ARITMETICA QUÍMICA

1. Indique el número de protones, neutrones y electrones para cada una de las

siguientes especies:

a) O817 b) Hg80

200

2. a. Hallar la composición porcentual de hidrógeno y oxígeno en el agua.

b. Calcular la composición porcentual del cloruro de potasio.

3. El análisis de muestra de un compuesto indica que contiene un 27,3% de

carbono y un 72,7% de oxígeno en masa. Determinar la fórmula empírica de

ese compuesto.

4. Determinar la fórmula empírica de un compuesto formado por 26,6% de potasio,

35,4 % de cromo y 38,0% de oxígeno.

5. Un Hidrocarburo tiene una masa molar de 42,0 g y contiene 14,3% de H y

85,7% de C. Hallar su fórmula molecular.

6. ¿Cuántos a) gramos de H2S, b) moles de H y de S, c) gramos de H y de S, d)

moléculas de H2S, y e) átomos de H y de S, contiene 0.400 mol de H2S?

7. Una muestra de 1.5276 g de CdCl2 se sometió a un proceso electrolítico para

separar todo el cadmio. El peso del cadmio metálico fue 0.9367 g. Si se toma la

masa atómica del cloro como 35.453, ¿cuál debe ser la masa atómica del

cadmio según tal experimento?

8. Una cinta de cobre que pesa 3.178 g se calienta fuertemente en una corriente

de oxígeno, hasta que toda ella se convierte en 3.978 g del compuesto negro de

cobre y oxígeno. ¿Cuál es la composición porcentual de cobre y oxígeno en

este compuesto?

9. Determine los porcentajes de hierro en FeCO3, Fe2O3 y Fe3O4

1

10. ¿Cuánto calcio hay en la cantidad de Ca(NO3)2 que contiene 20.0 g de

nitrógeno?

SOLUCIÓN

1. Indique el número de protones, neutrones y electrones para cada una de

las siguientes especies:

a) O817

El número atómico es 8, de modo que hay 8 protones. El número de masa es

17, por lo que el número de neutrones es 17-8=9 El número de electrones es

igual al de protones, es decir 8.

b) Hg80200

El número atómico es 80, de modo que tiene 80 protones. El número de

neutrones es 200-80=120. El número de electrones es 80.

2. a. Hallar la composición porcentual de hidrógeno y oxígeno en el agua.

Solución:

Masa molar de H2O:18,006g

%H=2,01618,006

x100%=11,2%

%O= 15,9918,006

x 100 =88,8 %

b. Calcular la composición porcentual del cloruro de potasio.

Solución:

Masa molar de KCl: 39,0+35,5=74,5g

2

%K=39,0074,5

x100=52,35%

%Cl=35,574,5

x100=47,65%

3. El análisis de muestra de un compuesto indica que contiene un 27,3% de

carbono y un 72,7% de oxígeno en masa. Determinar la fórmula empírica

de ese compuesto.

Solución:

Tomamos como base 100g de compuesto, entonces tenemos 27,3g de

Carbono y 72,7g de Oxígeno. Ahora hallamos el número de moles de cada

elemento.

Moles C=27,3g de C x 1 mol de C 12,0 g de C

=2,275 mol C

Moles O = 72,7 g de O x 1 mol de O16,0 g de O

= 4,544 mol O

Dividimos la cantidad de moles calculados entre el menor valor de ellos, de

modo que tengamos una relación de números enteros sencillos.

C= 2,2751,0

=2,275

O= 4,5442,0

=2,275

La fórmula será: CO2 correspondiente al dióxido de carbono.

4. Determinar la fórmula empírica de un compuesto formado por 26,6% de

potasio, 35,4 % de cromo y 38,0% de oxígeno.

Solución: 100 g de compuesto como base.

Mol K = 26,6 g de K x 1 mol de K39,0 g de K

= 0,682 mol K

3

Mol Cr = 35,4 g de Cr x 1 mol de Cr 52,0 g de Cr

= 0,680 mol Cr

Mol O = 38,0 g de O x 1 mol de O 16,0 g de O

= 2,375 mol O

Dividimos la cantidad de moles entre el menor valor de ellos:

K = 0.6820.680

= 1.0

Cr = 0,6800.680

= 1,0

O = 2,3750.680

= 3,5

Como tenemos un coeficiente con decimal, se multiplica por un factor de

tal manera que dicho coeficiente nos resulte un número entero.

De la siguiente manera:

K = 1,0 x 2,0 = 2,0

Cr = 1,0 x 2,0 = 2,0

O = 3,5 x 2,0 = 7,0

La fórmula será : K2Cr2O7 correspondiente al Dicromato de Potasio.

5. Un Hidrocarburo tiene una masa molar de 42,0 g y contiene 14,3% de H y

85,7% de C. Hallar su fórmula molecular.

Hallamos su fórmula empírica: Tomando 100 g de compuesto como base y

hallando el número de moles obtenemos 14,3 mol de H y 7,14 mol de C.

Dividiendo por la menor cantidad queda:

H = 14,37,14

= 2,0 C = 7,147,14

= 1,0

Luego tenemos que la fórmula empírica es CH2 Además la masa molar de la

sustancia es 42.0 g.

