UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MEXICO

PROBLEMARIO DE QUIMICA1°SEMESTRE

FACULTAD DE QUIMICAQUIMICO FARMACEUTICO BIOLOGO

1. Determine el reactivo limitante para las siguientes reacciones:

A.- H 2SO4+ Ca(OH )2→ CaSO4+ 2H 2O

Si se tienen:

7∗1024 Moléculas de H 2SO4

1.02∗1025 Moléculas de Ca(OH )2

Calculando masas molares de los compuestos:

H 2SO4 Ca(OH )2 CaSO4 2H 2O98g 58g 136g 36g

Convirtiendo unidades (moléculas) a (gramos).

7∗1024Moléculas de H 2SO4

1 mol de H 2SO4 98 g de H 2SO4

6.022∗1023 moléculas de H 2SO4 1 mol de H 2SO4

= 1139.1564 g de H 2SO4

1.02 x1025moléculas de

Ca(OH )2

1 mol de Ca(OH )2 58 g de Ca(OH )26.022∗1023 moléculas de

Ca(OH )21 mol de Ca(OH )2

= 982.397 g de Ca(OH )2

X g deCaSO4=

X g de CaSO4= 2303.55363 g de CaSO4

X g de CaSO4=

X g de CaSO4= 1580.8701 g de CaSO4ESTE ES EL RESULTADO CORRECTO.

El reactivo limitante es el: H 2SO4

¿Cuál fue el rendimiento porcentual de la reacción si en laboratorio se obtuvieron 1758 g de CaSO4?

(136 g de CaSO4)(982.397 g de Ca(OH )2)58 g de Ca(OH )2

(136 g de CaSO4)(1139.1564 g de H 2SO4)

98 g de H 2SO4

Rendimiento %= Rendimiento teoricoRendimiento real

x100

Por lo tanto: R%= 1580.8701gdeCaSO4

1758gdeCaSO4

x100 = 98.92 %

B.- AgOH+ HNO3 → AgNO3 + H 2O

Se tienen:

14 g de AgOH

7.21 x1023 Moléculas de HNO3

Calculando masas molares de los compuestos:

AgOH HNO3 AgNO3 H 2O124.86g 63g 169.86g 18g

Convirtiendo unidades (moléculas) a (gramos):

7.21∗1023Moléculas de HNO3

1 mol de HNO3 98 g deHNO3

6.022∗1023 moléculas de HNO3 1 mol deHNO3

=75.4159 g de HNO3

Xg de AgNO3 = 203.3356 g de

HNO3

Xg deAgNO3

= 19.0456 g de AgNO3ES EL RESULTADO CORRECTO

El reactivo limitante es el: AgOH

Calcule el AgNO3 obtenido en laboratorio si el rendimiento fue de 71.59%.

Rendimiento %= Rendimiento teoricoRendimiento real

x100

Por lo tanto: Rendimiento real= Rendimiento%

100x rendimiento teórico

(169.86g de AgNO3)(75.4159 g de HNO3)

63 g de HNO3

(169.86g de AgNO3)(14 g de AgOH)

124.86gg de AgOH

Rendimiento real=71.59100

x 19.0456 g de AgNO3

Rendimiento real= 13.6347 g de AgNO3

2. El aceite de cinamon, obtenido de las ramas y las hojas del árbol de canela que crecen en las zonas tropicales, se utilizan para la fabricación de perfumes y cosméticos. Su constituyente principal es el aldehído cinámico C9H 8 O, sin embargo la concentración elevada de este ocasiona irritaciones en la piel, por lo que las concentraciones deben ser bajas. Con esta finalidad se buscó un derivado del aldehído cinámico, de fórmula: C9H 10 O, con propiedades similares pero que no irrita la piel. Este se prepara al hacer reaccionar aldehído cinámico con hidrogeno gaseoso según la siguiente reacción:

C9H 8 O + H 2 → C9H 10 O

Para lo anterior se hacen reaccionar: 15 L de solución de aldehído cinámico 3.5 M con 30.7 moles de hidrogeno gaseoso.

Determine:

A) Cantidad en gramos que se obtendrán del derivado C9H 8 O + H 2, considerando un rendimiento del 95%.

