LABORATORIA Nº 02 (CAPITULO III Y IV)

01. Se van a tratar 50 gramos de aluminio con 10% de exceso de H₂SO₄ .La ecuación química es:

2Al + 3H₂SO₄ Al₂ (SO)₃ + 3H₂ (gas)

a) ¿Qué volumen de acido sulfúrico concentrado, de densidad 1,8 g/cm³ y que contiene 96,5% de acido sulfúrico en peso, se debe utilizar?

b) ¿Qué volumen de hidrogeno se recogerá sobre agua a20 °C y 785 torr?

mol (g)

2Al + 3H₂SO₄ Al₂(so₄)₃ + 3H₂2mol 3mol 1mol 3mol54g 294g 342g 6g50g Xg Ymol

a) X= X= 272,22g de H₂SO₄

Con 10% de exceso

272, 22( ) = 299,44g de H SO

De la formula

MH₂SO₄ = X dxV V= V=

V=172,39ml de H₂SO₄

b) Volumen de H₂ PV = MRT M= moles

y= y= 2.78ml de H₂

A las condiciones dl problema: V=

V= V = 66,13litros de H₂

02) A 100 Kg. de HNOз al 50% de HNOз puro, se le agrega 75 Kg. de plata pura, disolviéndose la última en le solución acida según la ecuación química:

3Ag + 4 HNOз-------→ 3AgNOз +NO + 2H₂O

Calcular: La producción de AgNOз.

EN LIBRO: presión de vapor de H₂O a 20⁰c = 17,43mmHg

Peso(g)

Peso(g)

3AG + 4HNO₃ 3AgNO₃ +NO+ H₂O3(108) 4(63) 510

50000 X

Determinar reactante limite:

HNO₃= = 198,4 El HNO₃ es el reactante limite con

50000g

Sg = = 23,14

X = OK = 24846.6g de Sg NO₃ ó 24,85kg de NO

10.6Lb de Bi

6.4Lb Pb

3Lb Sn

03) Una aleación de bajo punto de fusión se prepara fundiendo juntos 10,6 lb. De bismuto 6,4 de plomo y3 lb. De estaño.

a) ¿Cuál es la composición porcentual de la aleación?

b) ¿Cuánto metal de cada clase se necesita para preparar 70 g de aleación?

c) Que peso de aleación puede prepararse con 4,2 lb de estaño.

10.6Lb Bi % Bi = x 100 = 53% Bi

6.4 Lb Pb % Pb = x 100 = 32% Pb

3Lb Sn % Sn = x 100 = 15%Sn

En total 20 Lb

xLb 100%

4.2LbSn 15%

X= 28Lb de aleación

04) Determinar el peso molecular de un gas cuya densidad a 40 °C y 785 torr es 1,286 g/l.

Pv = nRT PM =

PM = 1.286 PM= 33

05) El disulfuro CS₂ , se puede prepara a partir de:

La reacción global es: 5C +2SO₂ -----→CS₂ +4CO

¿Cuántos moles de CS₂ se Puede preparar de 4,5 kg de SO₂ con 200 moles de carbono, si la conversación es 92,5%?

Moles Peso (g)

5C + 2SO₂ CS₂ + 4CO5mol 2mol 1mol 4mol60g 128g 76g 112g

4500g xmol

R. Limite

= 35.15 El so₂ es el reactante limite con 4500g

= 40

X= = 35.15mol

Conversión: 92.5%

35. 15( )= 32.51mol

06) Hallar el volumen de 50 libras de un gas que contiene 85% de etano (C₂H₆) y

15%de metano (CH₄) a 20⁰C y 15,7 psi.

C₂H₆ 42.5lb = 19278g Nс₂h₆ = 642.6

CH₄ 7.5Lb = 3402g Nсh₄ = 212.625 Total de moles 855.225

Pv = nRT

V = V= 19238.8

07) Hallar el volumen de 50 libras de un gas que contiene 85% de etano (C₂H₆) y

15%de metano (CH₄) a 20⁰C y 15,7 psi.

% A= X 100

40= X 100 A = B

Luego: %A =?

