Problemas

de Qumica General

Una Qumica general desarrollada en forma de clculos matemticos

Por

Jos Ibarz Aznrez Catedrtico de Qumica fsica y Electroqumica en la Facultad de

Ciencias de la Universidad de Barcelona

2da. Edicin

EDITORIL MARIN S.A.

UNIDADES PRIMARIAS Y ESCALAS DE TEMPERATURA 1. La aceleracin del gravedad en un punto de la tierra es

980 cm/seg2. Expresar este valor en millas por minuto al cuadrado.

980 2

6

2

22

2 min21,9millas

1cmmillas106,21

1minseg(60)

segcm =

2. Calcular el volumen en centmetros cbicos que ocupan 50

g. benceno cuya densidad es 0,51 onzas por pulgada cbica.

50gC6H6 33

66 pulgs7,8517onza

0,51onzas1pulg

H1gCs0,0357onza =

3. La densidad del mercurio a 4C es 13,585 g/cm3.

a)Justificar el valor 7,852 onzas/pulgadas cbica dada en la pgina 24; b) Calcular su valor en libras por pies cbico.

a) 13,585 33

3

pulgonzas7,85171gramo

as0,03527onz1pulg

cc(8,54)cc

gramos =

b) 13,585 333 pielbs846,2pie(0,03281)

1cc1gr

0,0022lbscc

gramos = 4. La densidad del oro es 19,32 g/cc. Cul es el peso del

pie cbico del material?

g547K1000g1Kg

1cc19,32gr

1piecc(30,48)1pie 3

33 =

5. La densidad relativa de una sustancia es 7,5. Cul es el

peso del pie cbico del material: a) en el sistema mtrico; b) en libras?

bs467,2l1gr0.0022lbs

1cc7,5gr

1piecc(30,48)1pie

212,37kg1000g1kg

1cc7,5gr

1piecc(30,48)1pie

33

3

33

=

=

6. El volumen de un cuerpo viene expresado de manera anormal

como 967,7 cm2. pulgada. a) justificar si es tericamente correcta esta unidad para expresar el volumen; expresar dicho volumen en unidades corrientes.

a) 967,7 c2457,9c1pulg2,54cmpulgcm2 =

2457,9 cc 3

3

3149,9pulg

(2,54cc)pulg =

7. Se compra una partida de 80 galones (americanos) de cido

sulfrico, de densidad 1,04 onzas/pulgadas cbico, pagndose a 18 pesos el kilogramo. Calcular el costo de esta partida.

s9806,6peso1kg

18pesos1onzas

0,02835kg1pulg

1,04onzas1lto

61,02pulgcan1gal.ameri

3,7853ltosicanos80gal.amer 33

=

8. Cul es la temperatura ms baja, 20F -0C? 5

9C3220 =

6,66C = F20Resp = 9. Cul es la diferencia en temperatura entre 86F y 25C? 5

9C3286 =

30C = C5Diferencia = 10. El oxgeno lquido hierve a - 297,4 F y congela a -

361 F. Calcular estas temperaturas: a) en grados centgrados; b) en grados absolutos Kelvin.

a) 218,3C5

9C

32361183C5

9C

32F297,4

==

==

b) K = C +273 ; -183 + 273 = 90K

- 218,3 + 273 = 54,7 K 11. Los puntos de fusin de los metales estao, cinc y

cadmio son, respectivamente, 909,4R, 1246,9R y 1069,5R. Calcular las temperaturas equivalentes en grados centgrados.

Tf Sn = 909,4 R = 449 F = 231,8 C Tf Zn = 1246,9 R = 706 F = 419, 58 C Tf Cd = 1069,5 R = 509,5 F = 320,33 C Usando: R = F + 460 ;

5932 =

C

F 12. En otras pocas se tom el cero Farenheit como la

temperatura ms baja que poda conseguirse con una mezcla de hielo, sal y disolucin (punto eutctico), Hoy da sabemos que esta temperatura es - 21, 3 C. Calcular esta temperatura en la escala Fahrenheit.

5

9C32F =

59

21,332F =

despejando: F = -6,34

COMPORTAMIENTO DE LOS GASES 1. La presin que se ejerce sobre 25 litros de un gas aumenta

desde 15 atm a 85 atm. Calcular el nuevo volumen si la temperatura permanece constante.

V1 = 25 ltos. Boyle P1V1 = P2V2 P1= 15 atm. P2= 85 atm. ltos

atmltosatmV 41,4

852515

2 == 2. La composicin en volumen del aire es: 21,0% de oxgeno,

78,06 % de nitrgeno y 0,94 de argn. Calcular la presin parcial de cada gas en el aire a una presin total de 760 mm.

Pp = Presin parcial = TP

7,144mmHg7600.0094Pg593,256mmH7600,7806P

159,6mmHg7600,21P

P

P

P

====

==

PT = 760 mm 3. Una vasija abierta, cuya temperatura es de 10 C se

calienta, a presin constante, hasta 400 C. Calcular la fraccin del peso de aire inicialmente contenido en la vasija, que es expulsado.

T1 = 10 C T1 = 283 K

2

2

1

1TV

TV =

0,42K673K283

TV

TV

2

2

1

1 ===

T2 = 400 C T2 = 673 K Fraccin de aire que se queda = 0,42 = 42 % Fraccin de aire expulsado = 1 - 0,42 = 0,58 = 58 %

4. El aire de un neumtico de automvil se halla a una

presin de 30 libras/pulgada cuadrada, siendo la temperatura de 20 C. Suponiendo que no existe variacin en el volumen del neumtico, Cul ser la presin si la temperatura aumenta a 104 F?. Calcular dicho valor en las mismas unidades inglesas y en kilogramos por cm2. T1= 20 C T1=293 K

2

2

1

1

TP

TP = ;

1

212 T

TPP = T2= 104 F T2=313 K

de donde:

22

2 pulg32,047lbs/K233K31330lbs/pulgP ==

32,097 222

2

2 2,25kg/cm1lb0,545kg

cm(2,54)1pulg

pulglbs =

5. Cuntos globos esfricos de goma, de 6 litros de capacidad, pueden llenarse en las condiciones normales con el hidrgeno procedente de un tanque que contiene 250 litros del mismo a 60 F y 5 atm. de presin?

P1 = 5 atm

T1 = 293 K CNK273T1atmP

2

2

==

21

2112

2

22

1

11

PTTVPV

TVP

TVP

=

=

V1 = 250 ltos

s194,1globo6ltoss1164,67ltoglobos#

s1164,67lto1atmK293K273250ltos5atmV2

==

==

6. Se recoge 285 cm3 de nitrgeno sobre mercurio a -10 C y

presin de 776 mm. Calcular el volumen que obtendremos al recogerlo sobre agua a 40 C y presin de 700 mm. La presin de vapor de agua a 40 C es 55,3 mm.

V1 = 285 cm3 N2 V2 = ? T1 = 263 K T2 = 313 K P1 = 778 mmHg P2 = 700 - 55,3 = 644,7 mmHg

2

22

1

11 = 21

2112 PT

TVP=V

ltosKmmHg

KltosmmHgV 4093,0=2637,644

313285,0778=2

7. Una muestra de aire est saturada en un 50% con vapor de agua a 30 C y se halla a una presin de 700 mm. Cul ser la presin parcial del vapor de agua si la presin del gas se reduce a 100 mm? La presin de vapor de agua a 30 C es 31,8 mm. T = 303 K P1 = 700 mmHg P2 = 100 mmHg Pv = 31,8 mmHg (50%)

7=100

700=2

1mmmm

PP La presin total disminuye

7 veces, luego: 27,2=5,078,31=vP

8. Una muestra de 500 litros de aire seco a 25 C y 750 mm de

presin se hace burbujear lentamente a travs de agua a 25 C y se recoge en un gasmetro cerrado con agua. La presin del gas recogido es de 750 mm. Cul es el volumen del gas hmedo?. La presin de vapor de agua a 25 C es 23,8 mm.

V1 = 500 ltos V2 = ? P1 = 750 mmHg P2 = 750 mmHg T1 = 298 K Por Boyle : P1V1 = P2V2 de donde

2

112 = P

VPV

ltos

mmHgltosmmHg

V 386,516=)8,23750(500750=2

correccin de la presin 9. En un edificio con acondicionamiento de aire se absorben

desde el exterior 1000 litros de aire, al la temperatura de 11 C, presin de 780 mm y humedad relativa de un 20%. Dicho aire pasa a travs de los aparatos adecuados, donde la temperatura aumenta a 20 C y la humedad relativa a un 40%. Cul ser el volumen ocupado por dicha masa de aire, si la presin en el edificio es de 765 mm?. Las presiones de vapor del agua a 11 C y 20 C son, respectivamente, 9,8 mm y 17,5 mm.

V1 = 1000 ltos T1 = 284 K P1 = 780 mm hr= 20% Pvh20 = 9,8 mmHg

T2 = 293 K P2 = 765 mm hr = 40% Pvh2o = 17,5 mmHg V2 = ? Corrigiendo presiones:

mmHgPmmHgP0,758=4,05,17765=

04,778=2,08,9780=2

1

2

22

1

11 =TVP

TVP Ley Combinada

Despejando ltosV

KmmKltosmm

TPTVPV

96,10582840,758

293100004,778

2

12

2112

=

==

10. 10 litros de aire, saturados de humedad, a 50 C y

presin de 1 atm. se comprimen a temperatura constante a 5 atm. Calcular el volumen final que se obtiene. (Aunque la presin se hace 5 veces mayor, el volumen no se reduce a la quinta parte, o sea a 2 litros, como podra suponerse, debido a que la presin parcial del vapor de agua, igual a 92,5 mm, no se puede aumentar y parte de el por disminuir el volumen, se condensa al estado lquido. Como la masa del gas disminuye, el volumen obtenido ser menor que el supuesto. V1 = 10 lbs hr = 100 % T1 = 323 K P1 = 1 ATM Pv = 92,5 mmHg

P2 = 5 ATM P1V1 = P2V2 despejando: ( )[ ]( )[ ] ltosATM

ltosATMV 8,1=760/5,925

10760/5,921=2 11. 1 litro de aire saturado de vapor de benceno a 20 C y a

la presin total de 750 mm se expande a dicha temperatura, en contacto con benceno lquido, hasta un volumen de 3 litros. La presin de vapor de benceno a 20 C es de 74,7 mm. Hallar la presin final del aire saturado de vapor de benceno. V1 = 3 lto PVC6H6 = 74,7 mmHg T1 = 293 K PT1 = 750 mmHg V2 = 3 ltos PT2 = ? P1 = 750-74,7 = 675,3 mmHg P1V1 = P2V2 de donde:

mmHgltos

ltommHgP

VVP

P

1,225=313,675=

=

2

2

112

P2 = 225,1 + 74,7 = 299,8 mmHg

12. 4,6 litros de aire a 40 C y presin de 716,2 mm, saturado en un 70 % de vapor de agua, se comprimen a 786 mm a la temperatura de 30 C. Calcular el volumen final obtenido. Las presiones de vapor de agua a 40 C y 30 C son, respectivamente, 55,3 mm y 31,8 mm.

mmHgP

hKT

ltosVr

2,716=

%70=313=6,4=

1

1

1

mHgPKT

V

786=303=

?=

2

2

2

Corrigiendo presiones:

ltosltosKmm

KltosmmV

TPTVP

VdespejandoTVP

TVP

mmHgPmmHgP

4=95,3=31374,7633036,449,677=

==

74,763=7,08,31786=49,677=7,03,552,716=

2

12

2112

2

22

1

11

2

1

13. Aire saturado en un 60% de alcohol etlico, a 40 C y

760 mm, se comprime dentro de un tanque de 100 litros de capacidad a 10 atm y 30 C. Calcular el volumen del aire en las condiciones iniciales. Las presiones de vapor del alcohol etlico a 30 C y 40 C son, respectivamente, 70,8 y 135,3 mm de mercurio. Suponer nulo el volumen del alcohol etlico condensado.

