen de 100 mL) finalmente se afora, es decir,se completa el volumen con agua destilada hasta la marca del aforo.

9. Enjuague y limpie perfectamente una bureta de 50 mL y llénela conC12H22O11 1.50 M. Mida y ponga 26.7 mL de esta solución en un recipienteaforado de 400 mL; agregue agua hasta la marca y mezcle perfectamente.

10. Se debe diluir el ácido 6.0 M. Para calcular el volumen que se debe tomardel ácido 6.0 M (más concentrado) hacemos uso de la fórmula de dilución:V1xC1 = V2xC2. 33 mL. Entonces tome los 33 mL del ácido 6.0 M (con unapipeta o lo ideal es desde una bureta) Se ponen dentro de un matraz de

200 mL y se aforan con agua destilada.

11. (a) HF: electrolito débil (b) CH3CH2OH: no electrolito (c) NH3: electrolitodébil(d) KClO3: electrolito fuerte (e) Cu(NO3)2: electrolito fuerte (f) HNO3:electrolito fuerte (g) O2: no electrolito (h) HBrO: electrolito débil (i) KOH:electrolito fuerte (j) CoSO4: electrolito fuerte (k) sacarosa no electrolito (l)C12H22O11 no electrolito.

12. 0.15 M K2Cr2O7.



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13. (a) NaOH 0.14 M: 0.14 M de Na+ y 0.14 M de OH- (b) CaBr2 0.25 M: 0.25 Mde Ca+2 y 0.50 M de Br- (c) CH3OH 0.25 M (queda igual) (d) una mezcla de50.0 mL de KClO3 0.20 M y 25.0 mL de Na2SO4 0.20 M: 0.13 M de K+, 0.13 Mde ClO- , 0.13 M de Na+, 0.067 M de SO4

-2.

14. H3PO3

15. (a) HF; ácido, mezcla de iones y moléculas, (electrolito débil)(b) CH3CN (acetonitrilo); ninguna de las anteriores, únicamente moléculas(no electrolito)(c) NaClO4 sal, sólo iones (electrolito fuerte) (d) Ba(OH)2 base, únicamenteiones, (electrolito fuerte)

16. (a) El NH3 produce iones OH- en solución acuosa cuando reacciona con elagua en una reacción llamada hidrólisis:NH3 (ac) + H2O (l) NH4

+ (ac) + OH-(ac),

la presencia de los iones OH-

hacen básica a la solución(b) El término “débil” se refiere a la tendencia del HF a disociarse en losiones H+ y F- en solución acuosa, pero no hace referencia a la reactividadcon otros compuestos.

17. La flecha con solo una dirección indica que el HNO3 esta completamentedisociado en H+ y NO3

- en solución acuosa. La flecha doble indica que elHCN está sólo parcialmente disociado y existe en solución como unamezcla de H+ , CN- y moléculas no disociadas de HCN.

18. (a) 2 HBr (ac) + Ca(OH)2 (ac) CaBr2 (ac) + 2H2O (l)

(b) Cu(OH)2 (s) + 2 HClO4 (ac) Cu(ClO4)2 (ac) + 2H2O (l)(c) Hidróxido de hierro III sólido reacciona con ácido sulfúrico2Fe(OH)3 (s) + 3H2SO4 (ac) Fe2(SO4)3 (ac) + 6H2O (l)

19. a) KC2H3O2 (b) Ca(NO3)2 (c) (NH4)2SO4

20. (a) Pb(NO3)2 (ac) + Na2SO4 (ac) PbSO4 (s) + 2 NaNO3 (ac)Ecuación Iónica neta: Pb+2 (ac) + SO4

-2 (ac) PbSO4 (s)Iones espectadores: NO3

-, Na+ (b) 2Al (s) + 6HCl (ac) 2 AlCl3 (ac) + 3H2 (g)Ecuación Iónica neta: 2Al (s) + 6H+(ac) 2Al+3 (ac) + 3H2 (g)

Iones espectadores: Cl- c) FeO (s) + 2HClO4 (ac) H2O (l) + Fe(ClO4)2 (ac)Ecuación iónica neta: FeO(s) + 2H+(ac) H2O (l) + Fe2+ (ac)Iones espectadores: ClO4

-

21. (a) NiCl2 soluble (b) Ag2S insoluble (c) Cs3PO4 soluble(d) SrCO3 insoluble (e) (NH4)2SO4 soluble (f) K3PO4 (g) Pb(C2H3O2)2 (h) Ga(OH)3 (j) NaCN (k) BaSO4

22. SO4-2



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23. Se descarta la presencia de K+ porque el hidróxido y sus sales sonsoluble, se descarta la presencia de Pb2+ porque habría formadoprecipitado con elhidróxido, BaSO4 es insoluble y el Ba(OH)2 es soluble, luego la soluciónsolo puede contener Ba2+

24. (a) H2SO4 (ac) y BaCl2 (ac); Ba+2 (ac) + HSO4-(ac) BaSO4 (s) + H+ (ac)(b) NaCl (ac) y (NH4)2SO4 (ac); no hay reacción(c) AgNO3 (ac) y Na2CO3 (ac); 2Ag+ (ac) + CO3

2- Ag2CO3 (s)(d) KOH (ac) y HNO3 (ac); H+(ac) + OH-(ac) H2O (l)

(e) Ca(OH)2 (ac) y HC2H3O2 (ac); HC2H3O2 (ac) + OH- (ac) H2O(l) + C2H3O2-

(ac)(f) Pb(NO3)2 (ac) y MgSO4 (ac); Pb2+ (ac) + SO4

2-(ac) PbSO4 (s)

25. (a) 45.6 mL de solución de HCl (b) 375 mL de solución de H2SO4 (c)0.0686 M

de BaCl2 (d) 0.347 g de Ca(OH)2 26. 35 g de NaHCO3

27. (a) 38.0 mL de 0.115 M de HClO4 (b) 769 mL de HCl 0.128 M (c) 0.408 MAgNO3 (d) 0.275 g de KOH

28. 1.22 x 10-2 M Ca(OH)2 solución de Ca(OH)2 es 0.0904 g en 100 mL desolución.

29. (a) 0.133 M de NaCl (b) 1.20 M de NaOH.



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Universidad Nacional Andrés BelloQuímica GeneralProf.: Betsabé Acevedo P.Guía Nº 9

Propiedades de las Soluciones

Lectura de Referencia:“Química. La Ciencia Central” 7ª Edición. T.L. Brown, H.E. LeMay, Jr.,B.E.BurstenReferencia: CAPÍTULO 13 (BROWN) Reacciones en Solución Acuosa

Concentración de las soluciones

30. Calcule el porcentaje en masa de CaCl2 en una solución que contiene 16.5 gde CaCl2 en 456 g de agua; b) un mineral de plata contiene 83.5 g de Ag portonelada de mineral. Exprese la concentración de plata en ppm.

31. Calcule la fracción molar de alcohol metílico (CH3OH) en las siguientessoluciones:a) 8.5 g de CH3OH en 224 g de aguab) 65.2 g de CH3OH en 144 g de CCl4.

32. Calcule la fracción molar del fenol C6H5OH en cada una de las solucionessiguientes:a) 4.5 g de fenol en 855 g de aguab) 44.0 g de fenol en 550 g de alcohol etílico.

33. Calcule la molaridad de las soluciones acuosas siguientes:a) 10.5 g de NaCl en 350.0 mL de soluciónb) 40.7 g de LiClO4 • 3H2O en 125 mL de soluciónc) 40.0 mL de ácido nítrico 1.50 M diluido a 500 mL.

34. Calcule la molalidad de cada una de las siguientes soluciones:a) 13.0 g de benceno C6H6, disuelto en 17.0 g de CCl4 b) 5.85 g de NaCl disuelto en 0.250 L de agua (considere que la densidad del

agua es 0.997 g/mL).

35. a) ¿Cuántos gramos de azufre S8, es preciso disolver en 100.0 g de naftaleno,

C10H8, para preparar una solución 0.16 molal,b) Calcule la molalidad de una solución que se prepara disolviendo 1.80moles de KCl en 16.0 moles de agua.

36. La densidad de CH3CN es de 0.786 g/mL, y la densidad de CH3OH es de 0.791g/mL. Se prepara una solución disolviendo 20.0 mL de CH3OH en 100.0 mLde CH3CN, a) calcule la molaridad de la solución, b) calcule la molalidad de lasolución, c) suponiendo que los volúmenes son aditivos, calcule la molalidadde CH3OH en solución.