% A= X 100 = 8.57%A

08). La forma mas pura del carbono se prepara descomponiendo el azúcar puro

C₁₂H₂₂O₁₁ ¿Cuál es el número máximo de gramos de carbono que podrían obtenerse de una libra de azúcar?

C₁₂H₂₂O₁₁ PM= 342

1Lb azúcar 453.6g de azúcar

453.6 de C₁₂H₂₂O₁₁ = 190.9g de carbono

09) Un análisis típico de un vidrio pírex dio 12,9% de B₂O₃, 2,2% de Al₂O₃ 3,8% de

K₂O y el resto SiO₂ .Cual es la relación entre el numero de átomos de silicio al de boro en el vidrio?

12.9%B₂O₃ 12.9g de B₂O₃ ( )= 4.0034g de

2.2% Al₂O₃ 3.8%k₂O

81.1%ScO₂ 81.1g de SCO₂ ( ) = 337.84g Sc

En total 100%

Relación: = = 3.64

10) Una masa de oxigeno ocupa 40 pies³ a 758 mm Hg .Calcular su volumen a 635 mm Hg, manteniendo la temperatura constante.

1 2 P₁= 758mmHg v₁= 40pies³ t₁= cte

p₂= 635mmHgv₁=??T₂ = Cte

P₁V₁= P₂V₂ 758(40)= 635(V₂) V = 47.74 Pies³

11) Exactamente 500ml de un gas a CN pesan 0,581 g. La combustión del gas es la siguiente : C = 92,24% , H = 7,76 % .¿Cual es la formula molecular?.

M= M = = 0.022Moles

PM= PM= = 26

FORMA EMPIRICA:

C: = 7.68 7.68/7.68 = 1

H: = 7.76 7.76/7.68= 1

FORMA MOLECULAR:

2(CH) C₂H₂

12) BALANCEAR:

A) + ----- → I₂ + NO

b) -------→ PH₃ + H₂PO₂

c) + -------→ + Cr

d) I + -------→ I₂

e) Mn +H₂O₂ -------→ O₂ +

Mol Peso(g)

C₅ + H₂O CO + H₂1mol 1mol 1mol 1mol12g 18g 28g 2gXg 5.66mol

X= = 67.92 de carbon

Se tiene250L de la mezcla CO, H₂

PV= nRT

N= = = n= 11.32mol

Hay.

5.66 moles de CO₃

5.66 moles de H₂

13) La reacción del coke con vapor de agua produce una mezcla de CO (g) y H₂ (g) llamado gas de agua.

C(s) +H₂O (v) ---→ CO (g) + H₂ (g)

¿Cual es el peso de coke necesario para preparar 250 L de gas de agua si el volumen de la mezclase mide a 1,2 atm. Y 50°C?

moles2Co + O₂ 2CO₂2mol 1mol 2mol0.211mol Xmol

Reactante limite

Co: N = = n= 0.0211mol Co= = 0.01055 El Co es el R limitante con

0.02moles

O₂: N= N= 0.023mol O₂= = 0.023mol

X= X= 0.0211moles

En litros será: V= V= V= 0.527 litros.

15)Una mezcla de O₂ ,N₂ y CO₂ ejercen una presión de 93,33 kpa en un recipiente de

10 dm³ a 30°C .El análisis nos dice que la presión parcial del O₂ es de 26,66kpa y que

hay 4,4 g de CO₂ ¿Cual es la presión parcial del nitrógeno?

Po₂ + Pn₂ + Pco₂ = 93.33Kpa

PO₂ = 26.66Kpa

Pco₂= Nco₂ = = 0.248 átomos ò 25.1KPa

Pn₂= 93.33 – 225.1 = 41.57KPa

16) Una muestra de 0,14 g de una aleación de Al – Zn, cuando se le trata con HCl

desprende 0,140L de H₂ a CN. ¿Cuántos gramos de Aluminio tienen la aleación?

