Ejercicios de química resueltos

Respuesta al ejercicio 41 Se desea preparar 1 litro de disolución de HCl 0,5 M. Para ello se dispone de una disolución de ácido clorídrico del 5 % y una densidad de 10,095 g/litro y otra disolución 0,1 molar, también de HCl. Calcular la Molaridad de la primera de las disoluciones y el volumen necesario que hay que tomar de cada una de las disoluciones originales para obtener la disolución deseada.

Para calcular la Molaridad de la primera disolución, tomamos 1 litro de la misma y calculamos su masa:

ρ=m V ⇒m=ρ⋅V=1,095g cc ×1000cc=1095g

Como la disolución es del 5%, de los 1095 g de masa que hay en 1 litro, de ácido puro tendremos:

masa de ácido clorhídrico 1095g×5 100 =54,75g

Y su molaridad será

M=molesdesoluto Venlitrosdedisolucio ´ n =54,75g 36,5g

mol 1litro =1,5M

Para preparar 1 litro de disolución 0,5 M mezclando volúmenes de los dos ácidos tenemos que tener presente

que el número de moles que tendremos que tomar entre las dos disoluciones iniciales ha de ser el mismo que los tendrá la disolución a preparar y que la suma de los volúmenes de dichas disoluciones iniciales ha de ser 1 litro.

Así:

nº moles =V×M=1litro×0,5M=0,5 moles

Al volumen que tomemos de la primera disolución le llamamos VA y al de la segunda disolución VB, de manera

que V B =1−V A

Planteamos la ecuación con los moles de manera que la suma de los que tomamos de la primera disolución más

los que tomamos de la segunda disolución sea igual a 0,5. Así:

1,5V A +0,1(1−V A )=0,5;V A =0,286l=286cc;V B

=0,714l=714cc

Se introducen en un eudiómetro 30 cc de etano y acetileno y 120 cc de oxígeno. Después de la combustión y condensación del vapor de agua resultante, quedan 81 cc. Calcular la composición de la mezcla original y final.

Las ecuaciones de combustión del etano y del acetileno son, respectivamente:

2 C2H6 + 7 O2 ⇒ 4 CO2 + 6 H2O

2 C2H2 + 5 O2 ⇒ 4 CO2 + 2 H2O Llamando, respectivamente, x e y a los volúmenes de etano y acetileno, podemos establecer las siguientes

ecuaciones: Primera.- volúmenes de muestra problema:

x+y=30

Segunda.- Volumen de oxígeno que reacciona:

7x 2 +5y 2

Tercera.- Volumen de oxígeno en exceso:

120−(7x 2 +5y 2 )

Cuarta.- Volumen residual de gas:

120−(7x 2 +5y 2 )+2x+2y=81⇒3x+y=78

Tomando la primera y la última de las anteriores ecuaciones y restando la primera ecuación de la segunda, nos

queda:

2x=48⇒x=24

Y despejando el valor de y en la primera de las ecuaciones, resulta

y=30−x=30−24⇒y=6

Por lo tanto, en los 30 cc de mezcla inicial había 24 cc de etano y 6 cc de acetileno, que porcentualmente es 80 % de C2H6 y 20 % de C2H2.

Para calcular la composición de la mezcla final, consideramos el volumen de oxígeno en exceso y a partir de ahí:

120−(7x 2 +5y 2 )=120−(7×24 2 +5×6 2 )=21

Que son los cc de oxígeno en exceso en los 81 cc residuales totales.

Volumen de CO2 que se obtiene: 2x + 2y = 2 × 24 + 2 × 6 = 48 + 12 = 60

Que son los cc de CO2 en los 81 cc totales. La composición centesimal de la mezcla final puede obtenerse a partir de una simple regla de tres:

74,074 % de CO2 ; 25,926 % de O2

En una botella para muestras tenemos una compuesta por 0,9 Átomos gramo de Carbono, 1,445x1024 átomos de Hidrógeno (H2) y 4,8 grs de Oxígeno (O2). Determinar su fórmula empírica

Pasamos todas las cantidades a moles para tenerlo en unidades homogéneas:

1,445 x 1024 / 6,023 x 1023 = 2,39 átomos gramo de hidrógeno

4,8 / 16 = 0,30 átomos gramo de oxígeno

Es decir, estarán en la relación :2,39 : 0,9 : 0,3 , para ponerlo en relación de números enteros, hacemos:

2,39 / 0,30 = 7,97 átomos de H; 0,90 / 0,30 = 3 átomos de C; 0,30 / 0,30 = 1 átomo de H

Por lo tanto, la fórmula empírica do la sustancia será C3H8O, de modo que puede tratarse bien de 1-propanol, CH3-CH2-CH2-OH, bien de Etilmetileter, CH3-CH2-O-CH3

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE MATERIALES

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

MEDELLIN

2002

OBJETIVOS:

Aprender a determinar la densidad de cuerpos sólidos y líquidos.

