Problemas de QumicaProblema 1: Para la reaccin de descomposicin del perxido de hidrgeno gas para dar agua y oxgeno a 298 K se obtiene los siguientes datos: Tiempo(s)0481216

[HO](mol/L)0.50.0120.0060.00420.0027

a) Realice los 2 grficos necesarios, para determinar el orden de la reaccin.b) Cul es el valor de la constante especifica de velocidad y cul es la vida media? Solucin 1: La reaccin seria:2 HO (g) 2 HO (g) + O (g)Entonces: V= - ; V=K [HO]Igualando las ecuaciones:- = K [HO][HO] = -KIntegrando: =-K La ecuacin final seria para una reaccin de segundo orden: y=mx + b

Para hallar el tiempo de vida media t: Teniendo las dos ecuaciones podemos calcular los valores pedidos y las grficas:

En el t=16 K= 23.023Y el tiempo de vida media es:

370.368

278.276186.184

94.092

T(s)2

48 1216

[HO] t

0.5

0.00270.00420.0060.012

T(s)

4 8 12 16

Problema 2:Se valoran 50 mL de una disolucin de NaOH 0.2 M con una disolucin de un cido dbil monoprtico de concentracin desconocida. En el punto de equivalencia, el volumen de cido gastado es de 100 mL. Si a continuacin se aaden 50 mL ms de cido el pH es de 3.5. Determinar el pH correspondiente al punto de equivalencia.Solucin 2: En el punto de equivalencia se cumple que: meq base = meq cido entonces: 50(0.2)=100(M) * La molaridad del cido seria 0.10 M Cuando el volumen de cido aadido es de 150 mL, estamos en el siguiente punto de la reaccin:

NaOH + HA NaA + H2O 50(0,2) 150(0,10) 10 meq 15 meq --- 3meq 10 meqEs decir, se ha formado una disolucin reguladora cuyo pH es 4.4 o lo que es lo mismo su (H+) = 3.1610-4 M. Sabiendo que el volumen total en este punto es 50 + 150 = 200 mL y considerando el equilibrio de disociacin del cido, la concentracin de todas las especies es:

HA A- + H+ 3/200 10/200 3.1610-4 M

Con lo que podemos determinar la constante de equilibrio del cido dbil:

K =(3/200) 3.1610-4= 9.48x10-5 (10/200)

Volvemos al punto de equivalencia, para calcular el pH NaOH + HA NaA + H2O 10 meq 15 meq --- --- 10 meq

Se ha formado una sal bsica, cuya concentracin es (NaA) = 10/200 = 0.05 M, y que sufre un proceso de hidrlisis

A- + H2O HA + OH- 0.05 - x x x

K =1.010-14= x2 de donde x = (OH-) = 2.23x10-6 M9.4810-5 0.05 - x

Siendo entonces pOH = 5.65 y por tanto el pH = 8.35

Problema 4: En una muestra de agua se tiene una concentracin 0.02M de Mg2+ y una concentracin 0.03M de Cu2+ a) Cul de los cationes precipita primero al adicionar gotas de NaOH(ac)? b) Cul es la concentracin del catin que precipita primero justo cuando empieza a precipitar el segundo catin? c) Es efectiva la separacin de estos 2 cationes? Kps Mg (OH) 2 = 2x10-12 y Kps Cu (OH) 2 = 4.2x 10-18Solucin 4:

a) Debemos hallar cul de los cationes precipita primero : Mg (OH) 2(S) Mg2+ + 2OH-Kps = [Mg2+] [OH-] 2 [OH-] = {2x10-12 /0.02}1/2 [OH-] = 10-5 Cu (OH) 2(s) Cu2+ + 2OH- Kps = [Cu2+] [OH-] 2 [OH-] = {4.2x 10-18 / 0.03}1/2 [OH-] = 11.83x10-9

b) Debemos hallar la concentracin del catin del que precipita justo cual el otro catin tambin precipita :[OH-] = 10-5 para que precipite el Mg (OH) 2 reemplaza en:

Cu (OH) 2(s) Cu2+ + 2OH- Kps = [Cu2+] [OH-] 2 [Cu2+] = 4.2x 10-18 / (10-5)2 [Cu2+]= 4.2x10-8

C) Si es efectiva porque al inicio se tiene [Cu2+]= 0.03 y luego se tiene [Cu2+]= 4.2x10-8

Problema 5:a) Describa segn la teora acido-base de Lewis la formacin de iones H3O+(ac)y NH4+(ac)b) Determine el ph de una solucin de HCl 10-5M a 25c) Indique el orden creciente de fuerza bsica para los conjugados de los cidos Solucin5: a) HCl(g)+ H2O(l)->H3O+(ac)+ Cl(ac)

En este caso el HCl es un cido porque contiene un tomo (de H) que al disociarse y quedar como H+va a aceptar un par de electrones del H2O formando un enlace covalente coordinado (H3O+).

NH3(g)+ H2O(l)->NH4+(ac)+ OH(ac)

En este caso el NH3es una base porque contiene un tomo (de N) capaz de aportar un par de electrones en la formacin del enlace covalente coordinado (NH4+).

b) 2H2O H+ + OH- 10-6 0 x x 10-6 + x x

[OH-][H+] = Kw X (10-6 + x) = 10-14x = [OH-] = 4.3910-6POH = 5.36 y PH = 8.64a) HCl > H2SO4 > HClO2 > HCN

Acido ms dbil

CN- > ClO2- > HSO4- > Cl-

Base conjugada ms fuerte

Problema 6:

La siguiente reaccin en fase gaseosa fue estudiada a 290C, al observar el cambio de presin, en funcin del tiempo, en un recipiente de volumen constante.a) Cul es el orden de la reaccin? Realice los 2 grficos necesarios.b) Determine la constante de velocidad y la vida media.c) La presin del sistema al cabo de 30 minutos.