Las ecuaciones químicas no balanceadas, son:

Al + HCl -------→ AlCl₃ + H₂ (gas)

Zn + HCl ------→ ZnCl₂ + H₂ (gas)

2Al + 6ACl 2AlCl₃ + 3H₂54g 67.2L

Zn + 2HCl ZnCl₂ + H₂

a X B Y

a +b = 0.14

a = b= al reemplazar

a = (0.127) a = 0.102 de aluminio

17) Un recipiente de vidrio pesa 40,1306 g estando limpio, seco y vacio, y138 ,2410 g estando lleno de agua a 25°C=0,997 g/ml). Cuando se llena con un gas a 0,9 atm y 24,1°C pesa 40,2487 g .Cual es el peso molecular?

i) Mrecip = 40.1306g ii) Mr + MH₂O = 138.241g donde MH₂O = 98.1104g

Por la formula D = V= V = 98.4ml

Volumen del H₂O = volumen del recipiente= volumen del gas = 98.4ml ó 0.0984L

Cuando se llena con gas:

Mrecip + Mgas = 40.2487g Mgas = 0.1127g

Moles de gas: n= = n= 3.63 x 10 moles

18) El acido nítrico se produce por disolución de NO₂ en H₂O de acuerdo a la siguiente ecuación (no balanceada):

NO₂ (gas) + H₂O (liquido) HNO₃ (liquido) + NO (gas)

¿Cuántos litros de NO₂ a 25°C y 102 ,66 kpa se requieren para producir 10 g de acido nitrico HNO₃?

3NO₂ + H₂O 2HNO₃ + NO 3moles 126g X moles 10g

X= = x= 0.238moles de NO₂

V= V= = 5.69 v= 5.69litros

19) Un bulbo de vidrio es de 250 ml y pesa 25,2342 g estando vacio .Cuando se llena con gas a100°C y83, 39 kpa, el peso del bulbo ahora es de 26,2761 g ¿Cual es el peso molecular del gas?

mB= 25.2342g ii) MB + M gas = 26.2761g Mgas = 1.0419g

PV= nRT

N= N= 0.0067 moles

PM= = PM = 155g mol

20). Determinar los moles de cada reactante que se necesita para producir 16,05 g de

Cloruro de Amonio, NH₄Cl, según la ecuación (no balanceada):

BiCl₃ + NH₃ + H₂O Bi (OH)₃ + NH₄Cl

Mol (g)BiCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O Bi (OH)₃ + 3NH₄Cl1mol 3mol 3mol 3mol 160.5gX y z

X= = 0.1molde BiCl₃

Y= = 0.3mol de NH₃

Z= = 0.3mol de H₂O

21) Una muestra de 0,573 g de Nitrato de Mercurio (II) Hg (NO)₃ hidratado se somete a calentamiento a fin de eliminar el agua .Una vez enfriado, el residuo se pesa, resultando ser de 0,558 g .Determine la formula empírica.

Hg (NO₃)₂. X H₂O Hg (NO₃)= = 1.71 x

H₂O= = 8.33 X

Luego: 2Hg (NO₃). H₂O

22) ¿Cuantos de Na₂S₂O₄ se puede obtener a partir de 100kg de Zn , según las

ecuaciones :Zn + 2SO₂ ----→ ZnS₂O₄

ZnS₂O₄ + Na₂CO₃ ----→ ZnCO₃ + Na₂S₂O₄

ZnS₂O + Na₂CO₃ ZnCO₃ + Na₂S₂O₄Zn + 2SO₂ ZnS₂O₄ZnS₂O₄ + Zn + Na₂CO₃ ZnCO₃ + Na₂S₂O₄ + ZnS₂O₄

Zn + Na₂CO₃ ZnCO₃ + Na₂S₂O₄65.4 174100 X

X= X =266Kg de Na₂S₂O₄

23) Una mezcla de NaHCO₃ y Na₂CO₃ peso 1,0235g .La mezcla se hizo reaccionar

con Ba (OH)₂ y se formo 2,1028 g de BaCO₃

Según las ecuaciones:

Na₂CO₃ + Ba (OH)₂ ----→ BaCO₃ + 2NaOH

NaHCO₃ + Ba (OH)₂ ----→ BaCO₃+ NaOH +H₂O

¿Cuál es el porcentaje de Na₂CO₃ en la mezcla original?