V1 = ? V2 = 100 ltos PVALCOHOL = 78,8 mmHg a 30 C T1 = 313 K T2 = 303 K = 135,3 mm Hg a 40 C P1 = 760 mmHg P2 = 7600 mmHg (10atm)

12

2112

2

22

1

11

=

=

TPTVP

V

TVP

TVP

Corrigiendo presiones:

ltosKmmHg

KltosmmHgV

mmHgPmmhgP

3,1149=30382,67830310072,7552=

72,7352=6,08,787600=82,678=6,0135760=

1

2

1

PESOS MOLECULARES DE GASES 1. A ciertas condiciones, la densidad de un gas es 1,64

g/lto. A las mismas condiciones de presin y temperatura, 1 litro de oxgeno pesa 1,45 g. Cul es el peso molecular de aquel gas? dgas = 1,64 g/lto Mgas = ? V = 1 lto O2 mO2 = 1,45 gr

RTMm

PV = ; si Mm

d = entonces: PM = d R T

molgMTRltogMP

TRltogMPgas

gas

gas /19,36=45,13264,1==/45,1=

/64,1=

2. A cierta temperatura, la densidad del etano a la presin

de 733,7 mm es igual a la densidad del aire a la presin de 1 atm. Calcular a partir de estos datos el peso

molecular del etano.

dC2H6 = (733,7 mmHg) = daire = (1 atm) MC2H6 = ? PM = d R T

molgrM

TRdmolgrmmHgTRdMmmHg

HC

aire

HCHC

/9,29=7,7339,28760=

=/9,280,760=7,733

62

6262

3. Calcular el volumen que ocuparn 2 g de oxgeno a 20 C y

720 mm de presin.

V = ? t = 20 C m = 2 gr de O2 P = 728 mmHg

.568,1=

728/32293

4,6229=

=

ltosV

mmHgmolgr

KmolKltomHg

grV

PMTRm

V

4. Calcular el peso molecular del xido nitroso, sabiendo que

a 80 C y presin de 1000 mm la densidad es 2,00 g/litro.

M = ? P = 1000 mmHg T = 353 K d = 2 gr/lto

molgrM

ltomolKmmHgKltommHggr

M

VPTRm

M

/05,44=

110003534,622=

=

5. La densidad de un gas a 25 C y 1,25 atm de presin es

1,436 g/litro. Cul es se densidad en condiciones normales?

dgas = 1,436 gr/lto T1 = 298 K P = 1,25 atm T2 = 273 K P = 1 atm

grdRdM

RM 254,1=27325,1298436,1=273=0,1

298436,1=25,1 6. Calcular la temperatura a la cual la presin de vapor del

agua, en mm de mercurio, es igual, numricamente, al nmero de gramos de agua existentes en 1 metro cbico de cualquier gas saturado de humedad.

t = ? PvmmHg = # gr H20 1 m3 saturacin 100 %

CtKT

molKltommHg

molgrltosTRT

Mm

PV

46,15=46,288=

4,62

/181000==

7. 2,04 g de una sustancia pura se convierten en vapor a 55

C y 780 mm de presin. El volumen obtenido en estas condiciones es de 230 cc. Calcular el peso molecular de dicha sustancia.

m = 2,04 gr V = 0,23 ltos t = 328 K M = ? P = 780 mmHg

molgrM

ltosmolKmmHgKltomHggr

M

PVTRm

M

RTMm

PV

/7,232=

23,07803284,6204,2=

=

=

8. Un recipiente de 3,47 litros de capacidad est lleno de

acetileno, C2H2, a la temperatura de 21 C y presin de 723 mm. Calcular la masa de acetileno contenida en este recipiente.

V = 3,47 ltos C2H2 P = 723 mmHg T = 294 K m = ?

.55,3=294

4,62/2647,3723=

=

=

grm

KmolKltommHg

molgrltosmmHgm

TRMVP

m

RTMm

VP

9. Un matraz de un litro contiene una mezcla de hidrgeno y

de xido de carbono a 10 C y presin total de 786 mm. Calcular el peso del hidrgeno si el matraz contiene 0,1 g de xido de carbono. V = 1 lto H2 + CO mH2 = ? t = 10 C si : mCO = 0,1 gr. Pt = 786 mmHg

22

"

0818,0=293

4,62/21723=

723=63786=:

63=1/282934,621,0==

=

grHK

molKltommHg

molgrltommHga

mmHgPluego

mmHgltomolKmolgr

KltommHggrMV

TRaPco

MVTRa

PV

H

H

10. Calcular la temperatura a la cual 1 litro de aire a la presin de 690 mm pesa 1 g. T = ? P = 690 mmHg V = 1 lto m = 1 gr

CtKT

molKltommHg

gr

molgrltommHgT

RTMa

PV

4,47=4,320=

4,621

/96,281690=

=

11. 250 cm3 de un gas se han recogido sobre acetona a -10 C

y 770 mm de presin. El gas pesa 1,34 g y la presin de vapor de acetona a -10 C es de 39 mm. Cul es el peso molecular del gas?

V = 0,25 ltos Pv = 39 mmHg m = 1,34 gr. P = 770 - 39 mmHg T = 263 K MGAS = ? P = 770 mmHg

molgrM

ltosmolKmmHgKltommHg

M

PVTRa

M

RTMa

PV

/25,120=

25,07312634,62345,1=

=

=

12. 0,35 g de una sustancia voltil se transforman en vapor

en un aparato de Victor Meyer. El aire desplazado ocupa 65, 8 cc medidos sobre agua a 40 C y a una presin total de 748 mm. Cul es el peso molecular de dicha sustancia?. La presin de vapor del agua a 40 C es 55,3 mm.

m = 0,35 gr PP = 748 mmHg V = 65,8 cc PV = 55,3 mmHg T = 313 K M = ?

molgrM

ltosmolKmmHgKltommHggr

M

mmHgP

/4,149=

0658,07,6923134,6235,0=

7,692=3,55748=

13. La composicin ponderal del aire es 23,1% de oxgeno,

75,6 % de nitrgeno y 1,3 % de argn. Calcular las presiones parciales de estos tres gases en un recipiente de 1 litro de capacidad, que contiene de 2 gr de aire a -20 C.

kT

grmltoVAr

NO

253=

2=1=%3,1

%&6,75%1,23

2

2

mmHgPlto

P

VMTRa

P

T

T

T

57,1089=196,28253622=

=

mmHgP

grm

O

O

78,277=1322534,62462,0=

)2231,0(462,0=

2

2

de la misma forma: mN2 = 0,7562 = 1,512 gr. PN2 = 850,8 mm. mAr = 0,026 gr ; PAr = 10,25 mmHg.

14. La composicin volumtrica del aire es 21 % de oxgeno,

78 % de nitrgeno y 1 % de argn. Calcular las presiones parciales de estos tres gases en un recipiente de dos litros de capacidad, que contiene 3 gr de aire a 18 C. (Calcular a partir de estos datos, el peso molecular medio del aire, que resulta ser igual a 20,96, determinar entonces la presin total y hallar las presiones parciales

teniendo en cuenta que la relacin volumtrica es igual - segn el principio de Avogrado - a la relacin molecular).

%1%78%21

2

2

ArNO

molM

grmKTltosV

/96,28=3=

291=2=

de la ecuacin de estado:

mmHgPlbsmolgr

KmolKltommHg

gr

VMTRa

P

T

T

3,939=2/96,28

2914,623

==

PO2 = 0,21 939,9 = = 197,3 mmHg PN2 = 0,78 939,9 = 733,1 mmHg PAr = 0,01 939,9 = 9,39 mmHg

15. En un recipiente de 2 litros de capacidad se recogen 5 litros de oxgeno medidos a la presin de 2 atm, y 10 litros de nitrgeno a la presin de 4 atm. Se dejan salir 25 litros de la mezcla gaseosa a la presin de una atmsfera. Calcular: a) la presin final en el recipiente; y b) el peso de oxgeno y de nitrgeno contenidos al final en dicho recipiente. La temperatura se ha mantenido siempre constante a 25 C.

V = 2 ltos VO2 = 5 ltos P = 2 atm } 25 ltos a P = 1 atm VN2 = 10 ltos P = 4 atm }

2222 834,45=298082,028104=05,13=

298082,0

/352= grNNgrOK

molKltoatm

molgrltosatmO

PT en el recipiente de 2 ltos:

}}

ltoVltosatmVatm

ltoextraenatmP

atmltomolgr

KmolKltoatm

grP

atmltosmolgr

KmolKltoatm

grP

T

N

O

1=251=25

25,25=

99,19=2/9,2298

082,0834,45=

999,4=2/32298

082,0095,13=

11

2

2

a) como el volumen se reduce de 2 ltos a 1 lto: luego Pf = atmatm 5,12

225 =

b) m de O2 y N2 al final: aO2 = 254,6=

298082,0

/32225grO

KmolKltoatm

molgrltosatm

aN2 = 29,2=298

082,0/28210

grNK

molKltoatm

molgrltosatm

16. 12 g de iodo slido, densidad 4,66 se colocan en un

matraz de un litro. El matraz se llena entonces con nitrgeno a 20 C y 750 mm y se cierra. Se calienta ahora a 200 C, temperatura a la que el iodo est vaporizado. Cul es la presin final?

aI2 = 12 gr. t = 20 C y P = 750 mmHg se llena con N2 d = 4,66 gr/lto t2 = 200 C Pf = ? V = 1 lto

atmatmatmPPP

atmmolgrlto

KmolKltoatm

gr

MVTRa

P

atmK

KatmTTP

PTP

TP

INT

I

42,3=832,1+591,1=+=

832,1=/54,21473

082,012=

=

591,1=293473986,0==;=

22

2

1

212

2

2

1

1

17. El volumen de un mezcla de aire saturado de humedad a 50

C es de 4 litros a la presin de 5 atm. Calcular: a) la presin total final cuando esta masa se expansiona sobre agua hasta un volumen de 20 litros, a temperatura constante; y b) los gramos de agua que se evaporan para mantener el aire saturado de humedad. La presin de vapor de agua a 50 C es de 92, 5 mm.

Vaire saturado = 4 ltos t = 50 C P = 5 atm P = 3800 mmHg PV = 92,5 mmHg a) V2 = 20 ltos V1 = 4 ltos

P1 = 3707,5 mmHg (corregido)

mmHgPmmHgP

ltosltosmmHg

P

VPVP

834=5,92+5,741=5,741=

2045,3707=

=

2

2

2

2211

b) OgrHgr

KmolKltommHg

molgrltosmmHga

grK

molKltommHg

molgrltosmmHga

232,133,0652,1652,1

3234,62/18205,92

33,03234,62

/1845,92

=

=

=

=

=

18. 100 litros de aire a 20 C y presin de 1 atm. se hacen

burbujear lentamente a travs de ter. El aire saturado de vapor de ter sale a 20 C y presin total de 1 atm. Calcular: a) los gramos de ter que se evaporan, b) el volumen final de la mezcla; y c) si la mezcla se comprime isotrmicamente a 10 atm, la cantidad de ter que se

recupera de nuevo al estado lquido. La presin de vapor de ter a 20 C es 422 mm. Suponer despreciable el volumen del ter lquido formado.