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37. La densidad del Tolueno C7H8 es de 0.867 g/mL y la del Tiofeno, C4H4S, es de1.065 g/mL. Para una solución que se preparar disolviendo 15.0 g de tiofenoen 250.0 mL de tolueno, calcule:a) fracción molar del tiofeno en la soluciónb) molalidadc) molaridad

38. El ácido ascórbico, vitamina C, es una vitamina soluble en agua. Una soluciónque contiene 80.5 g de ácido ascórbico, C6H8O6, disuelto en 210 g de aguatiene una densidad de 1.22 g/ml a 55 ºC. Calcule:a) porcentaje en masab) fracción molar de C6H8O6 c) molalidadd) molaridad

39. Una solución acuosa de ácido sulfúrico, H2SO4 que contiene 571.6 g de ácido

por litro de solución tiene una densidad de 1.329 g/cm3

, calcule:(a) porcentaje en masa(b) fracción molar de H2SO4 (c) molalidad(d) molaridad

40. Calcule el número de moles de soluto que están presentes en cada una de lassiguientes soluciones:(a) 75.0 g de solución acuosa que tiene 2.50 % en masa de sacarosa,C12H22O11 (b) 300 g de una solución acuosa que tiene 0.460 % en masa de NaCl

(c)1.20 L de HNO3 2.55 M

41. Describa como prepararía cada una de las soluciones acuosas siguientes:

a) 1.60 L de solución de Na2CO3 0.110 M partiendo de Na2CO3 sólidob) 120 g de una solución 0.65 molal de (NH4)2SO4 partiendo del soluto sólidoc) 1.20 L de una solución que contiene 20.0 % en masa de Pb(NO3)2,

partiendo del soluto sólido. La densidad de la solución es de 1.20 g/mLd) una solución de HCl 0.50 M que apenas neutralizaría 6.60g de Ba(OH)2,

partiendo de HCl 6.0 M

Propiedades Coligativas

42. a) Calcule la masa de etilenglicol C2H6O2, que se debe agregar a 1.00 kg deetanol, CH3CH2OH, para reducir su presión de vapor en 13.2 torr a 35°C. Lapresión de vapor del etanol puro es 100 torr; b) calcule la masa de KBr que sedebe añadir a 0.500 kg de agua para reducir su presión de vapor en 4.60 torra 40°C, P(H 2O) a 40°C = 55.3 torr.

43. La urea, (NH2)2CO, es un producto del metabolismo de las proteínas en losmamíferos. Calcule la presión osmótica de una solución acuosa que contiene2.02 g de urea en 145 ml de solución a 20°C.



69

44. La lisozima es una enzima que rompe las paredes celulares de las bacterias.Una solución que contiene 0.150 g de esta enzima en 210 mL de solucióntiene una presión osmótica de 0.953 torr a 25°C. Es time la masa molar de lasustancia.

45. Calcule los puntos de congelación y de ebullición de cada una de lassiguientes soluciones: a) glicerol 0.17 molal en etanol b) 1.92 moles denaftaleno (C10H8) en 16.8 moles de cloroformo (CHCl3).

Etanol CloroformoKf = 1.99 °C/m K f = 4.68 °C/mKb = 1.22 °C/m K b = 3.63 °C/mPto ebullición = 78.3 ºC Pto ebullición = 60.9 ºCPto congelación = -117.3 ºC Pto congelación = -63 ºC

Otros ejercicios de no del Brown

Concentración de Soluciones

46. Partiendo de sacarosa sólida, C12H22O11, describa como prepararía 125 mL deuna solución de sacarosa 0.150 M.

47. ¿Cuántos gramos de nitrato de plata deberá pesar para preparar 200 mL deuna solución al 2.00 % en masa? La densidad de la solución es 1.01 g/ml

48. Se disuelven 16.3 g de ácido nítroso hasta completar un volumen de 250 mlde solución. Calcular la molaridad de la solución .

49. ¿Qué volumen en mL se deben tomar de una solución de glucosa 0.25 M si sedesea tener 25 mg de azúcar?

50. ¿Cuántos gramos de Sulfato ferroso FeSO4 deberá pesar para preparar 0.65litros de una solución al 1.50 % en masa? Considere que la solución tiene unadensidad de 1.0 g/ml.

51. Se disuelven 147.85 g de ácido fosfórico H3PO3 hasta completar un volumende 250 mL de solución. Calcular la molaridad resultante.

52. Se tienen una solución de glucosa C6H12O6 0.25 M. Si a partir de ella se quiere

preparar 550 ml de una solución 0.100 M, ¿qué cantidad de la solución 0.25 Mse deben tomar?

53. La cantidad de 180 mg de colesterol C27H46O por cada 0.100 litro en el suerosanguíneo está dentro del rango normal para esta hormona.Calcular la concentración molar si un adulto tiene como promedio 5000 ml desuero sanguíneo.

54. ¿Cuál es el % m/m de una solución formada al agrega 2 tabletas de sacarinaC7H5SO3N (cada tableta masa 0.500 g) a una taza de café (volumen de la taza

= 275 ml), considere que la solución tiene una densidad de 1.00 kg/L



70

55. Se tiene una solución de ácido sulfúrico H2SO4 al 98.0 % en masa cuyadensidad es 1.84 g/ml. ¿Qué volumen de esta solución debemos tomar pararecuperar 40.0 g de ácido puro?

56. Se tiene 1200 ml de una solución 0.078 M de carbonato de calcio (CaCO3 )¿Cuántos g de soluto contiene?

57. ¿Cuántos mL de agua se deberán agregar a 34.6 g de azúcar para obtener unasolución final al 50.0 % en masa?

58. Un químico prepara una solución añadiendo 56.1 g de etanol puro (C2H6O) a143.9 g de agua. Calcule % m/m y la Molaridad de la solución. La densidad dela solución es 1.01 g /ml

59. Calcule la Molaridad de una solución que fue preparada mezclando 35.6 g debenceno (C6H6) con 198.3 mL de tolueno (C7H8) densidad del benceno = 1.04g/mL y la densidad del tolueno = 1.17 g/mL

60. ¿Cuántos g de cloruro de sodio se necesitan para preparar 2000 mL de unasolución 2.0 M de la sal?

61. Si tenemos 300 mL de una solución 0.05 M ¿Cuál es la masa molar del solutosi se pesaron 600 mg del soluto en la preparación?

62. Calcule la molalidad de la solución siguiente: 0.06 moles de soluto disueltosen 3000 mL de un solvente cuya densidad es de 1.03 g/mL

63. Se tienen una solución de glucosa C6H12O6 , 2.5 x 10-3 M. Si a partir de ella se

quiere preparar 550 ml de una solución 1.5 x10-4

M, ¿qué cantidad de lasolución 2.5 x10-3 M se deben tomar?

64. El agua de mar es una solución acuosa con una concentración aproximada de3.2 % en masa en cloruro de sodio, NaCl. Calcule la masa de sal que se puedeobtener al evaporar 2.0 litros de agua de mar. La densidad del agua de mar1.12 g/ml

65. Se calientan 150.0 mL de una solución 0.15 M de BaSO4 (soluto no volátil),hasta que se evapora un 35% de la solución. ¿Cuál es la nueva molaridad dela solución?

66. ¿Cuántos gramos de nitrato de plata hay en 450 ml de una solución 2.00 M?

67. Una persona que padece úlcera al duodeno tiene ácido clorhídrico en el jugogástrico con una concentración de 7.7 x10-2 molar. Si diariamente sesegregan 3500 ml de jugo gástrico, ¿qué masa de ácido se produce en elestómago?

68. ¿Hasta que volumen, en ml, es necesario completar una solución que fuepreparada con 12.0 gramos de hidróxido de aluminio, Al(OH)3 para que laconcentración final sea 5.50 x10-2 molar?



71

69. Se tiene 8.0 litros de una solución 2.50 M de ácido nítrico, HNO3 Si a estasolución se le agregan 36.0 litros agua destilada. ¿cuál es la nueva molaridadde la solución.