Na₂CO₃ + Bi(6H)₂ BiCO₃ + 2NaOH106g 197g

A x

A= X

NaHCO₃ + Bi(OH)₂ BiCO₃ + NaOH + H₂O84g 197gB y

B = Y

Reemplazando: x + y = 2.1028

x + Y = 1.0235 donde x= 1.136

A= (1.136) = 0.6114gNaCO₃

%= = 59.72%

24) Una mezcla de CH₄ y C₃H₈ pesa 13,43 g se quema con oxigeno necesario. Si la

masa total de CO₂ y H₂O pesa 64,84 g .¿Cual es el % de CH₄ en la mezcla ?. Las ecuaciones son:

CH₄ +O₂-----→CO₂ +H₂O

C₃H₈+O₂-----→CO₂ +H₂O

Mol(g)CH₄ + 2O₂ CO₂ + 2H₂O16g 44g 36g

A x y

Mol(g)C₃H₈ + 5O₂ 3CO₂ + 4H₂O44g 132g 72gB z w

A + b= 13.43 x+y+ z+w= 64.84

X= a z= b

Y= a w= b

A+b= 13.43

a + a+ 3b+ b= 64.84 b=6.3525g y a = 7.0775g

Luego: %CH₄= X 100 = 52.7%CH₄

25). Determinar el volumen de nitrógeno a 640 mm HG y 27 °C que se necesita para que reaccione con 12,4 g fe Magnesio. La ecuación es:

Mg + N ₂ ------→ Mg₃N₂

Mol(g)

3Mg + N₂ Mg₃N₂3mol 1mol 72.9g 12.4g x

X= = 0.17moldeN₂

Volumen de H₂: = V= 4.96L de N₂

26) Reacciona 57,6 g de oxigeno con 28 litros de que esta 1,2 atm y 27°C, según la ecuación:

CH₄ +O₂-----→CO₂ +H₂O

Determinar: a) Litros de CO₂ a 15 psiy 100 °F

b) Si en realidad se produce 11g de CO₂ ,

¿Cuál es el % de rendimiento?

Mol(g)

CH₄ + 2O₂ CO₂ + 2H₂O1mol 2mol 1mol 2mol16g 64g 44g 36g 57.6g x mol

X = = 0.9mol de CO₂

Moles de CH₄ R limite

V= = CH₄= = 1.2195

V= 1.2195mol de CH₄

O₂ = = 0.9

A) V= V = = 22.47L

B) Se obtuvo 11g de CO₂ para la reacción se obtuvo 44(0.9)= 39.6g

% = x 100 = 27.82%

27) Se tiene 4L de NO a 0,5 atm separados mediante una llave y 2L de O₂ a 1atm. Cuando se abre la llave, se produce la reacción:

2NO+O₂-----→2NO₂

Si la temperatura se mantiene constante a 25°C. Determinar las presiones parciales de cada gas que permanecer al final

T

2NO + O₂ 2NO₂2mol 1mol 2mol

0.0818mol y x

Determinamos los moles Determinamos R .limite

Moles de NO:N= =

= 0.0818 de No

Moles O₂:

= 0.0818mol de O₂

NO: moles = 0.0409

O₂: mol = 0.0818mol

X= = 0.0818moles de NO₂

Después de la reacción solamente hay 0.0818moles de NO₂ entonces:

NO 4LIitros 0.5atomos

O₂ 2Litros 1atomo

x

Moles de O₂ moles de O₂ moles de O₂Que no reacciona = que = queO queda entra reacciona

Determinando moles de NO₂ que reaccionan = Y mol

Y = = 0.0409moles de O₂ que reacciona

Luego

nO₂ que quedan= 0.0818 – 0.0409 = 0.0409 moles que quedan.

Finalmente:

Presión total del O₂= nO₂ = 0.0409 = PO₂ = 0.17Atomos

PNO₂= nNO₂ = 0.0818 = PNO₂= 0.333Atomos

28) Se pusieron en contacto dos gases que estaban en dos recipientes adyacentes abriendo una llave entre ellos.