V = 100 ltos aire Se hace burbujear a travs de ter : T = 293 K T = 293 K P = 1 atm T = 1 atm PV = 422 mmHg

a)

ltosVmmHg

ltosmmHgPVP

VVPVP

molgrHCOHC

85,224338

100760/74

2

2

1122211

5252

=

====

luego:

grK

molKltommHg

molgrltosmmHgTRMVP

a 29,3842934,62

/7485,224422 =

=

=

b) 224,85 ltos c) P2 = 10 atm = 7600 mmHg 7600 mmHg 100

ltos = 7600 mmHg V2

greter

grK

molKltommHg

molgrltosmmHga

19,3671,1729,394:

1,1729336,62

/7410422

=

=

=

19. A 0 C la densidad del cloruro de metilo a una presin de 0,5 atm es 1,401 g/litro, y a una presin de 0, 25 atm, es 0,5666 g/litro. A partir de estos datos, calcular el peso molecular exacto del cloruro de metilo. T = 273 K dCH3Cl = 1,1401 gr/lto dCH3Cl = 0,5666 gr/lto P = 0,5 atm P = 0,25 atm MCH3Cl = ?

molgrRTPdM

PdPd

/46,5027308206,0)0138,02664,2(

0138,02664,2

25,05666,0

2802,25,0

1401,1

0

2

1

==

=

==

==

20. A 0 C (273,16 K) la densidad del oxgeno a u a presin

de 1 atm es 1,42090 g/litro, y a una presin de 0,5 atm es 0,71415 g/litro. Calcular la constante R de los gases y el volumen molar gramo. 0 C = 273 ,16 K dO2 = 1,42898 gr/lto P = 1 atm P = 0,5 atm dO2 = 0,71415 gr/lto R = ? Vm = ? PM = d R T

.).(415,221

16,27308206,01

08206,0082057,000039,008201,0

0039,0081979,016,273/4289,1

/321

08201,06,273/71415,0/325,0

NenCltosVatm

KmolKltoatm

mol

PTRn

V

RKltogr

molgratmR

Kltogrmolgratm

R

=

==

==+=

==

==

ECUACIONES QUIMICAS: METODOS DE IGUALACION 1. en la tostacin de la pirita, Fe S2, se forma xido frrico

Fe2O3, y se desprende dixido de azufre, SO2. Escribir la ecuacin indicada correspondiente, e igualarla por el mtodo del nmero de valencia.

2

22FeS + 02O 2322 + OFe + 224 + OS

4e- + O2 2 O-2 6 S-2 S+4 + 6e- 4 24e- + 6 O2 + 4 S-2 12 O-2 + 4 S+4 + 24e- 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2

2. Al calentar hipoclorito potsico, KClO, se transforma en

cloruro y en clorato potsico, KCl y KClO3. Escribir la ecuacin de este proceso igualada por el mtodo del nmero de valencia.

K+1Cl+1O-2 K+1 Cl-1 + K+1Cl+5 23O

2e- + Cl+ Cl- 2 Cl+ Cl+5 + 4e-

4e- + 2Cl+ + Cl+ 2Cl- + Cl+5 + 4e-

3 KClO 2 KCl + KClO3 3. Por accin del clorato potsico, KClO3, en presencia de

potasa castica, KOH, el cloruro cobaltoso, CoCl2, pasa a xido cobltico Co2O3. Escribir la ecuacin correspondiente, igualada por el mtodo del nmero de valencia.

Co+2 12Cl + K+1O-2H+1 + K+1Cl+5 23O 32+Co + K+1Cl-1 +

H2O Co+2 Co+3 + 1e- 6 6e- + Cl+5 Cl-1 1

6e- + 6Co+2 + Cl+5 6Co+3 + Cl- + 6e- 6CoCl2 + 12 KOH + KClO3 3 Co2O3 + 13 KCl +

+6H2O 4. Por accin de la potasa castica, KOH, sobre el fsforo,

P4, se forma hipofosfito potsico, KPO2H2 , y fosfamina, PH3. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la correspondiente ecuacin.

04P + K+1O-2H+1 + H2O K+1P+1 1222 + HO + P-3 13+H

P4 4P+1 + 4e- 3 12e- + P4 4 P-3 1

12e- + 3 P4 + P4 12 P+1 + 4 P+3 + 12 e-

5. Igualar por el mtodo del nmero de valencia las

ecuaciones correspondientes a la reaccin del Zinc, del aluminio y del Silicio con la sosa custica, en las que se obtiene hidrgeno y cincato, aluminato y silicatossdicos., Na2ZnO2, Na2SiO3.

Zn0 + 2 Na+10-2H+1 22212 ++ OZnNa + 02H

Zn0 + + eZn 220 2e- + 2H+1 02H

2e- + Zn0 + 2 H+ Zn+2 + H2 + 2e-

2 Al0 + 2 Na+1O-2H+1 + 2 H2O 2 Na+1Al+3 0222 3HO +

Al0 Al+3 + 3e- 2 2e- + 2H+ H2 3

2Al0 + 6e- + 6H+ 2Al+3 + 6e- + 3H2

Si0 + 2 Na+1O-2H+1 + H2O 0223412 2HOSiNa +++

Si0 Si+4 + 4e- 1 2e- + 2H+ 02H 2

Si0 + 4e- + 4H Si+4 + 4e- + 2 H2O

6. El cido ntrico concentrado oxida el iodo a cido idico

HIO3, y se reduce a dixido de nitrgeno, NO2. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la ecuacin correspondiente.

OHNOHIOHNOIeNINeI

NNeeII

OHONOIHONHI

22332

4452

45

502

22

242

3512

3510

2

410210101021010

1011102

+++++++

++

+++

+++

++

+

+++++

7. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la

obtencin de iodo a partir de ioduro potsico mediante el permanganato de potsico, KMnO4, en presencia de cido sulfrico.

08526821021021010

25

522

22442424

202

7

27

02

22

02

24

6224

612

24

612

24

711

HIMnSOSOKSOHKMnOKIMneSIMneI

MnMneeII

OHIOSMnOSKOSHOMnKIK

+++++++++

++

+++++

++

++

+++++++++

8. El cido ntrico muy diluido al actuar sobre el cinc o

sobre el hierro forma nitrato de cinc o nitrato frrico y se reduce a amonaco, que con el cido forma nitrato amnico. Escribir las ecuaciones correspondientes a estos procesos e igualarlas por el mtodo del nmero en valencia.

OHNONHNOFeHNOFeNeFeNFee

NNeeFeFe

OHONHNONFeONHFe

OHNONHNOZnHNOZnNeZnNeZn

NNeeZnZn

OHONHNONZnONHZn

2343330

3350

35

302

23

514

33

23

5323

510

2342330

3250

35

202

23

514

32

23

5223

510

93)(830832483883

3883

)(

33)(41048484

842

)(

+++++++

++

+++

+++++++

++

+++

++

+

+

++++++

++

+

+

+++++++

9. El alcohol etlico, CH3CH2OH, se oxida con acetaldehido,

CH3CHO, mediante el dicromato potsico en medio sulfrico. Escribir la ecuacin correspondiente, igualada por el mtodo del nmero de valencia. (El nmero de valencia de un tomo de carbono se calcula considerando unicamente los enlaces a tomos distintos. Los enlaces a tomos de hidrgeno dan lugar a nmeros de valencia negativos y los enlaces de tomos de oxgeno o de halgenos, a nmeros de valencia positiva).

OHSOCrSOKCHOCHSOHOCrKOHCHCHeHCHOCHCrOHHCCre

eHCHOCHOHHCCrCre

OSCrOSKCHOCHOSHOCrKOHCHCH

23424234272223

33

526

352

363

24

632

24

6123

24

612

27

62

1223

6)(3436632326

32223

)(

++++++++++

+++

++++

+++

++

++++++++

10. En presencia de cido sulfrico el permanganato potsico

oxida al cido oxlico, H2C2O4, a dixido de carbono. Escribir e igualar por el mtodo del nmero de valencia la ecuacin correspondiente.

OHCOSOMnSOKSOHKMnOOCHeCOMnOCMne

eCOOCMnMne

OHOCOSMnOSKOSHOMnKOCH

22442424422

22

427

2242

272

22

424

6224

612

24

612

24

7124

32

12

810)(2325101025210

52225

+++++++++

++

+++++

++

++

++++++++++++

11. Igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin del ejercicio 2 y la correspondiente a la accin del cloro en caliente sobre un lcali, en la que se forma el cloruro y clorato.

OHClOClOHClHClOClOHClH

HClOClOHCleHClOClClOHCle

eHClOClOHClCle

ClOClClOeHClOOHClClOOHClOHe

eHClOClOOHOHClClOHe

232

32

32

322

32

2

3

3

3

3563

353330

621066

1062106510

110626

522

23

42222224

142222

+++++++

+++++++++

++++

+++++++++

++++++

+

+

+

+

++

+

+

12. Igualar por el mtodo del in - electrn la formacin de

bromo a partir de un bromuro mediante el dicromato potsico en medio cido.

OHCreBrOCrHeBr

OHCrOCrHeeBrBr

OHBrCrHOCrBr

23

272

23

72

2

223

72

72631466

172146322

++++++

++++

++++

+=+

+=+

++=

13. Igualar por el mtodo del in - electrn la oxidacin de

un nitrito a nitrato, mediante el permanganato potsico en medio cido. Escribir la ecuacin molecular correspondiente, suponiendo se oxida el nitrito potsico en un exceso de cido sulfrico.

OHSOKMnSOKNOSOHKMnOKNOeHNOOHMnNOOHMnOHe

eHNONOOHOHMnMnOHe

OHSOKMnSOKNOSOHKMnOKNO

242434242

322

224

322

22

4

242434242

32532510105325521610

522

2485

+++++++++++++

++++++

+++++

+++

+

++

14. En medio fuertemente cido el bismutato potsico, KBiO3

oxida una sal manganosa a permanganato. El bismutato se reduce a in Bi+++ . Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin inica correspondiente, y a partir de esta, la ecuacin molecular suponiendo se oxida nitrato manganoso en presencia de cido ntrico.

OHKNOKMnONOBiHNONOMnKBiOeHMnOOHBiMnOHBiOHe

eHMnOMnOHOHBiBiOHe

OHKNOKMnONOBiHNONOMnKBiO

234333233

4232

23

42

2

23

3

234333233

732)(514)(2510162752853010

2584

5362

)()(

+++++++++++++

++++++

+++++

++++

++

++

15. El tiosulfato sdico, Na2S2O3, es oxidado por el iodo a

tetrationato sdico Na2S4O6, mientras que el iodo se reduce a ioduro. Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin correspondiente. (Esta reaccin tiene una gran importancia en el anlisis volumtrico).

==

==

==

++++

++

++

eOSIOSIe

eOSOSIIe

OSIOSI

2222

2222

22

643202

6432

02

64322

16. En medio prcticamente neutro (en presencia de bicarbonato), el, iodo oxida el arsenito a arseniato, mientras que en medio fuertemente cido est se reduce a arsenito mediante el cido iohdrico. Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn ambas ecuaciones.

+

+

+

+

+

+++++++++

++

++++++++

++++++

+++++

++++

eAsOIHOHCOIeAsOOHHCO

OHCOHCOIIe

eHAsOAsOOHSolucinOHCOIAsOHCOIAsO

speOHAsOIAsOIHe

OHAsOIAsOHeeII

SolucinOHIAsOHIAsO

OH

22444224

44422

242

:2424

.Re22242

242

22

:242

424

22223

23

2

422

224322

2224

2224

02

20224

4434421

17. En medio cido el persulfato potsico, K2S2O8, oxida el

in crmico a cromato y el in permanganoso a permanganato. Escribir e igualar por el mtodo del in electrn la oxidacin del sulfato crmico y del sulfato manganoso mediante el persulfato potsico en exceso de cido sulfrico, a partir de ellas, las ecuaciones moleculares correspondientes.

