UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE QUMICA Y BIOLIGA

DEPARTAMENTO DE QUMICA DE LOS MATERIALES

MANUAL DE EJERCICIOS QUIMICA GENERAL

Carreras Facultad Tecnolgica

Unidad II GASES, SOLUCIONES Y CIDO- BASE.

Recopilacin y adaptacin de ejercicios: Dra. Andrea Valdebenito,

Dra. Mirza Villarroel, Dr. Edmundo Ros. Mg. Francisco Urbina.

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UNIDAD: GASES

1) El volumen de cierta masa de gas es de 10 L a 4 atm de presin. Cul es su volumen si la presin disminuye a 2 atm a temperatura constante?

2) Qu volumen ocupa un gas a la presin de 710 mm Hg si a la presin normal ocupa 5 L? Asuma temperatura constante.

3) Una cantidad fija de un gas a temperatura constante ejerce una presin de 737 mm Hg y ocupa un volumen de 20,5 L. Calcule el volumen que el gas ocupar si se aumenta la presin a 1,80 atm.

4) Dos gramos de un gas ocupan 1,56 L a 25 C y 1,0 atm de presin. Cul ser el volumen si el gas se calienta a 35 C a presin constante?

5) Una masa de Nen ocupa 200 mL a 100 C. Halle su volumen a 0 C si la presin es constante.

6) Un tanque de acero contiene dixido de carbono (CO2) a 27 C y una presin de 9120 mm de Hg. Determinar la presin del gas cuando se calienta a 100 C.

7) Un tanque de almacenamiento contiene un gas a 5 C y 5 atm. Una vlvula de seguridad del tanque explota cuando la presin supera el doble de la presin inicial, Hasta qu temperatura se puede calentar el tanque?

8) Cuntos moles contiene un gas en CNPT si ocupa un volumen de 336 L?

9) Cuntos moles de un gas ideal contiene una muestra que ocupa un volumen de 65,4 cm3 bajo una presin de 9576 mm de Hg y una temperatura de 39 C?

10) Qu volumen ocupan 150 g de CO2 a 100 C y 720 mm de Hg de presin?

11) Calcule la masa de 2 L de gas amonaco (NH3) en CNPT.

12) Cierto recipiente de 10,00 L estalla si la presin interna es mayor de 50,0 atm. Cul es la masa ms grande de Helio que se puede introducir en el recipiente a 19 C?

13) Una lata para rociar un aerosol cuyo volumen es de 325 mL contiene 3,00 g de propano (C3H8) como propelente. Cul es la presin en atm del gas en la lata a 28 C?

14) Cul ser la masa de oxgeno contenida en un cilindro de 10 L a 10 atm y a 27 C?

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15) Qu presin ejercen 13 g de He en una botella de 3,0 L a 200 C?

16) Qu volumen ocupan 3,01*1023 molculas de un gas a 380 mm de Hg y a 0 C?

17) El ozono presente en la estratosfera absorbe buena parte de la radiacin solar daina. Cuntas molculas de ozono hay en 1 L de aire a 250K y 0,76 mm de Hg?

18) Cuantos tomos de hidrgeno hay en 5 L medidos a 30 C y 600 mm de Hg?

19) Si 250 mL de un gas en CNPT pesan 0,1786 g. Cul es la masa molar del gas?

20) Cul es la masa molar de un gas si 1,205 g del gas ocupa un volumen de 1,00 L en CNPT?

21) Cuntos moles ms de un gas habra que agregar a un sistema que contiene 2,00 moles del gas a 25 C y 1,00 atm de presin a fin de aumentar la presin a 1,60 atm en iguales condiciones de temperatura y volumen?

22) Dados 20 L de amonaco (NH3) a 5 C y 760 mm de Hg encuentre su volumen a 30 C y 800 mm de Hg.

23) Una muestra de gas ocupa 0,5 L a 20 C y 750 mm de Hg de presin. Calcular su volumen si la temperatura se aumenta a 30 C y la presin cambia a 780 mm de Hg.

24) Un gas ocupa 0,452 L medido a 87 C y 0,62 atm. Cul es el volumen en CNPT?