Calculando pesos moleculares de cada compuesto:

C9H 8 O + H 2 H 2 C9H 10 O132g 2g 134g

nC9 H 10O= (15L) (305molL

) = 52.5 mol de C9H 10 O

Si: Rendimiento %= nreal

n teorico x100

Por lo tanto rendimientoreal= 95100

x 30.7 moles= 29.165 moles de C9H 10 O

g de C9H 10 O = 29.165 moles de C9H 10 O (134 gdeC9H 10O

1moldeC9H 10O) = 3908.11 g de C9H 10 O

B): El derivado se usa en soluciones acuosas a 3.5% de su peso. ¿Cómo prepararías 1L de una solución?, indica pesos y cantidades requeridas. La densidad de la solución es de 1.08 g/mol.

3.5%=msolutom solucion

x 100

m soluto=35100

x 1.08g solucionmLdesolucion

x 1000mL1 L

x 1L = 378 g de C9H 10 O

m disolvente= 1.08g solucionmLdisolucion

x 1000mL1 L

x 1L = 1080 g de disolvente

1080 g de disolvente – 378 g de soluto = 702 g de disolvente

Como la densidad del agua = 1, los 702 g de agua= 702 mL de agua

Para preparar 1 litro de solución al 3.5% en peso de C9H 10 O es necesario pasar 378g de C9H 10 O y disolverlos en 702 mL de agua.

B) A partir del inciso anterior (al 3.5% en peso) se requiere preparar 2L de una solución de 0.1 M del derivado, ¿Qué volumen de la solución se requiere?

Si se requieren 2L a 0.1 M

M requeridos = 2L (0.1mol1 L

) (134 g1mol

) = 26.8 g de C9H 10 O

Masa de solución que contiene la masa requerida:

3.5% en peso = (masa solutomasa solucion

= 100g3.5

x 20.8 g de soluto= 755.7 g de solución.

Volumen de la solución al 3.5% en peso

V= ( 1mL1.08g

) (765.7 g) = 708.98 mL de C9H 10 O

3. La estructura básica del ácido acético que se muestra enseguida es correcta, pero algunos enlaces son incorrectos.

a) Identifique estos enlaces y explique porque son incorrectos.b) Escriba la estructura de Lewis correcta para el ácido acético.

A) 1: El hidrogeno no forma enlaces dobles.2: La molécula de carbono excede su octeto, en esta molécula, no existe la excepción del octeto3: En este átomo (el oxigeno) tiende a formar un doble enlace.

1

3

2

c) Determine su carga formal:

CFH 1= 1-0-12

(2)=0 CFC 1=4-0-12

(8)= 0

CFH 2= = 1-0-12

(2)=0 CFC 2= 4-0-12

(8)= 0

CFH 3== 1-0-12

(2)=0 CFO 1= 6-4-12

(4)= 0

CFH 4== 1-0-12

(2)=0 CFO 2= 6-4-12

(4)=0

∑CF= 0+0+0+0+0+0+0+0= 0 PARTÍCULA NEUTRA.

d) Describa la geometría molecular para las moléculas:

Sin pares de electrones libre, geometría tetraédrica

Sin pares de electrones libres, pero con solo tres átomos enlazados, trigonal plana

e) Demuestre la hibridación del átomo de carbono y el oxigeno, pertenecientes en la molécula.

6C= 1 s2, 2 s2, 2 p2 = 4 electrones de valencia.8O=1 s2, 2 s2, 2 p4= 6 electrones de valencia

CARBONO:

OXIGENO:

4. Los Silanos son agentes reductores, los cuales están constituidos solamente de silicio e hidrogeno si una muestra contiene 91.80% de silicio ¿Cuál es la fórmula mínima del compuesto?

Si=91.80% 100%(muestra) – 91.80% Si = 8.2%HH=8.2%

nSi=91.80g

28.09gmol = 3.26mol nH= 8.2g

1.008gmol = 8.13mol

3.26mol3.26mol= 1

8.13mol3.26mol = 2.49

1 x 2= 2 2.49 x 2= 4.98 ≈5

Formula mínima: Si2H5

5. Un compuesto de Azida contiene 62.04% de bario y 37.96% de nitrógeno.a) Determinar formula del compuestob) Estructura de Lewis.