Entonces: (CH2 )x = CxH2x 12X + 2X = 42 X = 3

Finalmente la fórmula molecular será: (CH2 )x = (CH2 )3

C3H6 correspondiente al Propeno.

4

6. ¿Cuántos a) gramos de H2S, b) moles de H y de S, c) gramos de H y de S,

d) moléculas de H2S, y e) átomos de H y de S, contiene 0.400 mol de H2S?

Las masas atómicas implicadas son H, 1.008; S, 32.066. La masa molecular de

H2S es 2(1.008) + 32.066= 34.08.

a) Cantidad de gramos del compuesto = (cantidad de moles) × (masa de 1 mol)

Cantidad de gramos de H2S = (0.400 mol)(34.08 g/mol) = 13.63 g H2S

b) Un mol de H2S contiene 2 moles de H y 1 mol de S. Entonces, 0.400 mol de

H2S contiene

(0400 mol H2S) (2 mol H 1 mol H2S ) = 0.800 mol H

y 0.400 mol de S (la mitad que de H).

c) Cantidad de gramos del elemento = (cantidad de moles) × (masa de 1 mol)

Cantidad de gramos de H = (0.800 mol)(1.008 g/mol) = 0.806 g de H

Cantidad de gramos de S = (0.400 mol)(32.066 g/mol) = 12.83 g de S

d) Cantidad de moléculas = (cantidad de moles) × (cantidad de moléculas en 1mol)

=(0.400 mol)(6.02 × 1023 moléculas/mol) = 2.41 × 1023 moléculas

e) Cantidad de átomos del elemento = (cantidad de moles) × (cantidad de átomos

por mol)

Cantidad de átomos de H = (0.800 mol)(6.02 × 1023 átomos/mol)

= 4.82 × 1023 átomos de H

Cantidad de átomos de S = (0.400 mol)(6.02 × 1023 átomos/mol)

= 2.41 × 1023 átomos de S

7. Una muestra de 1.5276 g de CdCl2 se sometió a un proceso electrolítico

para separar todo el cadmio. El peso del cadmio metálico fue 0.9367 g. Si

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se toma la masa atómica del cloro como 35.453, ¿cuál debe ser la masa

atómica del cadmio según tal experimento?

Calcular primero la cantidad de moles de átomos de Cl en la muestra pesada.

Peso de CdCl2 = 1.5276 g

Peso de Cd en el CdCl2 = 0.9367 g

Peso de Cl en el CdCl2 = 0.5909 g

n(Cl) = 0.5909 g ×1 mol35.453g

= 0.016667 mol

De acuerdo con la fórmula CdCl2, se observa que la cantidad de moles de Cd

es exactamente la mitad de la cantidad de moles de Cl.

n(Cd) = 12

n(Cl) = 12

(0.016667) = 0.008333 mol

La masa atómica es la masa por mol:

Ar(Cd) =0.9367g0.008333 mol

= 112.41 g/mol

8. Una cinta de cobre que pesa 3.178 g se calienta fuertemente en una

corriente de oxígeno, hasta que toda ella se convierte en 3.978 g del

compuesto negro de cobre y oxígeno. ¿Cuál es la composición porcentual

de cobre y oxígeno en este compuesto?

Peso total del óxido negro =3.978 g

Peso de cobre en el óxido =3.178 g

Peso de oxígeno en el óxido=0.800 g

Fracción de cobre=peso de cobre en el óxido / peso total del óxido

Fracción de cobre=3.178 g/3.978 g= 0.799=79.9% Cu

Fracción de oxígeno=peso de oxígeno en el óxido/ peso total del óxido

Fracción de oxígeno=0.800 g/3.978 g=0.201=20.1% O

Observe que el total de los dos porcentajes es 100%, lo cual es una verificación

de los cálculos.

9. Determine los porcentajes de hierro en FeCO3, Fe2O3 y Fe3O4

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La masa molar de FeCO3 es 115.86; la de Fe2O3 es 159.69, y la de Fe3O4 es

231.54.

Se debe calcular la fracción del hierro que se encuentra en cada compuesto y

después convertir cada fracción en composición porcentual.

Fracción de Fe en FeCO3= m(1 mol Fe)/ m(1 mol FeCO3)= 55.847 g/ 115.86 g

=0.4820 o bien 48.20%

Fracción de Fe en Fe2O3=m(2 mol Fe)/m(1 mol Fe2O3)= 2(55.847)g/ 159.69 g

=0.6994 o bien 69.94%

Fracción de Fe en Fe3O4=m(3 mol Fe)/m(1 mol Fe3O4)=3(55.847) g/231.54 g

=0.7236 o bien 72.36%

10. ¿Cuánto calcio hay en la cantidad de Ca(NO3)2 que contiene 20.0 g de

nitrógeno?

No es necesario calcular el peso del nitrato de calcio que contiene 20.0 g de

N. La relación entre el calcio y el nitrógeno se puede determinar en forma

directa a partir de la fórmula.

Hay 2 átomos de nitrógeno por cada átomo de calcio.

Esta relación también se puede expresar usando moles:

2 mol de N:1 mol de Ca.

Peso de Ca=(20.0 g N) (1 mol Ca ) (2 mol N )

=(20.0 g N) (40.08 g Ca2(14.01 g N) ) = 28.6 g Ca

ALUMNA: SHEYLA LEÓN MALLQUI

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