Aprender a distinguir las propiedades físicas de las propiedades químicas.

Aprender a determinar los métodos para hallar volúmenes.

MARCO TEORICO:

Todas las sustancias tienen propiedades físicas y químicas que las distinguen de las demás.

Las propiedades físicas no implican cambios en la naturaleza de las sustancias cuando son medidas u observadas; varían con

la presión y temperatura.

Las propiedades químicas presentan cambios en la naturaleza de las sustancias cuando se someten a mediciones.

Todas estas propiedades se dividen en extensivas e intensivas con relación a la masa de las sustancias.

Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa presentes como el volumen. Peso, etc. … Mientras que las

intensivas no dependen de la masa y por tanto son constantes como la densidad y temperatura de ebullición, entre otras.

La densidad de una sustancia es constante y se define como la masa presente por unidad de volumen D=M/V, mientras que la

densidad es relativa cuando se relaciona con la de otras sustancias, como el agua.

Se conoce por gravedad especifica a la relación entre el peso de un volumen dado de una sustancia y el peso de un volumen

igual de agua.

Conocemos por picnómetro que es el recipiente utilizado para medir mas exactamente el volumen de un liquido por estar

diseñado para contener siempre el mismo volumen del liquido.

Solución es la mezcla homogénea (una sola fase) de dos o más componentes.

DATOS Y OBSERVACIONES:

Para determinar la densidad de un sólido se tiene que hallar su masa en una balanza. Su volumen se podrá conocer, para

sólidos regulares midiendo sus dimensiones y utilizando las formulas ya conocidas; pero si es un sólido irregular, se sumerge

en una probeta graduada que contiene un volumen de un liquido, en el cual el sólido sea insoluble previamente medido. El

volumen desplazado es el volumen del sólido.

Para hallar la densidad de líquidos y soluciones se sigue un procedimiento similar para ambas sustancias. Su volumen se mide

en una probeta por ejemplo y su masa se conoce pesando primero la probeta y luego se pesa con un determinado volumen de

las sustancias, la diferencia en pesos es el peso de la sustancia. Cabe anotar que la densidad de una solución depende de la

concentración de la misma.

En la practica realizada se utilizo etanol para determinar la densidad del cloruro de sodio sólido por ser sustancia insoluble

conjuntamente.

CALCULOS:

Paso 1: Determinar la densidad del etanol (10 ml):

PROBETA VACIA. PROBETA CON 10 ml DE ETANOL.

34,6 g. 42,2 g.

d= Peso de la probeta con 10 ml de etanol - peso probeta vacía

Volumen

d= 42,2 g - 34,6 g .

10 ml

d= 0,76 g/ml.

Paso 2: Determinar la densidad de NaCl (2,5 g.)

VOLUMEN DEL ETANOL. VOLUMEN DEL ETANOL CON 2,5 g DE NaCl..

10 ml. 11 ml.

d= Peso del NaCl

Volumen del etanol con 2,5 g de NaCl.- Volumen del etanol.

d= 2,5 g. = d= 2,5 g/ml.

11 ml - 10 ml.

NOTA: Para calcular 2.5 g de NaCl, primero pesamos el papel que fue 0.4 g, luego calibrando la balanza en 2.9 g ,

empezamos a agregar poco a poco NaCl hasta que la balanza quedara totalmente equilibrada, Y así supimos que había 2.5 g

de NaCl.

Paso 3 : Densidad del clavo:

VOLUMEN DE LA PROBETA CON AGUA PROBETA CON 15 ml DE AGUA Y EL CLAVO.

15 ml. 16 ml.

d= Peso del clavo

Volumen del agua con el clavo.- Volumen del agua.

d= 7.15 g. = d= 7.15 g/ml.

16 ml - 15 ml.

Paso 4 : Determinacion NaCl de concentración desconocida:

PROBETA VACIA PROBETA CON 10 ml DE NaCl ACUOSA..

34.6 g 45,25 g.

d= Peso de la probeta con 10 ml de NaCl acuosa - peso probeta vacía.

Volumen

d= 45.25 g - 34,6 g . = d= 1.065 g/ml.

10 ml

CONCLUSIONES :

Se logro adquirir mayor habilidad en la determinación de densidades, para que en ocasiones próximas a hacer del

procedimiento un método más eficiente.

Determinamos la densidad de sólidos utilizando solvente diferente ya que el NaCl(s) es una sustancia sólida soluble en agua

y esta propiedad no permite hallar la densidad de la sustancia problema.

Se pudo ver y aclarar que la densidad de una solución, depende de la concentración de la misma, a mayor concentración

mayor densidad.