ClCOCCl3g 2COClg

Tiempo(s)0181513116.4

Presin(torr)15.7618.8822.7827.08

Solucin 6: A B V= - ; V=K [A]- = K [A] =-K Lnt - Ln = -Kt y=mx + bLn(PA)t - Ln(PA)o =-KtPara hallar el tiempo de vida media t:Ln() = -k tt =

Teniendo las dos ecuaciones podemos calcular los valores pedidos y las grficas:

En el t=181 :Ln() = -K(181)K= -0.0009Y el tiempo de vida media es: En el t=180P(A) = 18.80

Ln (PA)t

2.757

2.652

2.594

2.295T(s)

1 116.4 181 513 3063.8

PA (Torr)

27.08

22.78

18.88

15.76

T(s)

181 116.4 513

Problema 7:100 mL de una disolucin de hidrxido amnico se valoran con cido clorhdrico de concentracin 0.15N, y se requieren 50 mL del cido para alcanzar el punto de equivalencia. Calcular:

a) El pH de la disolucin inicial de hidrxido amnico.

b) El pH cuando se ha aadido la mitad del volumen necesario para alcanzar el punto de equivalencia y que indicar es necesario usar

Solucin 7: a) Primero hallamos la molaridad de la base sabiendo que en el punto de equivalencia:

0.15 (50) = N (100), el resultado sera N = 0.075 M

Antes de aadir el cido slo tenemos el equilibrio de disociacin de la base dbil:

NH4OH NH4+ + OH-0.075 - x x x 1,810-5= x2 de donde x = 1.1610-3M 0.075 - x

pOH = 2.93 y pH = 11.06

b) Calculamos los miliequivalentes de base original y de cido aadido

0.075100 = 7.5 meq de base y 0.25025 = 6.25 meq de cido

Tiene lugar la correspondiente reaccin de neutralizacin:

NH4OH + HCl NH4Cl + H2O 7.5meq 6.25 meq 1.25 meq --- 1.25 meq

Nos queda una disolucin: 1,8x10-5= (1.25/125)(OH-)(1.25/125)

(OH-) = 1.810-5M pOH = 4.7 pH = 9.3 En conclusin, se puede usar el indicar Rojo de Metilo.

Problema 8:

Los productos de solubilidad del AgCl(ac) y del Ag3PO4 son 1.5x10-12 y 3.10-16 respectivamenteA) Si se adicionan gotas de AgNO3(ac) a 15 litros de solucin que contiene 0.5 moles de Cl- y 0,4 moles de PO43- Qu sal precipita primero?B) Cul es la concentracin del anin que precipita primero justo despus que la sal del piro anin empieza a precipitar? Este proceso de precipitacin selectiva es eficiente?Solucin 8: A) La sal que precipita primero requiere menor [Ag+], analizando la [Ag+] requerida.

AgCl(ac) Ag+ + Cl- Kps = [Ag+]. [Cl-] [Ag+] = 1.5x10-12/0.03 = 5x10-11

Ag3PO4(s) 3 Ag+ + PO43- Kps = [Ag+]3.[ PO43-] [Ag+] = 2.71x10-5Comparando, precipita primero el AgCl.B) En el equilibrio de la sal que precipito primero, se tiene: AgCl(ac) Ag+ + Cl- , [Ag+] = 2.71x10-5 cuando precipita la 2da sal [Cl-] = Kps/ [Ag+] = 1.5x10-12/2.71x10-5 = 5.5x10-8 y [Cl-] = 0.03Quedo muy poco, por lo tanto la precipitacin realizada es eficiente.Problema 9:Se tiene el siguiente. Sistema heterogneo en equilibrio a 227C C(s) + 2N2O(g) CO2(g) + 2N2(g) , 0.20.40.20.3

Si se aade 0.3 moles de CO2 (g) y 0.6 moles de N2O (g) en el reactor de 1 litro. Determine Solucin 9:

a) La concentracin del N2O (g) y la presin total en el equilibrio.

C(s) + 2N2O (g) CO2 (g) + 2N2 (g)

EquilibrioInicial-0.40.20.3

Seadiciona-0.60.3-

Se desplaza ala derecha-2xx2x

EquilibrioFinal-1-2x0.5+x0.3+2x

Para el equilibrio inicial Kc = (0.3)2(0.2)/(0.4)2 = 0.1125En el nuevo equilibrio Kc = 0.11 = (0.3+2x)2(0.5+x)/(1-2x)2= f(x)Tabulando x0.010.050.060.1

f(x)0.0540.1080.110.234

[N2O] = 1 - 2(0.06) = 0.88El nmero de moles totales es = 1.8 + x = 1.8 + 0.66 = 2.46PTOTAL = n.R.T/V = (2.46)(0.082)(500)/1 = 100.86 atm

b) Si en el equilibro mostrado, el volumen del reactor se reduce a la mitad. Cules seran las nuevas concentraciones? C(s) + 2N2O (g) CO2 (g) + 2N2 (g)EquilibrioInicial_(0.4/0.5) = 0.8M (0.2/0.5) = 0.4M(0.3/0.5) = 0.6M

Se desplaza a la derecha_2xx2x

EquilibrioFinal_0.8-2x0.4+x0.6+2x

Kcinicial= 0.11 = (0.6+2x)2(0.4+x)/(0.8-2x)2Kcfinal=KcinicialTabulando x0.00010.0050.010.1

f(x)0.110.240.250.88

[N2O]=0.79M[CO2]=0.40M[N2]=0.60M