4242428224

44822

2

482

42

2

442822

424242262234

44823

2

482

43

2

442823

752852101016251028

522

2584

63283)(661623628

322

2384

0

SOHSOKHMnOOHOSKMnSOSOeHMnOOSeMnOH

SOOSeeHMnOMnOH

HSOMnOOHOSMn

SOHSOKCrOHOHOSKSOCrSOeHCrOOSeCrOH

SOOSeeHCrOCrOH

HSOCrOOHSCr

++++++++++

++++

++++

++++++++++

++++

++++

=+=+

=

++

+==+

=+==+

==

+=+

+===+

18. En medio cido y en presencia de reductores fuertes, los

nitritos actan como oxidantes y se reducen a xido ntrico. Escribir las ecuaciones inicas de oxidacin de los cidos iohdrico y sulfhdrico por el nitrito potsico en cido clorhdrico, y a partir de ellas las correspondientes ecuaciones moleculares.

OHKClSNOHClSHKNOeOHSNOSNOHe

eSSOHNONOHe

OHSNOHSNO

OHKClINOHClHIKNOeIOHNOINOHe

eIIOHNONOHe

OHINOHINO

222

20

2

022

22

2222

222

2

22

222

22222222242

12

221

2222222222242

122

221

+++++++++++

++++

++++

+++++++++++

++++

++++

=+

=

+

+=

+

+

+

19. El sulfato crico, Ce(SO4)2, en medio cido es un

oxidante energtico, que al actuar se reduce a sulfato ceroso, Ce2(SO4)3. Escribir e igualar por el mtodo del in - electrn la ecuacin de oxidacin mediante el sulfato crico, y a partir de las mismas las ecuaciones moleculares correspondientes.

24234242224

23

424

242

342

3422

4

2423422224

23

224

222

342

322

4

2)()(222222

12221

)()(222222

12221

COSOHSOCeOCHSOCeeCOCeOCCee

eCOOCCeCee

COHCeOCHCe

OSOHSOCeOHSOCeeHOCeOHCee

eHOOHCeCee

OHCeOHCe

+++++++

++

+++

++++++++

+++

+++

+=+

=

++

+++

+++

+

++

+++

DISOLUCIONES: DENSIDAD Y CONCENTRACION 1. Calcular la cantidad de sosa castica y de agua que se

necesitan para preparar 5 litros de una disolucin al 20 %, cuya densidad es 1,219 g/cc. Cul es la normalidad de esta disolucin?

NNaOHgrNaOHgreq

disolltodisolcc

disolccdisolgr

disolgrNaOHgr

OgrHdisolgr

OHgrdisolcc

disolgrdisolltodisolltos

disolltos

grNaOHdisolgrNaOHgr

disolccdisolgr

disolltodisolcc

ltosdisol

095,6.40..1

.1.1000

..219,1

.100

.20

24876.1002.809

..219,1

.1.1000.5

1219.100.20

,.219,1

.1.10005

=

=

=

2. Se disuelve una cierta cantidad de cloruro magnsico

hidratado, MgCl2. 6H2O, en un peso igual de agua. Calcular la concentracin de la disolucin en tanto por ciento de sal anhidra.

molgrMgClmolgrOHMgCl/3,95/3,206

2

22

==

masa total de la disolucin : 406,6 gr.disol

%43,23100.6,406.3,95 2 =disolgrMgClgr

3. Una disolucin de carbonato sdico de densidad 1,105 g/cc

contiene 10,22 % de carbonato anhidro. Calcular el volumen de la misma que podr dar lugar por evaporacin a 100 gramos del carbonato hidratado, Na2CO3. 10H2O.

disolccdisolgr

disolccCONagr

disolgrOHCONagr

CONagrOHCONagr

.19,328.105,1

.32.22,10

.10010.286

.10610.100232

32232

==

4. Calcular el peso de sulfato magnsico heptahidratado,

MgSO4. 7H2O, que debe aadirse a 1000 gramos de agua para obtener una disolucin al 15 % en sulfato anhidro.

OHMgSOgrmdespejandomm

mm

enmm

242

22

32

32

7.78,443338,0/15015,0)1000(488,0

48,03,2463,12001000)2

)2)11000)1

==+=

=+=+

5. Calcular las cantidades de carbonato sdico hidratado,

Na2CO3. 10H2O y de agua que se necesitan para preparar 12 litros de disolucin al 13,9 % de carbonato anhidro, y de

densidad igual a 1,145 g/cc. Cul es la normalidad de esta disolucin?

NCONagrCONagreq

disolltodisolcc

disolccdisolgr

disolgrCOgrNa

normalidadgrOmasaHm

grOHCOmasaNamdespejandoOHCONagr

CONagrmm

disolgrdisolccdisolgr

disolccmmm

cmcmcmmmm

003,3.53..1

.1.1000

..145,1

.1005,13

:87,85

53,5110:

139,01374010.286.1060)2

.1347..145,1.12000)1

32

3232

21

2322

232

3221

321

332211

321

=

=====+

===+=+

=+

6. Calcular el volumen de disolucin al 12 % en peso de CuSO4

que podr prepararse con 1 Kg de sulfato cprico cristalizado, CuSO4. 5H2O. La densidad de la disolucin es 1,131 g/cm3.

disolltos

disolgrdisolcc

grCuSOdisolgr

grCuSOgrCuSO

OHgrCuSO

molgrCuSO

molgrOHCuSO

.715,410715,4

.131,1.

12.100

25016051000

/160/2505

344

424

4

4

===

=

=

7. Se tiene un cido sulfrico concentrado de densidad 1,827 g/cc y 92,77 % en peso de H2SO4. Calcular como hay que diluir este cido, en volumen y en peso para obtener un cido sulfrico que contenga 1 g de H2SO4 por 1 cc de disolucin. El cido resultante tiene una densidad de 1,549 g/cc.

concentracin final del cido :

%57,6464557,0.549,1.1

.1.1 42 ==

disolgrdisolcc

disolccSOHgr

para 1000 gr. de cido: 332211321

)2)1

cmcmcmmmm=+

=+

OdeHgrmdespejandom

enmOmmm

22

2

32

32

.02,437:64557,0)1000(7,927

)2)164557,03277,01000)21000)1

=+=

=+=+

En volumen : para 1 lto. de cido:

disolltosdisolccdisollto

disolgrdisolcc

SOHgrdisolgr

disolgrSOHgr

disolccdisolgr

disolltodisolcc

disolto

.6949,1.1000.1

.549,1.

.557,64.100

.100.77,92

..827,1

.1.1000.1

42

42

=

8. Un cido sulfrico de 50 B contiene 62,18 % de H2SO4. Hallar la normalidad de este cido.

Ecuacin para lquidos ms densos que el H2O:

B== 145145

Nldisolltodisocc

disolccdisolgr

SOHgrSOHgreq

disolgrSOHgr

ccgr

36,19.1.1000

..526,1

.49..1

.100.18,62

/152650145145

42

4242 =

==

9. Hallar la normalidad y la modalidad de una disolucin de

amonaco de 20 B, que contiene 17,19 % en peso NH3.

Ecuacin para lquidos menos densos que el H2O:

+= 130140

molalOHKgOHgr

NHgrNHmol

OHgrdisolgrNHgr

NNHgrNHgreq

disolltodisolcc

disolccdisolgr

disolgrNHgr

ccgr

21,12.1.1000

.17

.1.9,17.100(

.19,17

434,9.17..1

..1000

..933,0

.100.19,17

/93,020130140

2

2

3

3

2

3

3

33

=

=

=+=

10. Se disuelven en 600 gramos de agua 200 litros de cloruro

de hidrgeno medidos a 15 C y 768 mm. La disolucin que resulta es de 21,1 B. Calcular la concentracin de este cido en gramos de HCl por ciento y su molaridad.

ccgrP /17,1

1,21145145 == Ecuacin de estado : RTM

mPV =

Mdisolltodisolcc

disolccdisolgr

HClgrHClmol

disolgrdisolgr

disolgrHClgr

HCl

HClgrK

molKltomm

molgrltosmmmHCl

96,10.1.1000

.1.17,1

.5,36.1

.100.21,34

%208,34100.565,911.565,311%

.565,3112884,62

/5,36200768

=

==

=

=

11. Se mezcla un litro de cido ntrico de densidad 1,38

g/cc y 62,70 % con un litro de cido ntrico de densidad 1,13 g/cc y 22,38 %. Hallar: a) la concentracin del cido resultante en tanto por ciento: b) el volumen de cido que se forma; y c) su molaridad. La densidad del cido formado es igual a 1,276 g/cc.

%54,44:

25102238,01130627,01380

.251011301380

13,111000138,11

10001

)

3

3

332211

3

3

321

=

=+=+

==+=+

=+

cdespejando

ccmcmcm

grm

mccg

ltocc

ltoccgr

ltocc

lto

mmma

MHNOgr

HNOdisolltodisolcc

disolccdisolgr

disolgrHNOgr

c

disolltosdisolccdisollto

disolgrdisolcc

disolgrb

02,9.63..1000

..276,1

.100.54,44)

.1967.1000.1

.276,1.1.2510)

3

33 =

=

12. Que cantidad de agua hay que evaporar de una tonelada de

cido sulfrico de densidad 1,26 g/cc y 35,03 %para obtener un cido de densidad 1,49 g/cc y 59,24 %. Realizar el clculo: a) Correctamente a partir de los %; b), incorrectamente, a partir de las densidades, al suponer que los volmenes son aditivos; c) , determinar las normalidades de los dos cidos.

NSOHgrSOHgreq

disolltodisolcc

disolccdisolgr

disolgrSOHgr

NSOHgrSOHgreq

disolltodisolcc

disolccdisolgr

disolgrSOHgr

c

VVcc

VVgr

ccgr

VVVb

OKgHmdespejandomen

mmmmKgcmcmcmmmma

18.49..1

.1.1000

..49,1

.100.24,59

01,9.49..1

..1000

..6,12

.100.03,35)

109365,726,1110

)

67,408:5924,04,5923,350)2()1(

5924,003503,01000)2(1000)1()

42

4242

42

4242

325

326

321

22

2

3232

332211321

=

=

==

=

==

====

13. Calcular la cantidad de cido sulfrico concentrado de

96,2 % de H2SO4 que debe agregarse a 100 Kg de un oleum de un 12 % de SO3 para obtener un cido sulfrico puro, de un 100 % de H2SO4.

32131

332211321

100962,0100)2()1(

mcmmmcmcmcmmmm

=+=+=+=+

Clculo de C2 = 027,1380

98.100

1298,0

98.18.80

4232

4223

=+=

+

KgSOSOKgH

disolKgKgSO

C

grgrgrSOHOHSO

KgmMdespejandomm

en

05,71100027,1100962,0

)2()1(

11

11==

+=+

14. Un oleum de un 25,4 % en SO3 se ha de diluir en cido

sulfrico de 97,6 % en H2SO4 para obtener un oleum de 20 % en SO3. Calcular la cantidad de cido sulfrico que debe agregarse por cada 100Kg del oleum original.

8,0746,0100100)2()1(

32232

332211321mcmmmKg

cmcmcmmmm=+=+

=+=+ Clculo de c2 = 106,1.18

.98.100

4,2976,02

22 =+OHKgOHKg

disolKgOKgH

(1) en (2)

KgMdespejando

mmm

64,17306,04,5

8,0808,0)100(106,16,74

2

222

==+=+=+

15. Se diluye a un volumen cinco veces mayor un cido

sulfrico concentrado de densidad 1,805 g/cc que contiene 88,43 % en peso de H2SO4. Calcular el volumen del cido diludo que se necesita para preparar 5 litros de cido sulfrico normal.