Propiedades Coligativas

70. Calcular la presión de vapor a 28 ºC de una solución que contiene 100 g deNa2SO4 en 300 mL de agua. La presión de vapor del agua a la mismatemperatura es 28.35 mm Hg. Discuta si habría diferencia en la variación de lapresión de vapor de la solución si se pone un soluto molecular de similarmasa molar en lugar del soluto iónico en cuestión.

71. Calcular el punto de congelación y el punto de ebullición de una solución quecontiene 30.0 g de naftaleno C10H8 en 150 g de agua. Compare los valores sise reemplaza naftaleno por 30.0 g cloruro de sodio.Kf H2O = 1.86 ºC/m, Kb H2O = 0.512 ºC/m

72. Una solución que contiene 5.31 g de almidón por litro, tiene una presiónosmótica de 12.7 mm Hg a 25 ºC. Calcular la masa molar del almidón.

73. El alcohol etílico (C2H5OH), para uso industrial se desnaturaliza para que nosea usado en bebidas alcohólicas. La desnaturalización consiste enagregarle alcohol metílico (CH3OH) en la siguiente proporción: 0.5 L deCH3OH en 10 L de etanol de 95% en volumen con agua.

CH3OH: d = 0.787 g/mL Pvº = 100 mm Hg a 20 ºC.C2H5OH(95%) d = 0.810 g/mL Pvº = 40 mm Hg a 20 ºCH20: d = 1.000 g/mL Pvº = 17.5 mm Hg a 20 ºC

¿Cuál es la presión de vapor de este alcohol desnaturalizado?.

74. Una muestra de 2.00 g de urea sintética se disuelve en 140 g benceno, C6H6.Al medir el punto de congelación de la solución, se obtiene el valor de 4.28ºC. Si el punto de congelación del C6H6 puro es 5.51 ºC y su Kf = 5.12 ºC/molal.¿Cuál es la masa molar de la urea?

75. Una fábrica tiene al aire libre un depósito que contiene 500 litros de agua. Enel invierno, la temperatura ambiente puede llegar hasta -10 ºC y se hapensado añadir etanol, C2H5OH, al agua como anticongelante. Sabiendo quela densidad del etanol es 0.789 g/mL, ¿qué volumen de alcohol deberíaañadirse para impedir la congelación del agua?

76. Calcule el punto de ebullición de una solución que contiene 25.0 g de urea,(NH2)2CO, disueltos en 1500,0 g de nitrobenceno, C6H5NO2. La Kb para elnitrobenceno es 5.24 ºC/m, y su punto de ebullición es 210.8 ºC.

77. Para conseguir que 10 litros de agua congelen a – l0 ºC ¿Cuántos gramos deetilenglicol, C2H6O2, como anticongelante, debe agregarse?

78. Calcule la presión osmótica de una solución que es 0.25 M de sacarosa,C12H22O11, a 37 ºC. ¿Cuál es el valor de la presión osmótica si se reemplaza lasacarosa por una solución 0.25 M de cloruro de aluminio?



72

79. La insulina es una proteína que regula el metabolismo de los carbohidratos ycuya deficiencia provoca diabetes. Un muestra contiene 20 mg de insulina,disuelta en suficiente agua para hacer 10.0 mL de solución, tiene una presiónosmótica de 6.48 Torr a 25 ºC. Calcule la masa molar de la insulina.

80. La pepsina es la principal enzima del jugo gástrico. Una muestra contiene de3.00 mg de pepsina disuelta en un volumen total de 10 mL de solución y tieneuna presión osmótica de 7.40 mm de Hg a 25 ºC. Calcule la masa molar de lapepsina.

81. Los polivinilos, o polímeros vinílicos, constituyen un importante grupo de lospolímeros de gran importancia en la tecnología actual. La forma final delpolímero derivado del alcohol vinílico, CH2=CHOH, es (CH2-CHOH)X y, a lolargo del proceso de polimerización interna, se controla el crecimiento de x.Al disolver 18 g del polímero en 500 mL de agua, la solución congela a – 0.51ºC. Determine el valor de x para este grado de polimerización.



73


1. (a) 3.49 % (b) 92.0 ppm2. (a) XCH3OH = 0.021 (b) XCH3OH = 0.6853. (a) X C6H5OH = 1.0 x 10-3 (b) X C6H5OH = 0.03774. (a) 0.513 M NaCl (b) 2.03 M LiClO4 • H2O (c) 0.120 M HNO3 5. (a) 9.79 m C6H6 (b) 0.402 M NaCl6. (a) 4.1 g de S8 (b) 6.24 m7. (a) 4.12 M (b) 6.28 m8. (a) X C4H4S = 0.0705 (b) 0.822 m de C4H4S (c) 0.675 M de C4H4S9. (a) 27.7 % de C6H8O6 en masa (b) X C6H8O6 = 0.0377 (c)2.18 m de C6H8O6 (d)1.92M de C6H8O6 10. (a) 43.01 % (b) XH2SO4 = 0.122 (c) 7.69 m (d) 5.827 M11. (a) 5.48 x 10-3 mol C12H22O11 (b) 2.36 x 10-2 mol de NaCl (c) 3.06 mol HNO3 12. (a) Se deben pesar 18.7 g de Na2CO3 esta masa se disuelve en un vaso conuna pequeña cantidad de agua y luego se lleva a un matraz de aforo de 1.6 L, se

afora con agua destilada (b) Se deben pasar 9.5 g de (NH4)SO4 esta masa sedisuelve en un vaso con una pequeña cantidad de agua. Una vez disuelto seagrega 110.5 g de agua (120 – 9.5 = 110.5) de tal manera que la solución completasea de 150 g (c) Se pesan 288 g de Pb(NO3)2 Luego de disolver en un poco deagua destilada se agregan 1152 g de agua de tal manera que la solucióncompleta pese 1400 g o 1.2 L (d) Debemos calcular primero los moles de HClnecesarios para neutralizar 6.6 g de Ba(OH)2 = 0.0772 moles de HCl, sonnecesarios 150 mL de 0.50 M de HCl, esta solución la debemos preparar delácido 6.0 M por dilución lo que da 13 mL. Entonces: se toman 13 mL del ácido 6.0M y se aforar a 150 mL con agua destilada.13. (a) 205 g de C2H6O2 (b) 150 g de KBr

14.π

= 5.58 atm15. Masa molar = 1.39 x 104 g/mol de lisozina16. (a)Tcong = -114.9 ºC Teb =78.6 ºC

(b)Tcong = -68.0 ºC Teb.= 64.7 ºC(c)Tcong = -1.2 ºC Teb = 100.3 ºC

Ejercicios no del Brown.

17. Se deben pesar 6.41 g de sacarosa, disolverlos en una pequeña porciónde agua destilada y una vez disuelta se pone en un matraz de aforo de 125mL. Completar con agua destilada hasta el aforo.

18. 4.0 g de sal19. 1.39 M20. 0.56 mL de la solución 0.25 M21. 9.75 g de sal22. 7.20 M23. 220 mL24. 4.7 x 10-3 M25. 0.36 %26. 22.2 mL27. 9.36 g de CaCO3 28. 34.6 g de agua29. 28 % m/m y 6.2 M



74

30. 1.96 M31. 233.8 g de NaCl32. 40.0 g/mol33. 0.0194 molal34. 33 mL de solución35. 71.7 g de NaCl36. 0.231 M37. 152.9 g de AgNO3 38. 9.82 g de HCl39. 2800 mL40. 0.45 M41. 27.2 mmHg. La presión de vapor de la solución no depende del tipo de

soluto disuelto.42. Pto congelación de la solución con C10H8 = -2.85 ºC

Pto ebullición de la solución con C10H8 = 100.8 ºCPto congelación de la solución con NaCl = -12.7 ºC

Pto ebullición de la solución con NaCl = 103.5 ºC43. 7.77 x 103 g/mol44. 33.1 mmHg45. 59.5 g/mol46. 157.2 L47. 212.3 ºC48. 3.33 kg49. 6.89 atm, Para el caso de AlCl3 la presión osmótica tiene un valor de 27.5

atm50. 5.73 x 103 g/mol51. 754 g/mol

52. x = 3



75

Universidad Nacional Andrés BelloQuímica GeneralProf: Betsabé Acevedo P.