25) Un globo si se infla con 4,6 L de He en CNPT. Qu volumen alcanza a 25 C y 2 atm?

26) 2 g de un gas ocupan 8,4 L en CNPT. Qu volumen ocupar a 0 C y 840 mm de Hg?

27) Una masa de gas ocupa un volumen de 5,0 L a 29 C y 0,5 atm. Calcule la temperatura, en C, de la masa de gas si la presin se eleva a 8,5 atm y el volumen disminuye a 1,3 L.

28) Un gas a 66 C y 0,85 atm se expande hasta un volumen de 94 mL. En esas condiciones su presin es 0,60 atm y su temperatura de 45 C. Cul era su volumen inicial en L?

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29) Un globo se hincha hasta un volumen de 2,50 L en una habitacin caliente (24 C). Entonces se saca el globo fuera en un da muy fro de invierno (-25 C). Suponga que tanto la cantidad de aire en el globo como su presin permanecen constantes. Cul ser el volumen del globo cuando est fuera?

30) A 45 C y 0,88 atm de presin un gas ocupa un volumen de 0,60 L. Qu volumen ocupar el gas a 0 C y 0,205 atm?

31) Hidrgeno gaseoso reacciona con nitrgeno gaseoso formando amonaco gaseoso. Se desea producir 4 L de amonaco. Qu volumen de Hidrgeno y de Nitrgeno medidos en iguales condiciones de presin y temperatura deben combinarse?

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RESPUESTAS: GASES

1) 20 L

2) 5,35 L

3) 11,04 L

4) 1,61 L

5) 0,146 L

6) 14,92 atm

7) 556 K

8) 15 moles

9) 0,032 moles

10) 110,63 L

11) 1,52 g

12) 83,53 g

13) 5,18 atm

14) 130,08 g

15) 42,02 atm

16) 22,4 L

17) 2,94 x1019

18) 1,91 x 1023 tomos

19) 15,99 g/mol

20) 26,98 g/mol

21) 1,20

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22) 20,71 L

23) 0,497 L

24) 0,212 L

25) 2,51 L

26) 7,64 L

27) 1061,84 C

28) 0,071 L

29) 2,09 L

30) 2,21 L

31) 6 L de Hidrgeno y 2 L de Nitrgeno

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UNIDAD: SOLUCIONES

1) Cul(es) de estos sistemas es (son) una solucin? I) agua destilada BII) aleacin oro-cobre III) cloro comercial IV) suero salino A) I B) I y II C) III y IV D) II, III y IV E) todos

2) A una solucin de cloruro de calcio se agrega un cristal de cloruro de calcio, el que no se disuelve permaneciendo la solucin invariable. Esto significa que la solucin es:

A) diluda B) saturada C) sobresaturada D) concentrada E) no concentrada

3) La densidad de una solucin acuosa de sal es 1,2 g/mL. Esto significa que: A) 1 mL de solucin contiene 1,2 g de sal B) 1 mL de solucin tiene una masa de 1,2 g C) En 1,2 g de solucin hay 1 g de sal y 0,2 g de agua D) En 1,2 g de solucin hay 1 g de agua y 0,2 g de sal E) 1 L de solucin hay 1200 g de sal

4) En 400 g de agua se disuelven 15 g de sulfato de magnesio. Cul es su % en masa?

5) Se dispone de 80 g de solucin de nitrato de potasio al 12% m/m. Si se agregan 6 g de nitrato de potasio, cul es el nuevo % m/m de la solucin?

6) Se disuelve 12,3 g de hidrxido de potasio en 58 g de agua. El % m/m de la solucin ser: A) 16 B) 21,2 C) 17,5 D) 75 E) faltan datos

7) Qu masa de hidrxido de potasio estn contenidos en 400 mL de solucin al 30% m/V?

8) Se agregan 125 mL de agua a 250 mL de solucin de cido ntrico de 20% m/V. El % m/V de la solucin resultante ser: A) 10,00 B) 40,00 C) 6,66 D) 13,33 E) Ninguna

9) Se mezclan 120 g de etanol (C2H5OH) de densidad 0,7893 g/mL con 280 g de agua de densidad 1 g/mL. Determine el %m/m, %m/V y %V/V de la solucin si su densidad es 0,9538 g/mL.