V2 = 5V1

disolccdisolgr

disolccSOHgr

disolgSOHgreqSOHgr

disolltoSOHgreq

disolltos

.493,153.805,1

.1.43,88

.100..1.49

.1..1.5

4242

4242

==

16. Una disolucin de potasa castica de densidad 1,415 g/cc

es de 41,71 %. Calcular el volumen de disolucin que contiene 10 moles de KOH.

disolcc

disolgrdisolcc

KOHgrdisolgr

molKOHgrKOH

molesKOH .66,950.415,1.1

.71,41.100

1108,5610 =

17. Se han de preparar 2 litros de disolucin 2 normal en

HCl y en NaCl a partir de cido clorhdrico de densidad 1,165 g/cc y 33,16 % HCl, y de una disolucin de sosa castica de densidad 1,38 g/cc y de 35,01 % NaOH. Calcular los volmenes que se necesitan de estas dos disoluciones. Vde HCl:

ccHCldisolgr

disolccHClgr

disolgrHClgreqHClgr

disolltoHClgreq

disolltos

86,755.65,1

.1.16,33

.100.2

,5,36.1

.4.2

==

V de NaOH :

disolccdisolgr

disolccNaOHgr

disolgrNaOHgreq

NaOHgrdisollto

NaOHgreqdisolltos

.16,331.38,1.1

.01,33.100

.1.40

.1.2.2

=

18. Se tiene una disolucin de dicromato potsico al 1 %,

cuya densidad relativa es prcticamente la unidad. Calcular el volumen de esta disolucin que se necesita para preparar 250 cc de disolucin 0,1 normal de dicromato al actuar como oxidante.

disoldisolgrdisolcc

OCrKgrdisolgr

OCrKgreqOCrKgr

disolgreqOCrKgreq

disolccdisollto

disolcc

OHCrOCrHe

.58,122.1.1

.1.100

.1.294

.1

.1,0.1000.1.250

72146

722

722

722722

232

72

=

+++ ++

19. Calcular el peso de anhdrido arsenioso que se necesita

para preparar 1 litro de disolucin de arsenito 0,1 normal. (El anhdrido arsenioso se disuelve con algo de sosa castica).

3232 .945,4sen.91,1912

.82,197sen.1sen.955,95

.1sen.1,0.1

OAsgritoArgr

OAsgritoArgreqitoArgr

disolltoitoAreqgr

disollto

=

20. Se queman 80 litros de fosfamina medidos a 18 C y 756

mm. El cido fosfrico formado se disuelve en agua y se forma 1 litro de disolucin. Calcular la normalidad de la disolucin cida.

433

433

33

4323

.391,32634.98.24,113

24,1132914,62

/34807652

POHgrgrPH

POHgrPHgr

grPHK

molKltommHg

molgrltosmmHgmRT

Mm

PV

POHOPH

PH

=

=

==

+

NPOHgrPOgrHeq

disolltoPOgrH 99,9.3/58

1.1

391,32643

4343 = 21. Calcular el volumen de cido sulfrico de densidad 1,827

g/cc y 92,77 % de H2SO4 que se necesita para preparar 10 litros de cido sulfrico 3 normal.

disolccdisolgr

disolccSOHgr

disolgrSOHgreq

SOHgrdisollto

SOgrHeqdisolltos

.3,867.827,1

..77,92.100

.1.49

.13.10

4242

4242

=

22. Se tiene una disolucin de sosa castica 0,5 normal, factor 0,974. Hallar el volumen de disolucin de sosa castica de densidad 1,22 g/cc y de 20,57 % de NaOH, que debe agregarse a un litro de aquella disolucin para que resulte exactamente 0,5 normal. Suponer que en la mezcla los volmenes son aditivos.

[ ]5,0487,011

)2()1(457,0,974,05,0

32232

332211321VNVVVlto

NVNVNVVVVNNaOH

=+=+=+=+

==

Clculo de N2 =

ccltosVdespejando

VVen

Ndisollto

ccdisoldisolccdisolg

NaOHgrNaOHgreq

disolgrNaOHgr

313,210313,262,5013,0

5,0)1(121,60487:)2()1(

1213,6.1

10.1.22,1

.40.1

.100

.07,20

32

22

2

3

===+=+

==

23. Calcular el volumen de disolucin 2 normal de sulfato

cprico que se necesita para preparar 10 gr de xido cprico previa precipitacin del cobre como carbonato y calcinacin posterior de este a xido.

disolccVdisolltodisolcc

grCuSOeqdisollto

CuSOgrgrCuSOeq

CuOgrCuSOgr

grCuO

molgrCuSOCOCuOmolgrCuO

SOHCuCOCOHCuSO

.125..10

2.1

.80.1

.80.16010

/160/80

3

44

44

4

2

423324

==

=+=

++

24. Se tratan 250 g de cloruro sdico con cido sulfrico

concentrado de densidad 1,83 g/cc y 93,64 %. Si el cido se agrega en un exceso del 20 % respecto a la formacin de sulfato sdico neutro, calcular el volumen de cido sulfrico utilizado.

disolccdisolgr

disolccSOHgr

disolgrSOHgr

SOHgrgrNaCl

SOHgrNaClgr

grgrgrgrHClSONaSOHNaCl

.64,146.93,1.1

.64,93.100.282,251

.282,2512,1117.98.250

731429811722

4242

4242

4242

=

=

++

25. En el problema anterior, el cloruro de hidrgeno

desprendido se absorbe en agua y se obtienen 500 cc de un cido de densidad 1,137 g/cc. Calcular la normalidad de este cido y su concentracin en tanto por ciento.

%43,27100.137,1.1

.500.983,155

54,8.1.1000

.5,361

.500.983,155

983,155.117.73.250

=

=

=

disolgrdisolcc

disolccHClgr

Ndisolltodisolc

HClgrgrHCleq

disolccHClgr

grHClNaClgrHClgr

NaClgr

26. Calcular el volumen de cido clorhdrico 3 normal que se

necesita para disolver 12 gramos de un carbonato clcico de 93,2 % de pureza.

disolccdisolltodisolcc

grHCleqdisollto

HClgrgrHCleq

CaCOgrHClgr

disolgrCaCOgr

disolgr

grgrCOHCaClHClCaCO

.56,74.1.1000

3.1

.5,361

.100.73

.100

.2,93.12

.73.1002

3

3

3223

=

++

27. A partir de 100 cc de un cido sulfrico, por

precipitacin con cloruro brico, se obtienen 11,75 g de sulfato brico. Hallar la normalidad del cido sulfrico.

NSOgrHSOgrHeq

disolltodisolcc

BaSOgrSOgrH

disolccBaSOgr

HClBaSOBaClSOH

008,149.1

..1000

.23898

.100.5,117

233208982

42

42

4

424

4242

=

++

28. Calcular el volumen de cido clorhdrico concentrado de

densidad 1,18 g/cc y 36,23 % de HCl que ha de reaccionar sobre un exceso de dixido de manganeso para producir el cloro necesario que al actuar sobre disolucin de sosa castica origine 5 litros de disolucin normal de hipoclorito sdico.

disolccdisolgr

disolccHClgr

disolgrNaClOgr

HClgrgrNaClOeqNaClOgr

disolltogrNaClOeq

disolltos

HNaClO

NaOHONMnClClMnOHCl

.77,853.18,1.1

.23,36.100

.149.5,364

1.5,74

.11.5

22

24

2

2222

=

++

+++

29. Hallar el volumen de cido ntrico concentrado (d = 1, 4

g/cc; 66,97 %) que debe aadirse a un litro de cido clorhdrico concentrado ( d = 1, 198 g/cc; 48,0 %) para obtener agua regia (3HCl:1HNO3).

disolccdisolgr

disolccHNOgr

disolgrgrHClHNOgr

disolgrdisolgr

disolccdisolgr

disolltodisolcc

disollto

.06,294.4,1.

.97,66.100

5,109.63

.100.40

..198,1

.1.1000.1

3

3

=

30. Hallar la concentracin de una disolucin de hidrxido

potsico de densidad 1,24 g/cc, si al diluirla a un volumen diez veces mayor, 20 cc de la disolucin diluda gastan 21,85 cc de cido 0,5 normal, factor 1,025.

%28,25100.1

56.24,1

.1.1000.1

.599,5

59,5559,0025,15,085,2120

1,010

11

1

2211

12

=

=

===

===

KOHgreqgrKOH

disogrdisolcc

disolccdisollto

disolltogrKOHeq

inConcentrac

NNccccN

NVNVfactorVV

31. Calcular la concentracin de un cido sulfrico de densidad 1,725 g/cc a partir de los datos siguientes:10cc del cido se diluyen a 250 cc, y 10 cc de este cido diludo al valorarlo con un alcal 0,5 normal, factor 1,034 gastan 21,7 cc de ste.

%74,79100.725,1

.1.1000

.1.1.49

.04725,28

04723,28034,15,07,2110

04,0)25(25010

42

4242

1

1

42

==

=

=

disolgrdisolcc

disolccdisollto

SOgrHeqSOHgr

disolltoSOgrHeq

dondeNccccN

cinfactordiluvecesccccSOH

32. Cul es la concentracin de un amonaco, de densidad

0,907 g/cc, sabiendo que al diluir 25 cc a 500 cc, 25 cc de est disolucin diluda gastan 17,25 cc de un cido normal factor 0,965?

25 cc a 500 cc fact. de dil. = 0,5

%96,24100907,0.1

.10.

117

.317,13

317,13965,0

25,1725

33

33

1

2

21

=

==

=

grdisolcc

disolccdisollto

grNHeqgrNH

disolltogrNHeq

NNccNccN

33. Un cido actico diludo, de densidad prcticamente la

unidad, se valora con sosa castica 0,2 normal, factor 1,028, 20cc del cido consumen 16,2 cc del alcal. Hallar la concentracin del cido actico.

%999,0

100.1.1

.1000.1

.1.60

.1665,0

1665,0028,12,02,1620

3

33

1

221

=

=

==

disolgrdisolcc

disolccdisollto

COOHCHgreqCOOHCHgr

disolltoCOOHgrCHeq

NNccNccN

34. Una disolucin saturada de hidrxido brico a 20 C

tiene una densidad de 1,041 g/cc. Hallar su solubilidad calculada en gramos del hidrato, Ba(OH)2. 8H2O, por litro y por 100 gramos de disolucin si 10cc de la disolucin saturada se neutralizan con 9,5 cc de cido 0,5 normal, factor 0,960.

0691,0.401,1

.1.10.