Guía N°10Equilibrio Químico



1. Escriba las expresiones para Kc y Kp para las siguientes reacciones químicas.Indique en cada caso si la reacción es homogénea o heterogénea:

a) 3NO(g) ↔↔↔↔N2O(g) +NO2(g)b) CH4(g) + 2H2S(g) ↔↔↔↔ CS2(g) + 4H2(g)c) Ni(CO)4 (g) ↔↔↔↔ Ni(s) + 4CO(g)d) Fe2O3(s) + 3H2(g) ↔↔↔↔ 2Fe(s) + 3H2O (g)e) 2N2O5(g) ↔↔↔↔ 4NO2(g) + O2(g)f) FeO(s) + H2(g) ↔↔↔↔Fe(s) + H2O(g)

2. La constante de equilibrio para la reacción: 2NO(g) ↔↔↔↔ N2(g) + O2(g)es Kc= 2.4 x 103 a 2000 °°°°C.a) Calcule Kc para: N2(g) + O2(g)↔↔↔↔ 2NO(g)

b) A esta temperatura ¿favorece el equilibrio al NO o al N2 y el O2?3. La constante de equilibrio de la reacción: 2SO3(g) ↔↔↔↔ 2SO2(g)+ O2(g)es Kc= 2.4 x 10-3 a 700 °°°°C.(a) Calcule Kc para: 2SO2 (g) + O2(g) ↔↔↔↔ 2SO3(g)(b) A esta temperatura ¿favorece el equilibrio al SO2 y el O2 o al SO3?

4. Se coloca yoduro de hidrógeno gaseoso en un recipiente cerrado a 425 °°°°Cdonde se descompone parcialmente en hidrógeno y yodo según:

2HI(g) ↔↔↔↔ H2(g) + I2(g)

En la posición de equilibrio se encuentra que [HI] = 3.53 x 10-3 M;[H2] = 4.79 x 10-4 M; [I2] = 4.79x10-4 M. Calcule Kc y Kp a esta temperatura.

5. A temperaturas cercanas a los 800 ºC, el vapor de agua se hace pasar sobrecoque (una forma de carbono que se obtienen de la hulla) caliente reaccionapara formar CO e H2 : C(s) + H2O (g) ↔↔↔↔ CO(g)+ H2(g)

La mezcla de gases que se produce es un combustible industrial importante quese llama gas de agua . Cuando se alcanza el equilibrio a 800 ºC [H2] = 4.0 x 10-2 M, [CO] = 4.0 x 10-2 M, [H2O] = 1.0 x 10-2 M. Calcule Kc a esta temperatura.

6. Para la reacción : 2NO (g) + Cl2 (g) ↔↔↔↔ 2 NOCl (g)



76

A 500 K la constante de equilibrio de la reacción es Kp = 52.0. Una mezcla de lostres gases en equilibrio presenta presiones parciales de 0.095 atm para NO y0.171 atm para Cl2. ¿Cuál es la presión parcial del NOCl en la mezcla.

7. El tricloruro de fósforo gaseoso y el cloro gaseoso reaccionan para formarpentacloruro de fósforo gaseoso: PCl3 (g) + Cl2 (g) ↔↔↔↔ PCl5 (g)

Un recipiente para gases se carga con una mezcla de PCl3 (g) y Cl2 (g) la cual sedeja que alcance el equilibrio a 450 K. En el equilibrio las presiones parciales delos tres gases son PPCl3 = 0.124 atm PPCl5 = 1.30 atm PPCl2 = 0.157 atm.Calcular el valor de Kp e esta temperatura. Discuta hacia que dirección estadesplazado el equilibrio.

8. A 700 ºC Kc = 20.4 para la reacción: SO2 (g) + ½ O2 (g) ↔↔↔↔ SO3 (g)a) ¿Cuál es el valor de Kc para la reacción SO3 (g) ↔↔↔↔ SO2 (g) + ½ O2 (g)

b) ¿Cuál es el valor de Kc para la reacción 2SO2 (g) + O2 (g) ↔↔↔↔ 2SO3 (g)c) ¿Cuál es el valor de Kp para la reacción 2 SO2 (g) + O2 (g) ↔↔↔↔ 2SO3 (g)

9. Una mezcla de 0.100 moles de CO2, 0.05000 moles de H2 y 0.1000 moles de H2Ose colocan en un recipiente de 1.000 L. Se establece el equilibrio siguiente:CO2 (g) + H2 (g) ↔↔↔↔ CO(g)+ H2O(g)

En el equilibrio [CO2] = 0.0954 M. a) Calcule la concentración en el equilibrio detodas las demás especies. b) Calcule Kc de la reacción c) ¿Se dispone desuficiente información para calcular Kp?

10. A 100 °°°°C la constante de equilibrio para la reacción:COCl2(g) ↔↔↔↔ CO(g)+ Cl2(g)

tiene un valor de Kc = 2.19x10-10. ¿Las siguientes mezclas de reactante yproductos están en una posición de equilibrio?

(a) [COCl2] = 5.00x10-2 M; [CO] =3.31x10-6 M; [Cl2] = 3.31x10-6 M(b) [COCl2] = 3.50x10-3 M; [CO] =1.11x10-5 M; [Cl2] = 3.25x10-6 M(c) [COCl2] = 1.45 M; [CO] = 1.56x10-6 M; [Cl2] = 1.56x10-6 M

(d) Si la respuesta es NO, indique la dirección que la reacción debe procederpara alcanzar la posición de equilibrio.

11. A 100 °°°°C , Kc = 0.078 para la reacción siguiente:SO2Cl2(g) ↔↔↔↔ SO2(g) + Cl2(g)

En una mezcla de los tres gases en el equilibrio las concentraciones deSO2Cl2 y SO2, son: 0.136 M y 0.072 M, respectivamente. ¿Cuál es laconcentración de Cl2 en el equilibrio?

12. A 900 K la reacción siguiente tiene un Kp = 0.345

SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)



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En una mezcla en equilibrio las presiones parciales de SO2 y O2 son 0.215 atm y0.679 atm respectivamente. ¿Cuál es la presión parcial de equilibrio del SO3 en lamezcla.

13. A 1285 ºC la constante de equilibrio para la reacción Br2 (g) ↔↔↔↔ 2 Br (g) es deKc = 1.04 x 10-3 Un recipiente de 0.200 L que contiene una mezcla de los gases enequilibrio tiene 0.245 g de Br2 (g) en su interior. ¿Cuál es la masa de Br (g) quehay en el recipiente?

14. Para la reacción : H2 (g) + I2 (g) ↔↔↔↔ 2HI (g)

Kp = 55.3 a 700 K . En un matraz de 2.00 L que tiene una mezcla de los tres gasesen equilibrio, hay 0.056 g de H2 y 4.36 g de I2 ¿Cuál es la masa de HI que hay enel matraz?

15. Considere la reacción: PCl 5 (g) ↔↔↔↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)

a 250°C Kc = 1.80. Si se agregan 0.100 moles de PCl5 a un recipiente de5.00 L ¿Cuales son las concentraciones de PCl5 , PCl3 y Cl2 en el equilibrioa esta temperatura.

16. ¿Cómo afectan los cambios siguientes el valor de la constante de equilibriode una reacción exotérmica? a) extracción de un reactivo o un productob) disminución del volumen c) disminución de la temperatura.

17. Una muestra de bromuro de nitrosilo (NOBr) se descompone de acuerdo a la

siguiente ecuación:2NOBr(g) ↔↔↔↔ 2NO(g) + Br2(g)

En el equilibrio la mezcla contenida en un matraz de 5.0 l a 100 °°°°C contiene 3.22 gde NOBr, 3.08 g de NO y 4.19 g de Br2 (a) Calcule Kc (b) Calcule Kp (c) ¿Cuál es la presión total ejercida por la mezcla de tres gases?

18. Para el equilibrio, 2IBr(g) ↔↔↔↔ I2(g) + Br2(g) donde Kc = 8.5x10-3 a 150 °°°°C.Si 0.040 mol de IBr son colocados en un container de 1.0 l, cuál es la concentración de

esta sustancia una vez que alcance la posición de equilibrio?19. Una muestra 0.831 g de SO3 se colocan en un recipiente de 1.00 L y secalienta a 1100 K. El SO3 se descompone en SO2 y O2

2SO3 (g) ↔↔↔↔ 2SO2 + O2

En el equilibrio, la presión total en el recipiente es de 1.300 atm. Encuentre losvalores de KC y Kp para esta reacción a 1100 K.