10) El petrleo "diesel ciudad" posee 0,005% m/m de azufre. Segn esto, las ppm de azufre de este combustible sern: A) 0,50 B) 5,00 C) 50,00 D) 0,05 E) Ninguna de las anteriores.

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11) Un depsito de 400 L de agua debe ser clorado para su potabilizacin. Las normas de calidad aceptan hasta 1 ppm de cloro. Qu volumen de solucin acuosa de cloro al 8% m/V se debe agregar al depsito? A) 0,05 mL B) 0,5 mL C) 0,15 mL D) 5 mL E) 15 mL

12) En una piscina con 5 m3 de agua hay 1,0 g de sulfato de cobre (II). Determine la composicin de la solucin en ppm. A) 5,0 ppm B) 1,0 ppm C) 0,5 ppm D) 0,2 ppm E) 2,0 ppm

13) Se tiene una solucin de cloruro de sodio 23% m/m. Determine la fraccin molar de soluto y solvente.

14) La concentracin mxima permisible de arsnico en el agua potable es 0,05 ppm. Si la norma se cumple, determine la masa de arsnico contenida en un vaso de 250 mL de agua.

15) Se dispone de 200 mL de una solucin 0,2 M y 100 mL de otra solucin 0,4 M. Se puede afirmar que: A) La primera solucin es ms concentrada B) La segunda solucin es ms concentrada C) Es necesario conocer el compuesto para conocer su concentracin D) Ambas tienen la misma concentracin E) Ninguna de las anteriores

16) Se tiene 200 mL de solucin acuosa de cloruro de sodio 0,2 mol/L y accidentalmente se derraman 100 mL de la solucin. Cul es la concentracin (mol/L) de la solucin que queda en el frasco? A) 0,05 B) 0,1 C) 0,2 D) 0,4

17) Se disuelven 10 g de cloruro de amonio en 500 mL de solucin, cul es la molaridad?

18) Se disuelven 4,0 g de hidrxido de sodio en agua hasta completar 250 mL de solucin. Cul es la molaridad?

19) La fraccin molar del cido clorhdrico en una solucin acuosa es igual a 0,026. Segn esto se puede afirmar que la fraccin molar del agua es: A) 0,97 B) 2,67 C) 3,80 D) 2,06 E) 0,81

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20) Calcule el % m/V y M de las siguientes soluciones (la densidad se expresa en g/mL): A) cido clorhdrico 31,3% m/m y d = 1,16 B) cido ntrico 65% m/m y d = 1,42 C) cido sulfrico 40% m/m y d = 1,303 D) hidrxido de sodio 31,05% m/m y d = 1,34 E) 7,5 g de hidrxido de sodio en 2 L de solucin

21) Para una solucin acuosa de cido clorhdrico 50% m/m y cuya densidad es 1,03 g/mL, se puede afirmar que: I) Su molaridad (M) ser igual a 14,11 II) 1 mL de solucin pesa 1,03 g III) 100 g de solucin contienen 50 g de cido clorhdrico IV) 100 mL de solucin contienen 50 g de cido A) Slo I B) II y III C) I, II y IV D) II y IV E) I, II y III

22) Una solucin se prepara disolviendo 29,3 g de cloruro de sodio en agua hasta completar 1 L de solucin su concentracin puede expresarse como: I) 22,7% m/m II) 2,9% m/V III) 0,5 M IV) 1 M A) I y III B) II y III C) I, II y III D) I, II y IV E) I y IV

23) Se disuelve 56,1 g de hidrxido de potasio en 250 mL de solucin acuosa. Puede afirmarse que la solucin resultante ser: I) 22,44% m/m II) 22,44% m/V III) 4,0 mol/L A) Slo I B) slo II C) slo III D) I y III E) II y III

24) Cul es la concentracin en % m/m de una solucin de cido sulfrico 6M de densidad 1,338g/mL?