12/504,315

.8)(456,0

.93,718)(12/504,315

.8)(456,0

/504,3158)(456,0

56,05,05,910

322

22

22

22

1

221

=

=

==

==

disolgrdisolcc

disolccdisollto

greqgr

disolltoOHOHgrBaeq

disolltogr

OHOHgrBaeqgr

disolltoOHOHgrBaeq

molgrlarpesomolecuOHOHBaN

NccNccN

35. Calcular el volumen de alcal normal que se necesita

para neutralizar 1 g exacto de: a), H2SO4; b) Oleum de 50 % de SO3; y c) , de SO3 puro.

disolcctotalNaOHgreq

disolccNaOHgrgrNaOHeq

SOgrHgrNaOH

SOgrSOgrH

grSO

grNaOHeqdisolcc

NaOHgrgrNaOHeq

SOHgrNaOHgr

SOgrHb

disolccdisolltodisolcc

grNaOHeqdisollto

NaOHgrgrNaOHeq

SOHgrgrNaOH

SOHgra

.7,22:

5,12.1.1000

.401

9880

.80985,0

204,101.1000

.401

.98

.805,0)

.408,20.1.1000

1.1

.401

.9880.1)

423

423

4242

4242

=

=

=

DISOLUCIONES: PROPIEDADES COLIGATIVAS Y PESOS MOLECULARES DE SOLUTOS 1. A temperatura muy prxima a 26 C la presin de vapor

de agua resulta ser de 25,21 mm. Calcular la presin de vapor a la misma temperatura de una solucin 2,32 molal de un compuesto no electrolito no voltil, suponiendo comportamiento ideal.

mmHgPdespejandoP

totalesmolessolutomoles

Xs

PXs

PoPPo

OHmolesgrmol

disolventegrdisolventeKg

disolventeKgsolutomoles

molalm

201,24:04,021,25221,25

04,0.)55,5532,2(.32,2

21,2521,25

)2(5,55181.1000.1

..32,232,2

==

=+=

====

==

2. A unos 50 C la presin de vapor del benceno resulta ser

de 269,3 mm. Hallar a la misma temperatura la presin de vapor de una disolucin que contiene 1,26 g de naftaleno, C10H8 en 25,07 g de benceno.

mmHgPP

HCgrHmolC

HgrC

HCgrHmolC

HgrCP

mmHgPvPvXdP

29,2613,269

3,269.128

126,1.78

107,25

3,269

810

810810

66

6666

==

=

==

3. Al disolver 13,2 gramos de urea en 60,8 g de agua la

presin de vapor a 28 C desciende de 28,55 mm a 26,62 mm . Hallar el peso molecular de la urea.

molgrMM

M

Mgr

Xs

XsPo

PPoM

NHCNHurea

/15,60061,0377,32,132,13

061,0188,602,13

2,13

35,2862,2635,28

?22

==+

=+

==

==

=

4. A 80,2 C, punto de ebullicin del benceno, la presin de

vapor de una disolucin formada por 3,54 g de dinitrobenceno y 42,61 g de benceno es de 731,8 mm. Calcular el peso molecular del dinitrobenceno.

molgrMM

M

M

PommHgPvMPmmHgPv

/2,168

0371,0546,054,354,3

0371,07861,4254,3

54,3

7608,731760

)(760?)(8,731

==+

=+

=

===

5. En las inmediaciones de 10 C la presin de vapor del

ter, C4H10O, es de 290,6 mm. y la de una disolucin obtenida al disolver 5,01 g de cido esterico en 27,6 g de ter es de 277,5 mm. Calcular el peso molecular del cido esterico.

molgrMM

M

M

mmHgPmmHgPo

HCOHgrCMCOOHHgrC

/07,285045,03729,001,501,5

045,0746,2701,5

01,5

6,2905,2776,290

5,2776,290

6,27?01,5

5252

3517

==+

=+

=

==

=

6. Una disolucin saturada de fenol en agua tiene a 21 C una

presin de vapor de 18,31 mm, mientras que la del agua pura es de 18,65 mm. Calcular la solubilidad del fenol en agua expresada en gramos por ciento. Suponiendo que la disolucin sigue la ley de Raoult.

%839,8318,19362,171

7694001801823,094940018

18

01823,018

949400

01823,018

10034

9465,18

31,1865,18

31,1865,18

====+

=+

=+=

==

a

aa

aaa

aa

a

aa

ammHgPmmHgPo

7. A 19 C, la presin de vapor del tetracloruro de carbono,

CCl4 es de 85,51mm, y la de una disolucin de 0,860 g de antraceno en 20,0 g de CCl4 es de 82,26 mm. Hallar el peso molecular del antraceno.

molgrM

M

MM

XsPo

PPo

mmHGPmmHgPo

/64,167

1298,086,086,0038,0

154/20/86,0/86,0

51,8526,8251,85

26,8251,85

=

+=+=

==

==

8. A 85 C la presin de vapor del dibromuro de propileno,

C3H6Br2 es de 128 mm. y la del dibromuro de etileno, C2H4Br2 es de 176,6 mm. Calcular la presin de vapor de una mezcla lquida supuesta ideal de estas dos sustancias formada por dos moles de C3H6Br2 y tres moles de C2H4Br2.

mmmmPvXPvXP

molesBrHCmmPvmolesBrHCmmPv

6,172531285

236,1722128

2211

2422

263

+=+===

presin de la mezcla = 154,76 mmHg 9. A 110 C las presiones de vapor de clorobenceno, C6H5Cl, y

del bromobenceno, C6H5Br, son, respectivamente, de 400 mm y 200 mm. Calcular la presin de vapor a esta temperatura de una mezcla lquida supuesta ideal formada por un 30 % de C6H5Cl y un 70 % de C6H5Br.

mmP

molesBrHgrC

molBrHCgr

molesClHgrC

molClHgrC

grSiMtPvXPvXP

BrHCmmPvClHCmmPv

82,2742004458,02666,04458,04004458,02666,0

2666,0

4458,01571.70

2666,05,112130

100

%70200%30400

5656

5656

2211

562

561

=+++=

=

==

+===

10. De X, fraccin molar CH3OH en el lquido.

OHmolesCHXXX

XX

398,4;7,6242,1257603,1353,1355,2607603,135)1(5,260

===+=+

Pero para 1 mol. de mezcla tendremos: 0,498 moles CH3OH y : 0,502 moles C2H5OH (1)

0,498 moles CH3OH OHCHgrOHCHmolOHCHgr

33

3 .957,15.1

.043,32 = 0,502 moles C2H5OH OHHCgr

OHHmolCOHHCgr

5252

52 .127,231.07,46 =

Luego en % tenemos: OHCH

MezclagrOHCHgr

33 %83,40%100.084,39

.957,15 =

OHHCMezclagr

OHHCgr52

52 %17,59%100.084,39.127,23 =

En seguida calculamos, X', fraccin molar CH3OH en el vapor.

)2(170,0760

729,129'

271,630729,129760729,1295,260498,0

52

3

molesX

mmPmmP

OHHC

OHCH

====

==

Vapor formado por 0,170 moles CH3OH y 0,830 moles C2H5OH por 1 mol de Mezcla. (2)

OHHCgrOHHmolCOHHgrC

OHHmolesC

OHCHgrOHmolCHOHCHgr

OHmolesCH

5252

5252

33

33

.238,38107,46830,0

.477,51.043,32170,0

=

=

En % tenemos: %47,12%100,685,43447,5 3 =

MezclagrOHgrCH

%53,87%100.685,43.238,38 52 =Mezclagr

OHHCgr Como la Mezcla es equimolecular entonces: Sacamos la media aritmtica tanto de moles como por ciento en peso. De (1) y (2)

OHmolesCH33340,020170498,0 =+

En porcentaje tenemos: 33,40% moles de CH3OH y de 66,60% moles de C2H5OH Igualmente para el tanto por ciento en peso:

OHHdeCy

OHdeCH

52

3

%35,73%65,262

%47,12%83,40 =+

Igualmente para el tanto por ciento en peso:

OHHdeC

OHdeCH

52

3

%35,73%65,262

%47,12%83,40 =+

11. De: 1610 X + (1-X) 290 = 760

1610 X + 290 - 290 X = 760 1320 X = 470 X = 0,3561 C3H6O = 0,3561 moles ; En % = 35,61 % moles C3H6O y de C7H8 = 0,6439 moles ; En % = 64,39 % moles C7H8 Ahora 0,3561 moles OHCgr

OHmolCOHCgr

6363

63 .683,201.081,58 =

87

87

87 .329,591.141,926439,0 HCgrHmolCHCgr

moles = Teniendo 80,012 gr. de Mezcla podemos calcular en porcentaje:

87

6363

%15,74

%85,25%100,012,80.683,20

HdeCy

OHdeCMezclagr

OHCgr =

12. La composicin del vapor que se forma es :

a) PC3H6O = 0,3561 1610 = 573,32 OHmolesCX 637543,0760

32,573' == PC7H8 = 0,6439 290 = 186,731 872457,0760

731,186' HmolesCX == En porcentaje tendremos: X' = 75,43% moles de C3H6O y de X'' = 24,57% moles C7H8 Por lo tanto :

8787

8787

6363

6363

.64,22.lg1.141,922457,0

.81,431.081,587543,0

HCgrHCrmoHCgr

HmolesC

OHCgrOHmolCOHCgr

OHmolesC

=

=

Entonces:

8787

6363

%07,34%100.45,66.64,22

%93,65%100.45,66.81,43

HCMezclagr

HCgr

OHCMezclagr

OHCgr

=

=

b) Presin de vapor = 0,7543 (1610) + 0,2457 (290) = 1285,676 mm Redondeando = 1285,7 mm.

13. Una disolucin de perxido de hidrgeno en agua cuya concentracin es del 2,86 % congela a -1,61 C. Hallar el peso molecular del perxido de hidrgeno. Ac(H2) = 1,86 C/mol.

cmc = Descenso del pto de congelacin

molgrM

despejando

M

/3414,9761,186,1100086,2

:

86,114,97100086,261,1

==

=

14. Suponiendo comportamiento ideal, calcular los puntos de

ebullicin de tres disoluciones de rea al 5, al 10 y al 15 % de CO(NH2)2 . e(H2O)=0,52C/mol.

CTeeMA

ae

CTeeMA

ae

CTeeMA

ae

===

=

===

=

===

=

53,101529,152,060851000151000

963,100963,052,060901000101000

456,100456,052,06095100051000

15. Una disolucin de glicocola preparada al disolver 1,62 g

de sustancia en 19,62 g de agua, hierve 100,6 C. Hallar el peso molecular de la gliococola. e(H2)=0,52C/mol.

molgrMs

Mseme

CeCTe

/56,716,062,1352062,1

52,062,19100062,1

6,06,100

==

==

==

16. Una disolucin de urea tiene un punto de congelacin de -1 C. Calcular la cantidad de agua que habr de aadir a 100 g de una disolucin para que el punto de congelacin de la disolucin diluda sea -0,5 C. e(H2O)=1,86C/mol.

OgrHAA

AenAa

Aa

Aa

Aa

Aa

cMsA

ae

2875,3603225,0100)1()3(100|)3(

)2(01613,086,16010005,0

)1(032215,086,16010001

1000

===

==

==

=

17. El radiador de un automvil contiene 10 litros de agua.

Calcular la cantidad de etilen - glicol, C2H6O2, o de glicerina, C3H8O3, que debera aadirse para que el lquido no empezase a congelar hasta -10 C. e(H2O)=1,86C/mol.

glicerinagraa

oletilenglicgraa

Aa

molgrOHCmolgrOHC

grmOltosHV OH

.2,890386,19218000100010

.600086,16218000100086,162

100010

/92/62

.1800018

383

262

22

===

==

=

==

==

18. El benceno congela a 5,5 C y hierve a 80,2 C. Los

calores latentes de fusin y de ebullicin del benceno son, respectivamente, 30,3 y 94,2 cal/g. Calcular las constantes molales de los puntos de congelacin y de ebullicin del benceno. Los valores experimentales son 5,12 y 2,67 C/mol, respectivamente.

molK

molKgrcal

KmolKcalc

egrcaleCTecgrcalfHCCTc

/068,5

/62,2/3,301000)2,353(/58,1

?/2,942,80?/3,305,5

22

66

==

=

======

ll

molKgrcal

KmolKcale /62.2/2,941000

)2,353(/98,1 22 ==

19. Se disuelven 3,96 g de cido benzoico, C6H5COOH, en 80,6

g de benceno y la disolucin congela a 4,47 C. El benceno puro congela a 5,5 C. Hallar el peso molecular y la frmula del cido benzoico disuelto en el benceno. c(C6H6)=5,12C/mol.

molgrMM

c

cMA

acmc

/2,244

12,56,80100096,303,1

1000

=

==

==

20. El fenol pursimo funde a 40,8 C, y su constante molal

del punto de congelacin es 7,3 C/mol. Calcular la proporcin de agua que lleva un fenol que empieza a congelar a 18 C.