Uno de los recipientes media 0,25 L y contenía NO a 800 Torr y 230 K, el otro medía 0,1 L y contenía a 600 Torr y 220k. La reacción:

2 NO (gas) +O (gas) -----→N₂O₄ (solido)

Terminó con el radio activo límite .determinar.

a) la presión del gas que queda sin reaccionar.b) B) los gramos de formado

D T= 200K

Mol(g)

2NO + O₂ N₂O₄2mol 1mol 1mol 92g 0.00418 z

NO

800T0RR 0.25L

0.0.

0.0.0.

O₂ 600T0RR 0.1L

X

Primero: determinamos Segundo: determinamos a)moles de NO

n= = ( ).

N= 0.0139moles de NO

B)moles de O₂ n=

N= 0.00418 moles de O₂

NO = = 0.00695

O₂ = = 0.00418mol

a) después de la reacción el único gas que queda es el NO

Moles de NO moles de moles de NO = NO = que Que queda que entra reacciona

= 0.0139 – 0.00836

Moles de NO que queda = 0.00554moles

Aplicando V= donde V= 0.25 + 0.1 = 0.35L

PNO = = PNO = 0.298Atm

b) gramos de N₂O₄:

Z= = Z= 0.384g de N₂O₄

29) una muestra de 50mL de H₂ - O₂ se colocó en un recipiente para gases a 18° C y se encerró a 1 atm. Se pasó una chispa eléctrica a través de la muestra de forma que se llevo a cabo la formación de agua:

2 H₂ + O₂ -----→2H₂O (liquido)

El gas puro residual fue de 10mL de O₂ ¿cual fue la fracción mol inicial de H₂ en la mezcla?

2H₂ + O₂ -----→ 2H₂O2mol 1mol50 – x x

O₂: X molH₂: 50 - Xmol

Ptotal 50mol

Según el problema es R. limite del H₂ con 50-X ya que sobra 10mol de O₂

Entonces:

Moles de O₂ moles de O₂ moles de O₂Que queda = que entra = que reaccionan

-10 = x - mol

X= mol

Ahora: moles de H₂= 50 - = mol

Moles de O₂ = mol. Fracción molar = = 0.53

30) un litro de N₂ tiene la masa de 1,25 g a CN. ¿ a que temperatura su densidad se duplicará si la presión no varía?

( ) Cn = ( )

( ) = T₂ = 136,5K

31) una habitación tiene 16 pies x 12pies. ¿Que volumen de aire ingresa si la temperatura cambia de 27⁰C a – 3⁰C?

= ; =

V₁ = 16X12X12

V₁ = 2304

V₂ = 2073.6

V₂ - V₁ = 2073.6 – 2304.0 = 230.4

32) se ha recogido 200 ML de N₂ sobre agua a 27° C y 0,9atm. de presión total. ¿Cual es el volumen N₂ de seco a CN?

N₂ N₂ a condiciones normales P₁= 684 –26.74=657.26 T₁= 300K

V₂ =?P₂ = 760T₂ = 273K

=

V₂ = 157.3ml

33) en un motor volvo el volumen máximo de un cilindro es de 500mL. Si el aire entra al cilindro a 50°C y 1 atm.¿ cuantos gramos de se queman completamente cada vez que la bujía de enciende? ( composición del aire:20% y 80%)

La ecuación es: C₈H₁₈ +O₂ CO₂ +H₂O

Moles de aire: n= = = 0.0188moles de aire

Peso según la composición 20%de O₂ = 0.00376moles de O₂

X= gramos de C₈H₁₈ = = 0.034g de C₈H₁₈

34) La producción de HNO₃ se obtiene por medio de las reacciones:

NH₃ + O₂ -----→ NO₂ + H₂O

NO₂ + H₂ -----→ HNO₃ + NO

¿Cuántos g de O₂ se necesita para producir 252g de HNO₃?