Promoción de electrón

Electrones desapareados.

↑↓ ↑ ↑ 2s 2px 2p

y2pz ↑ ↑ ↑ ↑

Orbitales híbridos sp3

↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 2s 2px 2py 2pz Promoción de electrón ↑↓ ↑↓ ↑ ↑

Orbitales híbridos sp3

A) Ba= 62.04%

N=37.96% nBa=62.04 g137.3gmol

= 0.4518mol nN=37.96 g14 gmol

=2.7114mol

0.4518mol0.4518mol

= 1 2.714mol0.4518mol

= 6

Formula: Ba1N6 = BaN6

B) Ba=2e-

N=5 x 6= 30 e-

Total: 30 + 2 = 32 electrones

N – N – N – Ba – N – N – N

Estructura:

6. Demostrar con diagrama de orbital cuál de las especies N2 y N2+ es más estable.

N2 N2+

OE= (6 – 0)/2= 3 OE= (5 – 0)/2=2.5

Es más estable N2 que N2+ ya que su orden de enlace es de 3 un enlace triple, mientras que

el otro presenta un orden de enlace de 2.5

7. Se disuelven 5 g de ácido clorhídrico en 35 g de agua. Sabiendo que la densidad de la disolución es 1,060 g/cm3, hallar: a) tanto por ciento en masa; b) molaridad; c) normalidad; d) molalidad

A) Masa de la disolución 35 + 5 = 40 g

Xg de 5gde HCl(100%)40gde disolucion

= 12.5%

B) Densidad = mV

: V= m

densidad= 40 gdisolucion

1,060g

cm3 = 37.7 cm3 de volumen de disolución

M = nV

=

5 g36.5 g/mol37.7cm31.000cm3/ l

= 37.7 M

C) n° Eq-g = gdeHcl

Eq−g HCl=

gde HCLM HCL/ v

=

n°Eq-g = 5 g

36.5g Eq−g= 0.13 Eq-g

N = n° Eq−g

V= 0.13 Eq−g37.7cm31.000cm3/ l

= 3.7 N

D) m = nm

=

5 g36.5 g/mol35 g

1.000g /kg

= 3.91m

8. Se derrama un poco de ácido sulfúrico sobre una mesa de laboratorio. El ácido se puede neutralizar

espolvoreando bicarbonato de sodio sobre él para después recoger con un trapo la solución resultante. El bicarbonato de sodio reacciona con el ácido sulfúrico de la forma siguiente:

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

Se agrega bicarbonato de sodio hasta que cesa el burbujeo debido a la formación de CO2 (g). Si se derramaron 35 mL de 6.0M, ¿cuál es la masa mínima de que es necesario agregar para neutralizar el ácido derramado?

Como: M= molesde solutoLdedisolucion

Por lo tanto: 6.0 M= moles de NaHCO30.035 Lde H 2 SO 4

moles de NaHCO3 = (6.0 M) (0.035 Lde H 2SO 4) = 0.21moles de NaHCO3

Luego: Moles de soluto= masadesolutomasamolar

0.21 moles de NaHCO3= gramos de NaHCO3

84g

mol

Gramos de NaHCO3= (0.21moles de NaHCO3) (84g

mol) = 17.64 g de NaHCO3

9. Una solución se preparó disolviendo 16.0 g de cloruro de calcio, CaCl2 en 72.0 g de agua, y tiene una densidad de 1.180 g/mL a 20oC. ¿Cuál es la concentración % m/m y % m/v, M y m de la disolución?

