Taller 4 Q1 2016 .docx

Universidad del Valle – Departamento de Química – Facultad de Ciencias Naturales y Exactas Química I (116052M). Periodo Académico: Febrero Junio 2016. Elaborado por: Profesor Danny Balanta Taller 4. Gases. Estequiometria. Líquidos y transiciones de fase.

Sección 1. Soluciones y estequiometria 1.La fermentación de la glucosa, C6H12O6, produce alcohol etílico, C2H5OH y CO2: C6H12O6 (ac)  2C2H5OH(ac) + 2CO2(g) a) ¿Cuántos moles de CO2 se producen cuando 0.330 moles de C 6H12O6 reaccionan de esta manera? b) ¿Cuántos gramos de C6H12O6 se requieren para formar 2 moles de C 2H5OH? c) ¿Cuantos gramos de CO 2 se forman cuando se producen 2 g de C2H5OH? 2. Uno de los pasos del proceso comercial para convertir amoniaco en ácido nítrico implica la conversión de NH3 en NO: 4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(g) a) ¿Cuántos gramos de NO se forman cuando 50 g de NH 3 reaccionan con 1.85 g de O2? b) ¿Cuál reactivo es el limitante y cuál esta en exceso? c) ¿Cuánto del reactivo en exceso queda una vez que se ha consumido totalmente el reactivo limitante? 3. Una estudiante hace reaccionar benceno, C6H6, con bromo, Br2, en un intento por preparar bromobenceno, C6H5Br: C6H6 + Br2  C6H5Br + HBr a) Calcular el rendimiento teórico en esta reacción si 30.0 g de benceno reacciona con 65.0 g de bromo. b) Si el rendimiento real de bromobenceno fue de 56.7 g, calcular el porcentaje de rendimiento. 4 .Un volumen de 10 mL de KNO 3 2.05 M concentrado se diluye hasta 250 mL. ¿Cuál es la concentración de la disolución diluida? 5. ¿Cómo prepararía 100 mL de solución de AgNO3 0.08 M a partir de soluto puro? 6. Para la reacción 2AgNO3(ac) + Na2S(ac)  Ag2S(s) + 2NaNO3(ac) a) ¿Cuántos gramos de Na2S(s) se necesitan para reaccionar completamente con 27.8 mL de una disolución de AgNO3 0.163 M?; b) ¿Cuántos gramos de Ag2S(s) se obtienen de la reacción descrita? 7. Una planta embotelladora tiene 120550 botellas con una capacidad de 355 mL, 123000 tapas y 51575 L de bebida. a) ¿Cuántas botellas pueden llenarse y taparse? b) ¿Cuánto sobra de cada componente? c) ¿Qué componente limita la producción? 8. El alcohol del “gasohol” arde según la ecuación siguiente: C2H5OH(l) + 3O2(g)  2CO2(g) + 3H2O(l) a) Cuántos moles de CO2 se producen cuando 3.00 moles de C 2H5OH se queman de esta forma? b) ¿Cuántos gramos de CO2 se producen al quemar de esta manera 3.00 g de C2H 5OH? 9. Resuelva los siguientes problemas sobre Estequiometría del libro de Química de Chang 10° Ed: 3.74, 3.85, 3.86, 3.89, 3.92, 3.94, 3.97.

10. Se tiene una solución de salmuera compuesta por 200 g de NaCl disueltos en 3000 mL de disolución, calcular: Molaridad (M), partes por millón (ppm), porcentaje peso volumen (%p/v) y molalidad (m) suponiendo que hay 3000 g de agua