78


1.Kc Kp Tipo de equilibrio

(a) Kc = [N2O][NO2][NO]3 Kp = PN2O x PNO2 P3NO Homogéneo

(b) Kc = [CS2][H2]4

[CH4][H2S]2 Kp = PCS2 P4H2

PCH4P2H2S

Homogéneo

(c) Kc = [CO]4 [Ni(CO)4]

Kp = P4COPNi(CO)4

Heterogéneo

(d) Kc = [H2O]3 [H2]

3 Kp = P3H2O

P3H2 Heterogéneo

(e) Kc = [O2][NO2]4

[N2O5]2

Kp = PO2P4NO2

P2

N2O5

Homogéneo

(f) Kc = [H2O][H2]

Kp = PH2OPH2

Heterogéneo

2. (a) Kc = 4.2 x 10-4 (b) el equilibrio favorece al N2 y al O2 a esa temperatura.

3. (a) Kc = 4.2 x 102

(b) el equilibrio favorece a SO3 a esa temperatura.

4. Kc = 1.84 x 10

-2

, kp = 1.84 x 10

-2

5. Kc = 0.16

6. La presión del NOCl (g) es 0.28 atm

7. (a) Kp = 66.8(b) Como Kp > 1, los productos son más favorables que los reactantes. Eneste caso el equilibrio favorece a PCl5 (g)

8. (a) Kc = 0.0490

(b) Kc = 416 (c) Kc = 5.219. (a) [H2] = 0.0454 M, [CO] = 0.0046 M, [H2O] = 0.1046 M [CO2] = 0.0954 M

(b) Kc = 0.11(c) No. Para calcular Kp a partir de Kc, se debe conocer la temperatura dela reacción. Aunque en este caso Kc = Kp ya que ∆n = 0

10. (a) Q = 2.19 x 10-10; la mezcla esta en equilibrio, Q = Kc(b) Q = 1.03 x 10-8; la reacción avanza hacia la izquierda, Q > Kc(c) Q = 1.68 x 10-12; la reacción avanza hacia la derecha, Q < Kc

11. Kc = 0.15 M



79

12. PSO3 = 0.104 atm

13. [Br2] = 7.67 x 10-3 M, [Br] = 2.82 x 10-3 M, 0.0451 g de Br

14. 20.79 g de HI

15. [PCl5] = 2 x 10-4 M, [PCl3] = [Cl2] = 0.0198 M

16. (a) Ningún efecto(b) ningún efecto(c) aumenta la constante de equilibrio(d) ningún efecto

17. (a) Kc = 6.44 x 10-2 (b) Kp = 1.97(c) PT = 0.968 atm

18. [IBr] = 0.034 M

19. Kc = 0.047 Kp = 4.3



80


Guía N°11Equilibrio ácido-base y Tampones


Referencia: Capítulos 16 y 17 Brown

1. a) Escriba una ecuación química que ilustre la autoionización del aguab) escriba la expresión del producto iónico del agua Kw, explique por qué se

omite la concentración de agua liquida.c) que significa que una solución sea básica.

2. El óxido de deuterio D2O posee una constante de producto iónico Kw = 8.9x10-16 a 20 °°°°C. Calcule [D+] y [OD-] para D2O a esta temperatura.

3. En que factor cambia la [H+] para un cambio de pH dea) 2 unidades b) 0.50 unidades.

4. Complete la siguiente tabla:[H+] M [OH-] M pH pOH Ácida o básica2.5 x10-4

6.9 x10-8

3.25.7

5. Escriba las bases conjugadas de los siguientes ácidos de Bronsted-Lowry:a) HClO2 b) H2S c) HSO4

- d) NH4+

6. Escriba los ácidos conjugadas de las siguientes bases de Bronsted-Lowry:a) NH3 b) IO- c) CH3COO- d) HAsO4

2-

7. Para cada una de los siguientes ecuaciones químicas mencione cada paraácido-base conjugado:

a) NH4+(ac) + CN-(ac) ⇔⇔⇔⇔ HCN(ac) + NH3(ac)

b) (CH3)3N(ac) + H2O(l) ⇔⇔⇔⇔ (CH3)3NH+(ac) + OH-(ac)c) HCO2H (ac) + PO4

-3(ac) ⇔⇔⇔⇔ HCO2-(ac) + HPO4

2-(ac)

8. Prediga los productos de las siguientes reacciones ácido-base:a) NH2

- (ac) + H2O (l) ↔↔↔↔ b) HClO2 (ac) + H2O (l) ↔↔↔↔ c) H3O

+(ac) + F−−−− (ac) ↔↔↔↔ d) O2-(ac) + H2O (l) ↔↔↔↔ e) HSO4

- (ac) + HS- (ac) ↔↔↔↔

f) HCO3-(ac) + F−−−− (ac) ↔↔↔↔



81

9. Calcule el pH de cada una de las siguientes soluciones de ácidos fuertes:a)1.8x10-4M de HBr, b) 1.02 g de HNO3 en 250.0 mL de solución, c) 50.0 mLde una solución preparada a partir de 2.0 mL de HClO4 0.5 M, d) unasolución formada mezclando 10.0 mL de HBr 0.010 M con 20.0 mL de HCl2.5x10-3 M.

10. Calcule la [OH-] y el pH de a) una solución de Sr(OH)2 3.5x10-4 M; b) 1.5 gde LiOH en 250 mL de solución; c) 1.0 mL de NaOH 0.095 M llevado a unasolución de 2.0 L; d) una solución formada adicionando 5.0 mL de KOH0.0105M a 15.0 mL de Ca(OH)2 3.5x10-3 M.

11. El ácido láctico, HC3H5O3, tiene un hidrógeno ácido. Una solución 0.10 Mde ácido láctico tiene un pH de 2.44. Determine la constante de acidez Ka.

12. La constante de disociación o de acidez de ácido benzoico (HC7H5O2) es6.5x10-5. Calcule las concentraciones en equilibrio de H+(ac), C7H5O2

-(ac) y

HC7H5O2(ac) en la solución si la concentración inicial del ácido en lasolución es 0.050 M.

13. Calcule el % disociación de HCrO4−−−− (Ka = 3.0x10-7) en las siguientes

soluciones: a) 0.250 M b) 0.0800 M c) 0.0200 M

14. Una solución = 0.200 M de un ácido débil HX está ionizada en 9.4% .Calcule las concentraciones de todas las especies en solución y tambiéncalcule Ka.

15. El ácido tartárico H2C4H4O6 (presente en la uva) es un ácido diprótico.

Calcule el pH de una solución 0.025M. Explique las aproximacionesrealizadas en sus cálculos. Ka1 = 1.0 x 10-3, Ka2 = 4.6x10-5.

16. Calcule la concentración molar de iones OH- y el pH de una solución0.050 M de etilamina (C2H5NH2), Kb = 6.4x10-4.

17. Prediga si las soluciones acuosas de las siguientes sales son ácidas,básicas o neutras: a) NH4Br b) FeCl3 c) Na2CO3 d) KClO4 e) NaHCO3

18. El ácido sórbico HC6H7O2 , es un ácido monoprótico débil con Ka = 1.7 x10-5. Su sal (sorbato de potasio) se agrega al queso para evitar la

formación de mohos. ¿Cuál es el pH de una solución que contiene 4.93 gde sorbato de potasio en 0.500 L de solución?

19. El ingrediente activo de la aspirina es el ácido acetilsalicílico, HC9H7O4 unácido monoprótico con Ka 3.3 x 10-4 a 25 °C ¿Cuál es el pH de unasolución obtenida disolviendo dos tabletas de aspirina, cada una con 325mg de ácido acetilsalicílico en 250 mL de agua.

20. La efidrina, es estimulante del sistema nervioso central, se usa enaerosoles nasales como descongestionante. Este compuesto es una baseorgánica débil:

C10H15N (ac) + H2O (l) C10H15NH+ (ac) + OH- (l)



82

¿Qué pH esperaría usted para una solución 0,035 M de efedrina si sesupone que no hay otra sustancia presente? Kb = 1.4 x 10-4

21. El volumen del estómago de un adulto varía desde alrededor unos 50 mLcuando está vacío hasta 1 L cuando está lleno. Si su volumen es de 450mL y su contenido tiene un pH de 2.0 ¿cuántos moles de protonescontiene?