4NH₃ + 7O₂ -----→ 4NO₂ + 6H₂O

4NO₂ + H₂ -----→ 2HNO₃ + 2NO

4NH₃ + 7O₂ + N₂ -----→ 6H₂O + 2NO + 2HNO₃ 224g 126g X 2525g

X= = 448g de oxigeno

Mol(g)

2C₈H₁₈ + 25O₂ -----→ 11CO₂ + 18H₂O2mol 25mol 11mol 18mol228gX

35) Determinar las libras de un mineral que contiene 85% de CaCO₃ que se necesita para obtener 82 litros de CO₂ a 3 atm y 300k.CaCO₃ + HCl ----→ CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaCO₃ + 2 HCl ----→ CaCl₂ + CO₂ + H₂O100g 1 mol

X( ) a moles

Determinando A moles de CO₂

N= = n= 10 moles

= 10 x100 = 1176.43 g de CaCO₃ ó 2.59

36) Una muestra de 0.0778g de X₄H₁₀(gas) ocupa un volumen de 30.6ml a 800mm

Hg y 20⁰c. Identificar el elemento X

PV= nRT

PM = PM= PM = 58

X₄H₁₀ = 58

4X + 10 = 58 X= 12 Es el Carbono

37) El aire exhalado contiene 74.5% de N₂, 15.7% de O₂, 3.6% de CO₂ Y 6.2%H₂O. Determinar

a) El peso molecular de la mezcla; b) la densidad a 27⁰c y 1 atm. c) si la presión total de la mezcla es 751mm Hg ¿Cuál es la presión parcial de cada gas?

74.5% N₂

15.7%O₂

3.6% CO₂

6.2% H₂O

A)

PM= ( ) 28 + (32) + (44) + (1.6) = 28.584

d= D= D= 1.161g/L

C) Presiones parciales de cada gas

PN₂= (751) = 559.495mmHg

PO₂= (751)= 117.907mmHg

PCO₂= (751) = 27.036mmHg

PH₂O= (751)= mmHg

38) se necesita 50g de HBr de acuerdo a la reacción:

NaBr + H₃PO₄ ---→ HBr + Na₃PO₄

Si el reactivo límite es el NaBr, y se utilizo un 40% de H₃PO₄ en exceso y el rendimiento es del 80% ¿que cantidad se debe pesar de cada reactante?

3NaBr + H₃PO₄ ----→ 3HBr + Na₃PO₄308.7g 98g 292.7g 164g X y 62.5g

50g de HBr se produce bajo un rendimiento del 80% es decir

%R= x 100

80= x 100 estequiometrico = 62.5g

NaBR : X= X= 79.49g de NaBr

H .y= = 25.23g de H₃PO₄

Pero se utilizo 40% de exceso entonces: 25.23 ( ) = 35.322g de H₃PO₄

39. 5,28 g de ESTAÑO reacciona con FLUOR para dar 8,65 g de un fluoruro metálico .Hallar la formula empírica

5,28 g Sn +F₂---→ FLORURO METALICO 8,65 g

---→ 3,37 de FLUOR

PESO ATOMICO Dividir /menor

Sn 5,28 /118,7 =0,044 0,0444 / 0,0444 =1

F 3,37/19 =0,177 0,177/0,0444= 4

OFRMULA EMPIRICA SnF₄-------respuesta

40.Una mezcla de cocaína C₁₇H₂₁O₄N se diluye con azúcar C₁₂H₂₂O₁₁ cuando se quema 1g de la mezcla se obtiene 2 g de CO₂ ¿Cuál es el porcentaje de cocaína en la mezcla ?

COCAINA

2C₁₇H₂₁O₄ N +YO₂ ---→34CO₂ +21H₂O

60 1496g X=a

a y

41. Reacciona 1,936gde BaCl₂ .XH₂O con H₂SO₄ y produce 1,864 de BaSO₄ .Determinar el valor de X .

42. Cuando se prepara CaC₂en un horno eléctrico mediante la reacción :

CaO + C----→ CaC₂ + CO

El producto puro es principalmente 85% de CaC₂ 15% de CaO sin reaccionar .

¿Cuanto CaO se debe agregar al horno por cada 50 toneladas de CaC₂ producido?.