%32,5:

73004,41040417300)181800(8,22

3,718)100(10008,22

10008,22188,40

=

==

=

===

adespejando

aaaa

aa

C

cMA

aCc

21. Calcular el punto de congelacin de un fenol

impurificado con un 1% de agua. El fenol puro solidifica a 40,8 C. c(fenol)=7,3 C/mol.

CTcc

c

solutoaguasolventefenol

====

==

7,3096,48,40096,4

3,718,9910001

%)1(

22. Se disuelve 0,469 g. de cido actico, CH3COOH, en 23,15

g. de agua y la disolucin congela a 0,63 C. Una disolucin de 0,704 g. de cido actico en 29,54 de benceno desciende el punto de congelacin de ste en 1,02 C. Hallar los pesos moleculares del cido actico en la disolucin acuosa y en la disolucin de benceno. Qu estructura molecular tiene el cido actico en el benceno? Las constantes molales de los puntos de congelacin del agua y del benceno son, respectivamente, 1,86 y 5,12 C/mol.

0,469 gr. CH3COOH 23,16gr. H2O Tc = -0,63 C 0,704gr. CH3COOH 29,54 gr. H2O Tc = 1,02 C

molgrMM

molgrMM

/62,11512,554,291000704,002,1

/78,5986,116,231000469,063,0

==

==

23. El magnesio funde a 651 C y su calor latente de fusin

es igual a 88 cal/g. Calcular el punto de fusin de una aleacin de magnesio - plata que contiene un 6% de plata.

CTfdescensoCc

fTfR

MAa

cMA

acmc

MggrsolventegrAgrcalfAggrsolutograCTf

===

=

==

======

63,639)(366,11881000)924(98,1

88,1079410006

100010001000

).(94./88).(6.651

2

2

l

l

24. Se funde una mezcla de 0,436 g de acetanilida con 14,06

g de alcanfor de punto de fusin 176,2 C. La mezcla se deja solidificar y enfriar, se reduce a polvo, se mezcla ntimimamente y se calienta. En el momento en que termina de fundir su temperatura es de 167,0 C. Hallar el peso molecular de la acetalinida. c(alcanfor)=40,0C/mol.

molgrMs

solventeAlcanforsolutoaacetanilid

Mscmc

Cc

/82,1342,9061,1440000436,0

4006,141000436,02,90,1672,176

==

==

==

==

25. 100 g. de una disolucin diluda de alcohol etlico,

C2H5OH en agua empieza a congelar a -1,0 C. La disolucin se enfra hasta -3, 0 C. Calcular: a), la concentracin de la disolucin inicial; b) , la concentracin de la disolucin final; y c); la cantidad de hielo que se ha separado.

a)

413,2%.47,404386,146

10001001grA

A=

=

b)

%9,610082,1447

100%

.82,134786,146

10001003

===

=

grAA

26. Al disolver 1,43 g. de azufre en 21,1 g de sulfuro de

carbono el punto de ebullicin de ste aumenta en 0,63 C. La constante molal del punto de ebullicin del CS2 es 2,37 C/mol. Hallar la frmula molecular del azufre disuelto en el sulfuro de carbono.

e = ascenso del punto de ebullicin = m e e = 0,63 C =

MsAa

1000

SfFrmulaXmolgrSmolgrSmolgrS

molgrMM

C

=====

==

896,7/255/64/32

/2551,21100043,163,0

3

2

1

27. El sulfuro de carbono hierve a 46,4 C, y su calor

latente de ebullicin es de 86,2 cal/g. Una disolucin de 4,202 g. de iodo en 100g. de CS2 hierve a 46,79 C. Calcular la constante molal del punto de ebullicin del sulfuro de carbono, el peso molecular del iodo en este disolvente y su formula molecular.

molCe

aMAe

me

e

eTeR

MAa

eme

/34,22,861000)2734,46(98,1)1(

1000

)1(10001000

2=

+=

==

==

l

2

/25510039,01000202,434,21000

IFrmula

molgrAe

aeM

==

==

28. El punto de congelacin de la leche normal es de -0,56

C. Calcular la concentracin de una disolucin de lactosa, C12H22O11, que congela a la misma temperatura.

%33,952,205119152

1860)34234200(56,0:

342)100(186086,1)100(

100056,0

100100056,0

/86,1)( 2

===

=

=+==

=

=

a

aadonde

aa

Maa

AacMA

acm

cmc

molCOHc

29. Una disolucin de 1,436 g. de un hidrocarburo en 29,3 g.

de benceno tiene un punto de congelacin de 2,94 C. El hidrocarburo contiene un 14,37% de hidrgeno; hallar su frmula molecular. El punto de congelacin del benceno es 5,5 C, y su constante molal del punto de congelacin es 5,12 C/mol.

MMAa

m

mcme

=

===

===

3,291000436,110005,0

12,556,256,294,25,5

de donde M = 98,02 gr/mol

113,713,7;13,712

63,85%63,85

213,737,14;37,141

37,14%37,14

==

==

C

H

Frmula emprica : 1472 :714

9814 HCFrmulaMecalM

McCH === 30. Calcular la presin osmtica a 20 C de una disolucin

de cido frmico, HCOOH, que contiene 1 g. de sustancia por litro.

HCOOH M = 46 gr/mol

mmHgltomolgr

KmolKltomm

gr

VMTRm

RTMm

V

46,3971/462934,621

;

=

=

==

31. Calcular la presin osmtica de una disolucin acuosa

que contiene 2,5 g. de glicerina, C3H8O3, por litro es igual a 46,2 cm a 0 C. Calcular: a) , el peso molecular de la glicerina; y b), la presin osmtica a 30 C.

a) RT

Mm

V =

molgrMltomm

KmolKltommHg

gr

VTRm

M

/18,921462

2734,625,2

=

==

b) K

molKltommHg

grVMTRm

== 3034,62.5,2

= 512,78 mmHg = 513cmHg

32. Hallar el peso molecular del alcanfor su una disolucin

de 1g. de sustancia en 500 cc. de benceno tiene un presin osmtica de 1,55 atm. a 15 C.

RTMm

V =

ltosatm

KmolKltoatm

gr

VTRm

M 1,055,1298082,0.1

==

M = 152,36 gr/mol 33. La presin osmtica de una disolucin de lactosa,

C12H22O11 a 18 C es de 3,54 atm. La densidad de la disolucin es 1,015 g/cc. Calcular la molaridad de la misma as como su punto de congelacin y la molalidad.

M

KmolKltoatmatm

TRV148,0

291082,054,3 =

==

CTcCcmolCcSi

cmcmolgr

molgrmolesm

====

==

=

285,0;285,086,11534,0/86,1

1534,0/342384,964

10001/342148,0

34. Se prepara una disolucin de nylon en metacresol, la

cual contiene 13,7 g. de nylon por litro. A 20 C la presin osmtica de la disolucin es de 19,4 mm. Hallar el peso molecular del nylon.

molgrMltommHg

KmolKltommHg

grM

VTRm

MRTMm

V

/1290314,19

2934,62148,0

=

=

==

35. A 23 C la presin osmtica de una disolucin al 1% de

dextrina es de 16,9 cm . Hallar el peso molecular de la dextrina.

2923,1091,0169

2964,621

=

=

==

MltosmmHg

KmolKltommHg

grM

VTRm

MRTMm

V

36. La presin de vapor de una disolucin acuosa de urea, CO(NH2)2, a 100 C es de 743,1 mm. Hallar la presin osmtica de la disolucin a 20 C y la temperatura a la cual empieza a congelar. La densidad de la disolucin es igual a 1,023 g/cc. c(H2O) = 1,86C/mol.

977,0

977,0.7601,743

)(*

2

22

==

===

T

OH

nn

Xd

NHCNHmmmm

Xd

UreaORaoultPvPvXd

Supongo tener nt = 100 moles.

.87,28293082,0202,1

./202,1.60.1

.1.10

/100.05,7

.

.023,1

05,7%10002,189242,133%./.023,1

35,2

35,286,1606,1758100042,1331000

)..(02,189242,133223,26,17587,97

3

2

atm

MRTRTVn

disolltomolesUresMUreagrUreamol

disolltodisolcc

disolgrUreagr

disolccdisolgr

UreadisolccdisolgrPdisol

CTcMA

aTc

totalmasagrgrmolesn

grmolesn

urea

OH

====

==

===

==

==

====

EQUILIBRIO QUIMICO 1. Las presiones parciales del H2, I2 y HI en equilibrio a

400 C son, respectivamente, 0,15 atm, 0,384 atm, y 1,85 atm. Hallar la constante Kp a esta temperatura para la reaccin H2+I2 == 2HI, para la reaccin 1/2 H2 + 1/2 I2 == HI y para las reacciones inversas 2HI == H2 + I2 y 1/2 H2 + 1/2 I2 ==HI correspondientes a la disociacin del ioduro de hidrgeno.

1297,085,1)384,0()15,0(

2/12/1

01683,0)85,1(384,015,02

71,7)384,0()15,0(85,1

2/12/1

4,59384,015,085,12

2/12/12/12/1

2/12

2/12

22

2222

22

2/12/12/12/1

2/12

2/12

22

22

22

222

2

===+

===+

=

==+

===

atmatmatm

PPP

KpIHHI

atmatmatm

PPP

KpIHHI

atmatmatm

PPP

KpHIIH

atmatmatm

PPHIP

KpHIIH

HI

IH

IH

IH

IH

HI

IH

2. Un matraz de 1 litro de capacidad se llena en condiciones

normales de ioduro de hidrgeno, se cierra y se calienta a 400 C. Determinar la composicin de la mezcla en equilibrio si la constante Kp para el proceso H2+I2 == 2HI es igual a 59,4 a dicha temperatura.

03549,0673082,01959,1..*

)1(129,0;129,0

...016835,0*

))(1(465,22465,2

2736731

04467,0273082,0

11016835,02*

22

2

22

222

22222

2

1

212

2

2

1

1

22

===

==

=====+++=

=

====

===

=

=

finalescondn

doreemplazanPPPP

racessacandoPP

PPP

Kp

PPatmPPPPPPtatmP

KKatm

TTP

PTP

TP

molesHIn

KmolKltoatm

ltoatmRTPV

nnRTPV

KpIHHI

HI

HIHIH

H

HI

H

HI

IH

IHHIHHIIH

molesnatmP

molesnnPComoP

HH

IHIH

004579,0082,0

12527,02527,0

03549,0;

22

222"

===

3. Determinar en el problema anterior el tanto por ciento de ioduro de hidrgeno disociado y la presin de la mezcla gaseosa resultante. Cambia la presin al disociarse el HI?

Presin de la mezcla gaseosa = 2,465 atm = PHI + PH2 + PI2 % disociacin : HI 1/2 H2 + 1/2 I2 Kp = Kc (n = 0) C(1-) 1/2C 1/2C

%59,20

1297,0)1(21

)1()2/1()2/1( 2/12/1

===

=

CC

CCC

Kc

4. Un matraz de un litro de capacidad que contiene 15,23 g.

de iodo slido se llena con ioduro de hidrgeno a 25 C y 743 mm. Se cierra el matraz y se calienta a 450 C. Calcular la composicin de la mezcla gaseosa en equilibrio. La constante Kc para el proceso H2 + I2 == 2HI a 450 C es igual a 50,9. Considerar nulo el volumen de iodo slido.