22. La Codeína, C18H21NO3, es una base orgánica débil. Una solución 5.0 x10-3 M de codeína tiene un pH de 9.95. Calcular el valor de kb de estasustancia.

Efecto del ión común, Soluciones Amortiguadoras y Titulaciones ácido- base

23. Discuta si el pH aumenta, disminuye o permanece igual al agregar:

a) NaNO2 a una solución de HNO2 b) CH3NH3Cl a una solución de CH3NH2 c) KBr a una solución de HBrd) NH3 a una solución de HCle) NaClO4 a una solución de NaOH

24. Calcule el pH de las siguientes soluciones amortiguadoras:a) HCOONa 0.100 M más HCOOH 0.180 M, Ka = 1.8 x 10-4 b) C5H5N 0.075 M más C5H5NHCl 0.050 M, Kb = 1.7 x 10-9

25. Calcule el % ionización de para: a) solución de ácido butanoíco (Ka =

1.5x10-5

) 0.100 M, b) de ácido butanoico 0.10 M en una solución debutanoato de sodio 0.050 M

26. ¿Cuántos gramos y moles de hipobromito de sodio se deben agregar a1.00 L de ácido hipobromosos 0.200 M para formar una soluciónamortiguadora de pH = 8.80. Suponga que el volumen no cambia alagregar el sólido. Ka(HBrO) = 2.5 x 10-9

27. Calcule el pH de las siguientes soluciones a) propionato de potasioKC3H5O2 0.0080 M y ácido propionico HC3H5O2 0.16 M Ka = 1.3 x 10-5; b)trimetilamina (CH3)3N 0.15 M y cloruro de trimetilamonio (CH3)3NHCl 0.12

M Kb = 6.4 x 10-5

28. Calcule el pH de una solución amortiguadora formada por 100 mL de ácidofórmico (HCOOH) 0.20M y 250 ml de solución 0.150 M de formiato de sodio(HCOONa) 0.15 M. Ka = 1.8 x 10-4

29. Se prepara una solución amortiguadora adicionando 5.0 g de NH3 y 20.0 gde NH4Cl en agua suficiente para formar 2.5 L de solución; a) cual es el pHde esta solución amortiguadora. Kb(NH3) = 1.8x10-5

30. Una solución amortiguadora contiene 0.11 mol de ácido acético,CH3COOH, y 0.15 mol de acetato de sodio, CH3COONa, en 1.0 litro de



83

solución, a) determine el pH de esta solución amortiguadora; b) determineel pH de la solución amortiguadora después de agregar 0.02 mol de KOH;c) determine el pH de la solución amortiguadora después de agregar 0.02mol de HCl. Ka(CH3COOH) = 1.8x10-5.

31. ¿Cuál es la proporción de HCO3-- a H2CO3 en la sangre de pH = 7.4. ¿Cuál

es la proporción de HCO3-- a H2CO3 en la sangre de un maratonistaagotado cuyo pH = 7.1 Ka1 = 4.3 x 10-7

Titulaciones

32. Diga cuantos mL de NaOH 0.0350 M se requieren para titular cada una delas siguientes soluciones hasta el punto de equivalencia: a) 40.0 mL deHNO3 0.0350 M b) 65.0 mL de HBr 0.0620 M c) 80.0 mL de una solución quecontiene 1.65 g de HCl por litro.

33. ¿Cuántos mililitros de de HCl 0.075 M se necesitan para titular cada una delas siguientes soluciones hasta alcanzar el punto equivalente: a) 40.0 mlde NaOH 0.075 M, b) 38.2 ml de KOH 0.105 M, c) 50.0 ml de una soluciónque contiene 1.65 g de NaOH por litro.

34. Si 20.0 ml de una muestra de HBr 0.200 M es titulada con una solución deNaOH 0.200 M. Calcule el pH de la solución resultante después de agregarlos siguientes volúmenes de base : a)15.0 ml b)19.9 ml c)20.0 ml d) 20.1ml e) 35.0 ml

35. Una muestra de 30 mL de KOH 0.200 M se titula con una solución de 0.150

M de HClO4 Calcular el pH después de adicionar los siguientes volúmenesde ácido: a) 30.0 mL b) 39.5 mL c) 39.9 mL d) 40.0 mL e) 40.1 mL

Ejercicios Adicionales no del Brown

Cálculos de pH de Ácidos y bases fuertes y débiles

36. a) Explique por que el pH de una solución 1 x10-8 M de HNO3 no es 8.0b) Calcule el pH de esta solución.

37. Clasifique las siguientes sustancias en ácidos y bases fuertes o débiles,justificando mediante la constante respectiva:

a) HNO2 Ka = 4.5 x 10 -4 d) NH3 Kb = 1.78 x 10-5 b) HI Ka = ∞∞∞∞ e) HCl Ka = ∞∞∞∞ c) KOH Kb = ∞∞∞∞ f) H2O Kw = 1.0 x 10 –14

38. Calcule el pH y el pOH de las siguientes soluciones, cuyasconcentraciones son:

a) [ H+] = 2.00 x 10 – 3 c) [ OH-] = 2.00 x 10 – 5

b) [ H+] = 1.00 x 10

– 4

d) [ OH

-

] = 1.78 x 10

–5



84

39. Se dispone de las siguientes soluciones:a) Solución A con pH = 5 c) solución C con pOH = 8b) Solución B con [H+] = 2.4 x 10 –5 d) solución D con [OH-] 3.8 x 10 –8

Ordénelas en acidez creciente.

40. Para una solución de HCl que tiene un pH = 3, calcule la concentración deiones OH-

41. El pH de una solución de ácido perclórico es de 5 ¿Cuál es laconcentración del ácido?

42. Calcule el pH de una solución 0,01 M de ácido fórmico. Ka = 1.8 x 10 – 4

43. La constante de ionización del ácido cianhídrido, HCN, es Ka = 4.8 x 10-10 Calcular la concentración de H+, OH- y HCN en el equilibrio para 450 mlde una solución preparada con 0.16 moles de HCN.

44. Un cierto ácido orgánico 0.01 M, se disocia un 0.18 % en disoluciónacuosa, calcule la constante de acidez para este ácido orgánico.

45. Para las siguientes mezclas calcule el pH, planteé las ecuaciones químicasrespectivas:a) La mezcla de 400 ml de HCl 0.25 M con 200 ml HCl 0.15 Mb) La mezcla de 50 ml de NaOH 0.25 M con 15 ml de NaOH 0.15 M.c) La mezcla de 50 ml de HCl 0.25 M con 10 ml de NaOH 0.25 Md) La mezcla de 30 ml de HBr 1x10-3 M con 50 ml de NaOH 0.025 Me) La mezcla de 150 ml de HCl 2x10-2 M con 200ml de KOH 3x10-3 M

f) La mezcla de 75 ml de HCl 0.035 M con 80 ml de NaOH 0.025 M

46. El ácido fenilacético HC8H7O2, es una de las sustancias que se acumulanen la sangre de las personas que padecen de fenilceturonia, un trastornohereditario que puede causar retraso mental o incluso la muerte. Sedetermina que una solución 0.085 M de esta sustancia tiene un pH de 2.68Calcule el valor de ka para este ácido.



85


1. (a)H2O (l) ↔↔↔↔ H+ (ac) +OH- (ac) (b) Kw = [H+][OH-], el [H2O] (l) se omiteporque es un líquido puro. La molaridad de los sólidos y líquidos puros nocambia una vez establecido el equilibrio. (c) Qué una solución sea básica

significa que la [OH

-

] es mayor que la [H

+

]2. Kw = [D+][OD-] = 8.9 x 10-16 [D+] = [OD-] = 3.0 x 10-8 M

3. Una manera de resolver este ejercicio es dándose valores de pH. pH = 1.0significa [H+] = 1.0 x 10-1 pH = 3.0 significa [H+] = 1.0 x 10-3. Luego sidividimos 1.0 x 10 –1 / 1.0 x 10-3 = 100. Lo que significa que hay unincremento de 100 unidades en la [H+] al aumentar en 2 unidades el valordel pH. b) Se hace igual a a) dando un incremento de 3.2 unidades.

4.