Masa de la disolución = 16 g CaCl2 + 72 g H2O = 88 g disolución

% m/m = 16 gdeCaCl288g dedisolucion

X 100= 18.18%

% m/v=18.18 gdeCaCl2100gde disolucion

= 1.18gde disolucion1mlde disolucion

X 100 = 21.454%

M = (1molCaCl2110 gdeCaCl2

) (18.18 gdeCaCl2100gde disolucion

) (1.18gde disolucion

1ml ) (1000ml1 L

¿= 1.95

mol/L

m= (16g deCaCl272g de H 2O

) (1mol

110 gdeCaCl2) (1000g1Kg

) = 2.020 m

10. Una muestra de 3.87 mg de ácido ascórbico (vitamina C) por combustión genera 5.80 mg de CO2 y 1.58 mg de H2O. ¿Cuál es la composición en porciento de este compuesto (el porcentaje de masa de cada elemento)?. El ácido ascórbico contiene solamente C, H y O. determine la formula mínima

Masa del C = (5.8 x 10-3g CO2) (1 mol CO2/44 g de CO2) (1 mol CO/1 mol C) (1 mol C/12 g C) = 1.58 x 10-3g C = 1.58 mg

Masa de H= (1.58 x 10-3 g H2O) (1 mol H2O/18 g H2O) (2 mol H /1 mol H2O) (1.01 g H /1 mol H)=1.77 x 10-4g H =0.177 mg

Masa de O = 3.87g de vitamina C - (1.58 mg +0.177 mg)

% masa de C = (1.58 mg/3.87 mg) x 100 = 40.82%

% masa de H = (0.177 mg/3.87 mg) x 100 = 4.57%

% masa de O = (2.11 mg/3.87 mg) x 100% = 54.61%

NC= 40.82g deC12 g/mol

= 3.40/3.40 = (1)3 =3

NH= 4.57 gdeC1g/mol

= 4.57/3.40 = (1.34)3 =4.02 casi 4 Formula mínima = (C3H4O3)

NO= 54.61gdeC16 g/mol

= 3.41/3.40 = (1.002)3 = 3

11. Para las moléculas de CHCl3, indique:A) El número de pares de electrones sin compartir de cada átomoB) La geometría de la molécula utilizando la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de

valenciaC) Hibridación del átomo central D) Polaridad

A. C: [He] 2s22p2 H: 1s1 Cl: [Ne] 3s2 3p5 1 + 4 + 7(3) = 26 e-

-

B. Según la estructura de Lewis representada en lo anterior, y debido a que no presentan par de electrones libre la geometría es: Tetraédrica

C. El atomo central debido a que es el mas Electronegativo es el Carbono

C = [He] 2s22p2 = 7 e-

PROMOCION

s dx dy dz sp3

D. Debido a que sus cuatro átomos ejercen una fuerza de repulsión igual, causan que estos se anulen haciendo el momento dipolar cero, a lo que se dice que es una molécula APOLAR.

109°

12. El tricloruro de nitrógeno o tricloramina, NCl3 es un líquido que se descompone explosivamente en sus elementos. Fue preparado por vez primera en 1811 por P. L. Dulong, quien perdió tres dedos y un ojo en el intento. Se hidroliza rápidamente para formar amoníaco y ácido hipocloroso: NCl3 + H2O NH3 + HClO

¿Cuántos gramos de ácido hipocloroso pueden formarse a partir de 36,0 g de NCl3 si el rendimiento de la operación es solo del 92%? ¿Qué volumen de amoníaco, medido a 1,00 atm y 20° C, se produce?

NCl3 + 3H2O NH3 + 3HClO

(36.0 g NCl3)⟨ 1mol NCl3120.36 g NCl3|3mol HClO

1mol NCl3 |52.46 g HClO1mol HClO ⟩ = 47.1 g HClO

Rendimiento porcentual = rendimiento real

rendimientoteoricox 100: 92 =

Rendmiento real47.1g x 100

Rendimiento real = 47.1 g100%

x 92%= 43.3 g HClO

V = nRTρ

= (1mol )( 0.082atmLkgmol )(293Kg)

1atm= 24 L

(43.3g HClO)⟨ 1mol HClO52.46 g HClO|1mol NH 3

3mol NH 3| 24 LNH 31mol NH 3 ⟩= 6.60 L de NH3

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MEXICO

FACULTAD DE QUIMICA

QUIMICO FARMACEUTICO BIOLOGO

PROBLEMARIO DE QUIMICA

1°SEMESTRE2° Parcial

GRUPO No. 12

M. en S.H.O Esther Gomora Torres

Alumnos

González Jiménez Brenda Jazmin

Miranda Hernández Jonathan Onel

Javier Matías José

Gallarza Mireles Gustavo Omar

20 de Noviembre 2013