Sección 2. Gases. Leyes de los gases. Teoria cinética de los gases. Sección 2.1 Leyes de los gases (Boyle, Charles, Gay – Lussac, combinada) 11. El aire atrapado en un tubo en J ocupa un volumen de 24.8 cm 3, a una presión de 1.12 atm. Al adicionar mercurio al tubo, la presión aumenta a 2.64 atm. Si la temperatura es constante, cual es el volumen de aire atrapado a esta nueva presión, en litros? 12. Un tanque de acero está conectado a una valvula de seguridad que se abre cuando la presión interna excede 1 x 10 3 torr. Si el tanque se llena de He a 23°C y 0.991 atm, y luego se coloca en agua hirviendo a 100°C, ¿se abrirá la valvula de seguridad a la nueva presión? 13. Tenemos un pistón móvil de 3 litros de capacidad a 25°C. Si lo calentamos a presión constante y se expande hasta los 8 litros, ¿qué temperatura se alcanzó? 14. Un globo meteorológico ocupa 5 m3 de helio a nivel del mar (1 atmósfera) y 25ºC. Calcular el volumen del globo a 20 kilómetros de altura donde la presión del aire es de 0.054 atmósferas y la temperatura es de -55ºC 15. Resuelva los siguientes problemas sobre Leyes de los gases del libro de Quimica de Chang 10° Ed: 5.20, 5.21, 5.23, 5.24. Seccion 2.2 Ecuacion de estado. Densidad de los gases. Masa molecular de un gas 16. Una estudiante de química orgánica obtiene una muestra incolora de un destilado de petróleo. Ella pesa el líquido junto a un balón y coloca el conjunto en agua hirviendo, vaporizando el líquido en su interior. Ella cierra de nuevo el balón, y lo pesa de nuevo, obteniendo los siguientes datos: Volumen (V) del balon 213 mL, T = 100°C, P= 754 torr, Masa del balon + gas = 78.41 g Masa del balon solo = 77.83 g. Calcule la masa molar del liquido, en g / mol 17. Tenemos en un recipiente 42 g de un gas que ocupa 31.5 litros medidos a 60°C y 1.3 atm. Calcula: a) La masa molecular del gas. (Resultado: 28 g/mol) b) El volumen que ocuparía a 25 °C y 608 mmHg (Resultado: 45,8 litros) 18. Calcula la densidad del óxido de azufre (SO 2, de masa molar = 64 g/mol) a 20°C y 720 mmHg de presión. (Resultado: d = 2.52 g/L) 19. Calcular el volumen de 6.4 moles de un gas a 210ºC sometido a 3 atmósferas de presión 20. Resuelva los siguientes problemas sobre Ecuacion de estado de los gases del libro de Quimica de Chang 10° Ed: 5.31, 5.33, 5.40. 5.44, 5.48. Sección 2.3 Ley de Dalton de las presiones parciales, Estequiometria y gases, Ley de Graham. Ecuación de Van der Waals y desviación a la ley de los gases. 21. En un recipiente de 25 litros se introducen 3,0 moles de amoniaco gaseoso (NH 3) y 4,5 moles de nitrógeno gaseoso (N2). Calcula la presión parcial de cada uno y la presión total en condiciones normales. (Resultado: pNH3=2,69 atm; pN2=4,03 atm; ptotal: 6,72 atm) 22. 30 g de Zn son atacados por HCl en exceso según la siguiente reacción: Zn + HCl → ZnCl 2 + H2 Calcúlese el volumen de H2 producido en condiciones estándar (T = 273 K, P = 1 atm).

23.Se ha recogido una muestra de gas de un pozo negro y se ha comprobado que, a 1 atm y 25°C, está formada por 4.0 litros de N2, 5.0 litros de CH4 y 11.0 litros de CO2. Calcular: a) La masa en gramos de cada uno. b) Sus fracciones molares y sus presiones parciales si comprimimos el gas hasta 2 atm. 24. Un gas inflamable compuesto sólo por carbono e hidrógeno se efunde a través de una barrera porosa en 1.50 min. En las mismas condiciones de temperatura y presión, un volumen igual de vapor de bromo (masa molar 159.8 g/mol) tarda 4.73 minutos en efundirse a través de la misma barrera. Calcule la masa molar del gas desconocido. 25. A 27ºC, 10.0 moles de un gas contenido en un recipiente de 1.50 L ejercen una presión de 130 atm, ¿es éste un gas ideal? Ayuda: si la relación PV / nT = 1 es gas ideal, si difiere de la unidad no lo es. 26. Dado que 3.50 moles de NH3 ocupan 5.20 L a 47ºC, calcule la presión del gas (en atm) mediante: a) la ecuación del gas ideal y b) la ecuación de van der Waals. 27. Resuelva los siguientes problemas del libro de Quimica de Chang 10° Ed: 5.52, 5.65, 5.83, 5.92, 5.93, 5.106

Sección 3. Líquidos y transiciones de fase. 28. Explique por qué el hidrogeno es capaz de formar enlaces con los compuestos que poseen F, O y N 29. Identifique el tipo de fuerzas (ion –ion, ion – dipolo, dipolo –dipolo, de hidrogeno, de Van der Waals) que operan en las siguientes sustancias: H2O, CCl4, NaCl, acetona, parafina, nitrógeno, HCl, alcohol. CH4, SO2 30. Resuelva los siguientes problemas del libro de Quimica de Chang 10° Ed: 11.20, 11.21 hasta 11.29 31. Trabaje los diagramas de fases de los problemas 11.91, 11.94, y 11.34 del Libro de Chang 10 Ed. 32. Explique los conceptos de capilaridad, tensión superficial, fuerzas de adhesión y cohesion, viscosidad, densidad (complementar con preguntas 11.21 a 11.29)