[H+] M [OH-] M pH pOH Ácida o básica2.5 x10-4 4.0 x 10-11 3.6 10.4 ácida1.4x10-7 6.9 x10-8 6.8 7.2 ácida6.0x10-4 2.0 x 10-11 3.2 10.8 ácida5.0x10-9 2.0 x 10-6 8.3 5.7 básica

5. (a) ClO2-, b) HS-, c) SO4

-2, d) NH3 6. (a) NH4

+, b) HIO, c) HC2H3O2, d) H2AsO4 7.

8. Base ácido ácido conj. Base conj.g) NH2

- (ac) + H2O (l) ↔↔↔↔ NH3 (ac) + OH- (ac)h) H2O (l) + HClO2 (ac) ↔↔↔↔ H3O+ + ClO2

- (ac)i) F−−−− (ac) + H3O+(ac) ↔↔↔↔ HF (ac) + H2O (l)

j) O2-

(ac) + H2O (l) ↔↔↔↔ OH-

(ac) + OH-

(ac)k) HS- (ac) + HSO4- (ac) ↔↔↔↔ H2S (ac) + SO4

-2 (ac)l) F−−−− (ac) + HCO3

-(ac) ↔↔↔↔ HF (ac) + CO3-2 (ac)

9. a) 3.7 b) 1.2 c) 1.7 d) 2.3

10. [OH-] pH [OH-] pHa) 7.0 x 10-4 10.8 c) 4.8 x 10-5 9.7b) 0.251 13.4 d) 7.9 x 10-3 11.911. Ka = 1.36 x 10-4 12. [H+] = 1.8 x 10-3 M, [C7H5O2

-] = 1.8 x 10-3 M, [HC7H5O2] =0.048 M

13. a) 0.11 % b) 0.19 % c) 0.39 %14. [HX] = 0.181 M [H+] = [X-]= 0.0188 M Ka = 2.0 x 10-3

ácido base Base conjugada Ácido conjugadoNH4

+ CN- NH3 HCNH2O (CH3)3N OH- (CH3)3NH+ HCO2H PO4

-3 HCO2- HPO4

-2



86

15. pH = 2.3516. [OH-] = 5.3 x 10-3 pH = 11.1317. a) ácido, b) ácido, c) básico, d) Neutro, e) ácido18. pH = 8.819. pH = 2.720. pH = 11.321. 5.0 x 10-3 moles de H+ 22. Kb = 1.6 x 10-6

23. a) NaNO2 a una solución de HNO2 el pH aumentab) CH3NH3Cl a una solución de CH3NH2 el pH decrecec) KBr a una solución de HBr el pH no cambiad) NH3 a una solución de HCl el pH aumentae) NaClO4 a una solución de NaOH el pH no cambia

24. a) pH = 3.5 b) pH = 5.4

25. a) 1.2 % b) 0.030 %26. Para 1.0 L se necesitan 0.32 moles, 38.1 g de NaBrO27. a) pH = 4.58 b) pH = 9.928. pH= 3.6229. pH= 9.1530. a) pH = 4.88 b) pH = 5.0 c) pH = 4.74

31. (a) [HCO3-] = 11.0 b) [HCO3

-] = 5.4[H2CO3] [H2CO3]

32. (a) 40.0 mL de solución de NaOH

(b) 115.0 mL de solución de NaOH(c) 103.45 mL de solución de NaOH

33. (a) 40.0 mL de solución de HCl(b) 53.5 mL de solución de HCl(c) 27.5 mL de solución de HCl

34.mL de NaOH pH

15.0 1.54419.9 3.320.0 7.020.1 10.735.0 12.737

35.mL de KOH pH

30.0 12.39839.5 11.039.9 10.240.0 7.0

40.1 3.5



87

Ejercicios Adicionales no del Brown

36. a) Como es de esperar en sistemas muy diluidos a autoionización del aguacontribuye a la concentración del [H+] casi 10 veces más que el ácidofuerte.(b) pH = 7.0

37.Sustancia Constante Clasificación ComentarioHNO2 Ka = 4,5 x 10 -4 Ácido débil El hecho que sea posible medir un valor

para Ka, lo convierte en un sistema débil.NH3 Kb = 1,78 x 10-5 Base débil El hecho que sea posible medir un valor

para Kb, lo convierte en un sistema débil.HI Ka = ∞∞∞∞ Ácido fuerte El valor de Ka tiende a infinito, esto da

cuenta que el equilibrio esta casicompletamente desplazado a la derecha,no existiendo concentración de ácido en

el medio.HCl Ka = ∞∞∞∞ Ácido fuerte El valor de Ka tiende a infinito, esto da

cuenta que el equilibrio esta casi 100%desplazado a la derecha, no existiendoconcentración de ácido en el medio.

KOH Kb = ∞∞∞∞ Base fuerte El valor de Kb tiende a infinito, esto dacuenta que el equilibrio esta casi 100%desplazado a la derecha, no existiendoconcentración de base en el medio.

H2O Kw = 1,0 x 10 –14 Anfótera El valor de Kw da cuenta de la bajaconcentración de los iones H+ y OH- existente en solución, este equilibrio estacasi completamente desplazado a losreactantes.

38.

39.Solución Dato pHSolución A pH = 5.0 5.0Solución B [H+] = 2.4 x 10 –5 4.6solución C pOH = 8.0 6.0solución D [OH-] 3.8 x 10 –8 6.6

Orden de acidez creciente: solución D, C, A, B.

40. [OH-] = 1.0 x –11 41. 1.0 x 10-5

Sustancia pH pOH[ H+] = 2.00 x 10 – 3 2.7 11.3[ OH-] = 2.00 x 10 – 5 9.3 4.7[ H+] = 1.00 x 10 – 4 4.0 10.0

[ OH-] = 1.78 x 10 -5 9.3 4.7



88

42. pH = 2.9043. [H+] = 1.31 x 10-5 [OH-] = 7.63 x 10-10 [HCN] = 0.35944. Ka = 3.25 x 10-8 45. Ka = 5.26 x 10-5 46.

[H+] totales [OH-] totales pHa) 0.216 - 0.66b) - 0.227 13.4

[H+] sobrantes [OH-] sobrantes pHc) 0.16 - 0.78d) - 0.0153 12.2e) 6.86 x 10-3 - 2.16f) 0.625 - 2.4



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Universidad Nacional Andrés BelloQuímica GeneralProfesora: Betsabé Acevedo P.

Guía Nº 12 Electroquímica



Reacciones de oxidación – reducción

1. ¿Qué quiere decir el término oxidación?, b) ¿En que lado de unasemireacción de oxidación aparecen los electrones? c) qué significa eltérmino oxidante?

2. ¿Qué quiere decir el término reducción, b) ¿En que lado de unasemireacción de reducción aparecen los electrones? c) qué significa eltérmino reductor?

3. En cada una de las siguientes ecuaciones redox balanceadas, identifiquelos elementos que sufren cambios en el estado de oxidación e indique lamagnitud del cambio:

(a) I2O5 (s) + 5CO (g) I2 (s) + 5CO2 (g)(b) 2Hg2+ + (ac) + N2H4 (ac) 2Hg (l) + N2 (g) + 4H+ (ac)

(c) 3H2S (ac) + 2H+

(ac) + 2 NO3-

(ac) 3S (s) 2NO (g) 4H2O (l)(d) Ba+2 (ac) + 2OH- (ac) + H2O2 (ac) + 2ClO2 (ac) Ba(ClO2)2 (s) +2H2O (l) + O2 (g)

4. El sulfuro de plomo (II) sólido reacciona a alta temperatura con el oxígenodel aire para formar óxido de plomo (II) y dióxido de azufre. (a) escriba laecuación balanceada para esta reacción. (b) ¿qué sustancias sonreductoras y cuáles son oxidantes?