25) Qu volumen de solucin acuosa de cloruro de sodio 0,5 mol/L podr prepararse con 11,7 g de cloruro de sodio? A) 1400 mL B) 700 mL C) 500 mL D) 400 mL E) 200 mL

26) Qu volumen de cido sulfrico 92% m/m y d = 1,832 g/mL es necesario medir para preparar 800 mL de solucin de cido sulfrico 0,1234 M?

27) Cunta agua hay que agregar a 300 mL de solucin 0,825 M para obtener una solucin 0,125 M?

28) A 200 mL de una solucin 0,8 mol/L de cido sulfrico se aaden 400 mL de otra solucin 1,2 mol/L de cido sulfrico y se completa el volumen de solucin a 1 L con agua destilada. La concentracin de la solucin resultante es: A) 0,84 mol/L B) 1,10 mol/L C) 1,00 mol/L D) 0,64 mol/L E) 0,96 mol/L

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29) Si se mezcla 100 mL de solucin de cido clorhdrico 2 mol/L con 300 mL de solucin de cido clorhdrico 4 mol/L, la concentracin de la solucin resultante en mol/L ser: A) 3,0 B) 1,0 C) 3,5 D) 2,0 E) 4,0

30) Qu volumen de solvente hay que evaporar para que 250 mL de una solucin 4 M se transforme en 5 M? A) 100 mL B) 50 mL C) 133,33 mL D) 66,7 mL E) otro valor

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RESPUESTAS: SOLUCIONES

1) D

2) B

3) B

4) 3,61 % m/m

5) 18,14 % m/m

6) C

7) 120 g

8) D

9) 30% m/m; 27,78% m/V y 35,19% V/V

10) C

11) D

12) D

13) xsoluto = 0,084 y xsolvente = 0,916

14) 1,25 x 10-5 g (0,0125 mg de arsnico)

15) B

16) C

17) 0,374 M

18) 0,4 M

19) A

20) A) 36,31; 9,94 B) 92,3; 14,65 C) 52,12; 5,32 D) 41,61; 10,4 E) 0,375; 0,094

21) E

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22) B

23) E

24) 43,9% p/p

25) D

26) 5,74 mL

27) 1680 mL

28) D

29) C

30) B

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UNIDAD: CIDO-BASE

1) Segn la teora de Arrhenius cul de los siguientes compuestos es una base: I) Na2CO3 II) H2O III) HF IV) NaOH A) I y III B) Slo IV C) II y IV D) II y III

2) Segn la teora de Arrhenius cul de los siguientes compuestos es un cido: I) Na2CO3 II) H2O III) HF IV) NaOH A) I y III B) Slo IV C) II y IV D) II y III

3) Para cada reaccin identifique si la especie se comporta como: cido, base, cido conjugado o base conjugada, de acuerdo a la teora cido-base de Brnsted-Lowry:

CO32- + H3O+ HCO3-

+ H2O

H2S + CN- HS-

+ HCN

HCO3- + NH3 CO32-

+ NH4+

H2PO4- + H2O HPO42-

+ H3O+

4) Complete la siguiente tabla: [H+] M [OH-] M pH pOH Tipo de solucin

3,8 x10-4

6,5 x10-5

4,3

3,5

neutra

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5) El pH es: I) Un ndice del grado de acidez de una solucin II) Un concepto slo aplicable a soluciones cidas III) Igual a 10-7 en agua pura A) slo I B) slo II C) slo III D) I y II E) I y III

6) En una solucin cida se cumple que: I) [H+] > [OH-] II) pOH > 7 III) pH > 7 A) Todas B) Slo I C) Slo II D) I y II E) II y III

7) Si se agrega un cido a 500 mL de agua destilada, se puede afirmar que la solucin tiene: A) pH > 7 B) pH < 7 C) pH = 7 D) pOH < 7 E) pOH = 7

8) La masa (en g) de HNO3 necesaria para preparar 1 L de solucin acuosa de pH = 1 es:

A) 0,1 B) 1,0 C) 3,0 D) 6,3 E) 12,6

9) Para que una solucin en medio acuoso tenga pH = 3, se debe cumplir que: I) [H+] = 1x10-3 M II) [OH-] = 1x10-3 M III) Tenga mayor [H+] que una de pH = 1 III) [OH-] = 1x10-11 M A) I y II B) I y IV C) III y IV D) I, III y IV E) I, II y III

10) Una solucin de NaOH tiene pH = 10. La concentracin, en mol/L, de H+ es: A) 4 B) 10-14 C) 10-10 D) 10-4 E) 10

11) La masa de NaOH que se necesita para preparar 250 mL de una solucin de pH = 11 es: A) 0,01 g B) 10 g C) 0,2 g D) 0,1 g E) 0,02 g

12) Cul es el pH de las siguientes soluciones? A) HCl 0,235 M B) NaOH 0,150 M C) HCl 1x10-8 M D) HCl 0,001 M E) NaOH 0,01 M F) 0,25 moles de HNO3 en 250 mL de solucin G) 1 moles de NaOH en 0,1 L de solucin H) Jugo de limn cuya [H+] es 3,2x10-4 M I) una solucin cuya [OH-] es 1,89x10-6 M

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13) Indique para cada una de las siguientes soluciones, si es cida, neutra o bsica A) [H+] = 2 x 10-5 M B) [H+] = 2 x10-12 M C) [OH-] = 1 x10-7 M D) [OH-] = 3 x 10-9 M E) [OH-] = 1 x10-2 M

14) A) El pH del agua de lluvia es 4,98, calcule su [H+] y [OH-] B) Una solucin de HNO3 tiene un pH de 2,25, Cul es la concentracin del cido? C) Una solucin de NaOH tiene un pH de 11,75 calcule su [H+] y [OH-]

15) El pH de 200 mL de solucin acuosa de KOH es 12,56. Con este dato se puede deducir que: A) [KOH] = 1,44 M B) [OH-] = 2,75 x 10-13 M C) [OH-] = 3,63 x 10-2 M D) [KOH] = 0,93 M

16) El pH de 0,5 L de solucin acuosa de HCl 0,1 M es: A) 0,1 B) 1 C) 5 D) 13

17) La cantidad de NaOH necesaria para preparar 1 L de una solucin acuosa de pH = 10,3 es: A) 10,3 mol B) 2 x 10-4 mol C) 1 x 10-7 mol D) 5 x 10-11 mol

18) La concentracin de OH- en mol/L de una solucin 1 x 10-4 mol/L de HCl es: A) 1 x 10-10 B) 1 x 10-4 C) 1 x 10-7 D) 1 x 10-6

19) Se tiene 1 L de una solucin de HCl de pH = 2. Se agregan 500 mL de agua, cul es el pH final? A) 2 B) 5 C) 2,18 D) 8

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RESPUESTAS: CIDO-BASE

1) C

2) D

3) CO32- + H3O+ HCO3

-

+ H2O base

cido cido conjugado base conjugada

H2S + CN- HS-

+ HCN cido

base

base conjugada

cido conjugado

HCO3- + NH3 CO32-

+ NH4+

cido

base

base conjugada

cido conjugado

H2PO4- + H2O HPO42-

+ H3O+ cido base

base conjugada

cido conjugado

4) Complete la siguiente tabla:

[H+] M [OH-] M pH pOH Tipo de solucin

3,8 x10-4 2,6 x10-11 3,4 10,6 cida

1,6 x10-10 6,5 x10-5 4,2 9,8 cida

5,0 x10-5 2,0 x10-10 4,3 9,7 cida

3,2 x10-11 3,2 x10-4 10,5 3,5 bsica

1,0 x10-7 1,0 x10-7 7 7 neutra

5) E

6) D

7) B

8) D

9) B

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10) C

11) A

12) A) 0,63 B) 13,18 C) 8 D) 3 E) 12 F) 0 G) 13 H) 3,5 I) 8,27

13) A) cida B) bsica C) neutra D) cida E) bsica

14) A) 1,05x10-5 y 9,52x10-10 M B) 5,62x10-3 M C) 1,78x10-12 y 5,62x10-3 M

15) C

16) B

17) B

18) A

19) C