[ ][ ][ ]

molesnmolesnmolesn

XX

XXordenandoXX

XXKc

HI

I

H

xxX

HIIH

molesHIK

molKltomm

ltommnnRTPV

molesIIgr

molIgr

HI

0390,00605,00005,0

0005,09,46226,3124,3

00016,0124,39,4606,0

416,0)04,0(9,50

2

2

1

2

2

22

4cx0,06

vx

v2x)(0,04

IHHIKc1ltocomoV

204,006,004,006,002

04,02984,62

1743

06,0.82,2531.23,25

22

22

2

22

22

2

===

==

=+=+

+==

+

===

++

=

==

=

5. En un recipiente de capacidad igual a 1,876 litros se

colocan 20 g de iodo y se llena cono hidrgeno a 20 C y 767 mm. Se cierra el matraz y se calienta a 400 C. Calcular la cantidad de ioduro de hidrgeno que se forma. Para el proceso HI==1/2H2 + 1/2I2, la constante Kc es igual a 0,1297 a 400 C.

22

2

22

2

0787,02934,62

876,1767

0787,0.82,2531.20

876,1

HH

H

molesK

molKltommHg

ltosmmHgRTPV

n

RTnPV

IIgr

molIgr

ltosV

=

==

=

==

HI 1/2 H2 + 1/2 I2 Kc = 0,1297 2HI H2 + I2 Kc = 0,01682

moles iniciales : 0 0,0787 0,0787 " en equilibrio : 2x 0,0787-x 0,0787-x

.125,00625,0

......;)2()0787,0(0182,0 22

molesnXdespejando

yracessacandox

xKc

HI ==

==

6. A 350 C el ioduro de hidrgeno est disociado en un 19,18

%. Hallar la constante de equilibrio a esta temperatura para las reacciones HI == 1/2 H2 +1/2 I2 ==2HI. Cmo vara el grado de disociacin del HI al modificar la presin?

HI 1/2 H2 + 1/2 I2 C 0 0 C(1-) 1/2C 1/2C

de donde Kc = )1(2/1

)1()2/1()2/1( 2/12/1

=

CC

CCC

011865)1918,01(21918,0 ==Kc

Para la otra reaccin: H2 + I2 2HI 0 0 C C C 2C(1-)

023,711918,0

)1918,01(4)1(4

2

2

22

====

Kc

cKc

El grado de disolucin no vara al modificar la presin. 7. Un matraz de un litro de capacidad contiene 6,28 milimoles

de N2O4. Al calentar a 25 C la presin gaseosa es de 0,2118 atm. Calcular las constantes Kc y Kp para la reaccin N2O4 === 2NO2 de disolucin del tetrxido de nitrgeno a dicha temperatura.

38,0138,0/1028,46

14:

298082,01028,612118,01

)1(

2)1(0

14

)1(42

232

3

222242

==

==++=

=

==

ltomolescKcluego

KmolKltoatm

moles

ltoatmnRTPV

nRTPVclculo

CCC

cCc

KcNOON

atmRTKcKpltomolesKc

n 143,)2980082,0(00585,0)(/00585,0

====

8. A 50 C y presin de 1 atm. la densidad de vapor del N2O4

es 2,202 veces mayor que la del aire a las mismas condiciones. Hallar la constante Kp para la disociacin del N2O4 a dicha temperatura.

aireON 202,242 =

Clculo de la densidad del aire aire = RTPM

ltograire

KmolKltoatm

molgratm

/0934,1323082,0

/96,281

=

=

N2O4 = 2,202 1,0934 = 2,4076 gr/lto.

977,0)4427,0(1)4427,0(4

14

4427,0

32308,0/4076,2

/92111

12

11

)1(121)1(2

2

2

2

2

242

====

=

=+

++

+=++=

KpKp

l

KmolKltoatmltogr

mogratmRTPM

nRTPVnNOON t

9. A 35 C la constante Kp para la disociacin del N2O4 es igual a 0,32 atm,. Calcular las temperaturas a las cuales el N2O4 est disociado a esta temperatura en un 25 % y en un 50%.

===

=++==

++

+

atmPtSiPt

Pt

Pt

PtKp

PtPt

OCnNOON T

2,125,04)1(32,0

14

11)1(

432,0

12

11

121

2

2

2

2

22

22

242

10. Hallar el volumen de un recipiente que el contener 1g.

de N2O4, la presin ejercida a 45 C es de 2 atm. Las constantes Kc y Kp para la disociacin del N2O4 a esta temperatura son, respectivamente, 0,02577 noles/litro y 0,672 atm.

.181,01125

318082,01084,7

129,12278,1278,01

1084,7)278,01(10086,1#

278,0;672,8672,0

672,0672,08:

18

1)1(2)1(

44

12

11

12

11

21012

10086,1.92198,1

3

42

3242

2

22

2

222

242

422

42

4242

ltosVatm

KmolKltoatm

moles

PnRT

V

atmOPpN

OmolesN

despejando

Kp

PtPtPp

x

NOON

OmolesNONgrOmolN

ON

=

==

====

===

=++=

++

++

=

11. Un recipiente de 10 litros contiene en equilibrio a 200

C 4,24 g. de PCl5, 2,88 g. de PCl3 y 5,46 g. de Cl2.

Hallar las constantes Kc y Kp para la disociacin del PCl5 a esta temperatura.

[ ][ ][ ]

[ ][ ][ ]

atmRTKcKp

ltomolesKc

ltosmolgrgr

ltosmolgrgrgr

Kc

PClClPCl

Kc

ClPClPCl

072,3)473082,0(0072,0)(

/0072,0101003,21069,71009,2

10/5,20829,4

1/7146,5105,137/.88,2

2

22

5

23

235

====

=

=

==+

12. Un recipiente de 1,891 litros contiene 0,0300 moles de

PCl3 0,0300 moles de Cl2 y 0,600 moles de PCl5 en equilibrio a 200 C. Determinar: a), la constante Kc para la disociacin del PCl5 a esta temperatura; b), la presin de la mezcla gaseosa; c), la composicin de la mezcla gaseosa si a temperatura invariable el volumen se reduce a la mitad, y d), la presin de la mezcla en estas nuevas condiciones.

PCl5 PCl3 + Cl2

a) 00793,0

)891,1/06,0()891,1/03,0)(891,1/03,0( ==Kc

b) atmP

ltos

KmolKltoatm

moles

VnRT

P

461,2891,1

473082,012,0

=

==

c) 5455,0)06,0(

)03,0)(03,0(9455,02/891,1

xxx

Kc

ltosV

+=

==

despejando y ordenando :

molesnTmolesnClmolesnPClmolesnPCl

X

xx

1852,02252,000748,003,002252,000748,005,006748,000748,006,0

00748,0205223,00675,0

000045,00675,0

2

3

5

2

=

=====+=

==

=+

d) atm

VnRT

P 61576,49455,0473082,011252,0 ===

13. A 250 C y presin de 1,261 atm, la densidad de vapor

del PCl5 con respecto al hidrgeno es igual a 58,5. Hallar la constante Kp para la disociacin del PCl5 a esta temperatura.

PCl5 PCl3 + Cl2 nT 1 0 0 1- 1+

X 1111

1

+++

Pp PtPtPt

+++

1111

ltogrP

KmolKltoatm

molgratmRTPM

Pclculo

Kp

H

H

/0592,0523082,0/016,2261,1

1261,1

261,1)1(1)261,1()1(

2

"

2

22

22

=

===

=

++=

PCl5 = 58,5 H2 = 3,467 gr/lto de la ecuacin : PM = (1+) RT = 0,7658 ; = 76,58 % luego: Kp= (0,7658)2 / (1-0,7658)2 1,261 = 1,788 atm. 14. Hallar la presin a la cual el PCl5 a 200 C tiene un

densidad de vapor relativa al aire en las mismas condiciones igual a 5,00. La constante Kp para la disociacin del PCl5 a 200 C es 0,3075 atm.

PCl5 = 5 aire

ltograire

KmolKltoatm

molgratmaire

RTPM

/7466,0473082,0

/96,281

=

=

=

PCl5 = 3,733 gr/lto

001235 ClPClPCl +

)1()1(3075,03075,01

1111

2

2

2

2

===+++

dondePtPtKp

PtPtPp

Clculo de : PM = (1+) RT

atmPten

KmolKltoatmltogr

molgratm

29,1)1(%8,43;438,0

473082,0/733,3

/26,20811

====

=+

15. Hallar el grado de disociacin de 0,01 moles de PCl5

contenidos en un recipiente de 1 litro de capacidad a 250 C. Para la disociacin del PCl5 a esta temperatura, Kp es igual a 1,79 atm.

PCl5 PCl3 + Cl2 C O O C(1-) C C

004173,010173,401,0:

04173,0101,0)523082,0(79,1

)()(1

)1(

22

21

2

22

=+

===

====

despejando

Kc

RTkpKcRTKcKpc

Kc

cc

Kc

nn

%2,83832,0102

01655,0102

005810173,4

2

2

2

===

=

16. Al calentar el pentacloruro de antimonio se disocia en

tricloruro de antimonio y cloro. A 182 C y presin de 1 atm. Se disocia en un 29,2 %. Calcular las constantes Kp y Kc para la disociacin del SbCl5 a esta temperatura y hallar la presin a la cual se disociara en un 60%.

SbCl5 SbCl3 + Cl2 nT 1 0 0 1-

X

+++

1111

Pp PtPtPt

+++

1111

Cuando = 29,2 %

00249,

)455082,0(0932,0)(

0932,01)252,0(111

22

2

====

===

KcRTKpKc

PtKp

Presin cuando =60 %

.1656,036,064,00932,0

)6,0(1)6,0(0932,0

2

2atmPt

PtKp ===

== 17. La densidad de vapor con respecto al aire del

pentacloruro de antimonio a 248 C y 2 atm. es 6,50. Calcular la constante Kp para la disociacin del SbCl5 a esta tremperatura.

SbCl5 = 6,5 aire

ltogrSbCl

ltogrK

molKltoatm

molgratmRTPM

aire

/812,8

/1355521082,0

/96,282

5 =

=

==

SbCl5 SbCl3 + Cl2

1 0 0 1-

X

+++

1111

Pp 2

12

12

11

+++

2

2

1 =Pt

Kp calculamos por PV=(1+)nRT

060,1)588,0(12)588,0(2

2

==Kp

18. Una mezcla de nitrgeno e hidrgeno en la relacin

volumtrica y molar de 1 a 3 se calienta a 400 C y se comprime a 50 atm. En la mezcla gaseosa en equilibrio que se obtiene, en presencia de un catalizador adecuado, existe un 15,11 % de NH3. Calcular la constante Kp para el proceso:

No + 3H2 === 2NH3 a 400 C 1 3 2 84,89% 15,11 % N2 = 21,22 % H2 = 63,66 % NH3= 15,11 % Calculamos las presiones parciales Pt= 50 atm

23

2

22

23

3

2

2

000166,0)83,31(61,10)555,7(

555,75011511,0

83,315016366,0

61,105012122,0

===

==

==

==

atmPP

PKp

atmatmP

atmatmP

atmatmP

PHPN

PNH

PNH

PH

PN

19. La constante Kp para la reaccin N2 + 3H2 === 2NH3 a 450 C es igual a 0,0000519 atm-2. Calcular el tanto por ciento en volumen de NH3 que existir en la mezcla gaseosa en equilibrio obtenida al someter una mezcla que contiene en volumen un 25 % de N2 y un 75% de H2 a 450 C y 100 atm. en presencia de un catalizador.

Kp=0,0000159atm-2 = 3

22

23

HN

NH

PPP

1636,011,6

4868,702,56629,5514868,23

07434,34868,237434,37434,3)1(16

9100)1(4

)100()1()4/3(10041

)100(0000519,0

1004)1(31004

10,100

2

1

22

24

22

333

22

2

2

3

===

=+=

===

=

==

xx

x

xxxx

xx

xx

xKp

xP

xP

xP

H

N

NH

20. En presencia de un catalizador, el alcohol isoproplico

se transforma en gaseosa, en acetona e hidrgeno segn la reaccin CH3CHOHCH3 === CH3COCH3 + H2. Calcular los gramos de acetona que se fo