5. Complete y balancee las siguientes Semireacciones, en cada caso indiquesi se produce una oxidación o una reducción:

(a) Co+2 (ac) Co+3 (ac)(b) H2O2 (ac) O2 (g) (medio ácido)(c) ClO3

-(ac) Cl- (ac) (medio ácido)(d) OH- (ac) O2 (g) (medio básico)(e) SO3

-2 (ac) SO4-2 (ac) (medio básico)

(f) Sn+4 (ac) Sn+2 (ac)(g) Mn+2 (ac) MnO2 (s) (medio ácido)(h) NO3

-(ac) NO (g) (medio ácido)(i) Cr(OH)3 (s) CrO4

2- (ac) (medio básico)(j) ClO- (ac) Cl- (ac) (medio básico)



90

6. Complete y balancee las ecuaciones siguientes:(a) Pb(OH)4

-2 (ac) + ClO – (ac) PbO2 (s) + Cl- (ac) (medio básico)(b) Tl2O3 (s) + NH2OH (ac) TlOH (s) + N2(g) (medio básico)(c) Cr2O7

2- (ac) + CH3OH (ac) HCO2H (ac) + Cr +3 (ac) (medio ácido)(d) MnO4

- (ac) + Cl- (ac) Cl2 (ac) + Mn +2 (ac) (medio ácido)(e) H2O2 (ac) + ClO2 (ac) ClO2

- (ac) + O2 (ac) (medio básico)(f) NO2- (ac) + Cr2O7 2-(ac) NO3- (ac) + Cr +3 (ac) (medio ácido)

7. Se construye una celda voltaica de la siguiente manera: uncompartimiento de electrodo se compone de una tira de cinc inmersa enuna solución de nitrato de cinc, y la otra contiene una tira de níquelcolocada en una solución de cloruro de níquel (II): La reacción global dela celda es:

Zn (s) + Ni2+ (ac) Zn2+ (ac) + Ni (s)

(a) escriba las semireacciones que se llevan a cabo en los doscompartimientos de electrodos, (b) ¿cuál electrodo es ánodo y cuál es encátodo?, (c) Indique los signos de los electrodos, (d) Diga si los electronesfluyen del electrodo de cinc al electrodo de níquel o de níquel al cinc, (e)¿En que sentido emigran los cationes y los aniones a través de lasolución?

8. (a) ¿Qué quiere decir el término fuerza electro motriz?, (b) ¿Cómo sedefine el volt?, (c) ¿Qué tiene de especial un potencial estándar de celda?

9. Una celda voltaica que emplea la reacción:

Tl +3 (ac) + 2Cr+2 (ac) Tl + (ac) + 2Cr+3 (ac)

tiene un potencial estándar de celda medido de 1.19 V. (a) escriba las dossemireacciones de celda, (b) ¿cuál es el Eº red de la del Tl 3+ (ac) a Tl+ (ac)?(c) dibuje un esquema de celda voltaica, rotule el ánodo y el cátodo eindique el sentido del flujo de los electrones.

10. Usando potenciales estándares de reducción, calcule la fem estándar decada de las reacciones siguientes:(a) Cl2 (g) +2I- (ac) 2Cl- (ac) + I2 (s)

(b) Hg (l) +2Fe3+ (ac) Hg+2 (ac) + 2Fe2 (ac) (c) 2Cu+ (ac) Cu (s) + Cu2+(ac) (d) Ca (s) + Mn2+ (ac) Ca+2 (ac) + Mn (s)(e) 3Zn (s) +2Al3+ (ac) 2Al (s) + 2 Zn2+ (ac)(f) 3 Co2+ (ac) Co (s) + 2Co 3+ (ac)



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11. (a) Oxidación: proceso que se caracteriza por la perdida de electrones, (b)los electrones aparecen en el lado de los productos, lado derecho de lasemireacción de oxidación, (c) El oxidante (o agente oxidante) es elreactivo que se reduce; gana los electrones que son perdidos por lasustancia que es oxidada.

12. (a) Reducción: proceso que se caracteriza por la ganancia de electrones,(b) los electrones aparecen en el lado de los reactivos, lado izquierdo de lasemireacción de reducción (c) El reductor (o agente reductor) es elreactivo que se oxida; sede los electrones a la sustancia que se reduce.

13. (a) I es reducido desde +5 a 0; el C es oxidado de +2 a +4(b) Hg es reducido de +2 a 0; el N es oxidado de -2 a 0(c) N es reducido de +5 a +2; el S es oxidado de -2 a 0(d) Cl es reducido de +4 a +3; el O es oxidado de -1 a 0

14. (a) 2PbS (s) + 3 O2 (g) →→→→ 2PbO (s) + 2SO2 (g)(b) O2 es el agente oxidante, en la reacción experimenta una reducción de0 a -2. El S es el agente reductor, es oxidado desde -2 a +4. El Pb noexperimenta cambios en su estado de oxidación en esta reacción.

15. (a) Co+2 (ac) →→→→ Co+3 (ac) + 1ē oxidación(b) H2O2 (ac) →→→→ O2 (g) + 2H+ (ac) + 2ē oxidación(c) ClO3

- (ac) + 6H+ (ac) + 6ē →→→→ Cl- (ac) + 3H2O (l) reducción

(d) 4OH-

(ac) →→→→ O2 (g) + 2H2O (l) + 4ē oxidación(e) SO3-2 (ac) + 2OH- (ac) →→→→ SO4

-2 (ac) + H2O (l) + 2ē oxidación(f) Sn+4 (ac) + 2ē →→→→ Sn+2 (ac) reducción(g) Mn+2 (ac) +2H2O (l) →→→→ MnO2 (s) + 4H++ 2ē oxidación(h) NO3

- (ac) + 4H+ + 3ē →→→→ NO (g) + 2H2O (l) reducción(i) ClO- (ac) + H2O(l) + 2ē →→→→ Cl- (ac) + 2OH- (ac) reducción(j) Cr(OH)3 (s) + 5OH- (ac) →→→→ CrO4

2- (ac) + 4H2O(l) + 3ē oxidación

16. (a) Pb(OH)4-2 (ac) + ClO – (ac) →→→→ PbO2 (s) + Cl- (ac) + 2OH- (ac) + H2O (l)

(b) Tl2O3 (s) + 4NH2OH (ac) →→→→ 2TlOH (s) + 2N2(g) + 5H2O (l)

(c) 2Cr2O7

2-

(ac)+ 3CH3OH (ac) +16H+

(ac) →→→→ 3HCO2H (ac) + 4Cr+3

(ac)+11H2O(l)(d) 2MnO4

- (ac) + 10Cl- (ac) + 16H+ →→→→ 5Cl2 (ac) + 2Mn +2 (ac) + 8H2O (l)(e) H2O2 (ac) + 2ClO2 (ac) + 2OH-→→→→ 2ClO2

- (ac) + O2 (ac) + 2H2O (l)(f) 3NO2

- (ac) + Cr2O7 2-(ac) + 8H+ (ac) →→→→ 3NO3- (ac) + 2Cr +3 (ac) + 4H2O

(l)

17. (a) Zn (s) →→→→ Zn2+ (ac) + 2ē, Ni2+(ac) + 2ē →→→→ Ni (s)(b) Zn(s) es el anodo; Ni (s) es el cátodo(c) Zn(s) negativo, Ni(s) positivo(d) Los electrones fluyen desde el electrodo de Zn (-) al electrodo de Ni (+)



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(e) Los cationes migran hacia el cátodo de Ni (s); los aniones migran haciael ánodo de Zn (s).

18. (a) La fuerza electro motriz es la fuerza impulsora que hace que loselectrones atraviesen el circuito externo de una celda voltaica. Es ladiferencia potencial de la energía entre un electrón en el ánodo y unelectrón en el cátodo.(b) El volt es la diferencia potencial de la energía requerida para impartir 1J de la energía a una carga de 1 culombio. 1V = 1 J/C(c) El potencial estándar de celda es el potencial (fem ) de la celda medidoen condiciones estándares, esto es soluciones acuosas 1M y para losgases a una presión de 1 atmósfera.

19. (a) Las dos semireacciones de celda sonTl+3(ac) + 2ē →→→→ Tl +(ac) Ered = ?

2Cr+2 (ac) →→→→ 2Cr+3 (ac) + 1ē Ered = - 0.41 V

(b) Ecelda = Ered (cátodo) - Ered (ánodo), 1.19 V = Ered- - ( - 0.41 V)Ered = 1.19 V - 0.41 V = 0.78 V

(c) Esquema:

Por el hecho de ser el Cr+2 (ac) fácil de oxidar será necesario aislar lasemicelda del oxígeno.

20.Reacciones Cálculo la fem estándar

Cl2 (g) +2I-

(ac) →→→→ 2Cl-

(ac) + I2 (s) Eº = 1 359 V- 0 536 V = 0 823 VH (l) 2F 3+ ( ) H +2 ( ) 2F 2 ( ) Eº 0 771 V 0 854 V 0 823 V

ejer cici os

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