1. QUMICA GENERAL CAPTULO IQUMICA, es una ciencia natural que estudia a la materia: su constitucin,sus propiedades, su comportamiento y leyes que la rigen.Al darle calor la naftalina se funde obtenindose un lquido claro,transparente y fluido, despus llega a evaporarse todo esto sin perder suolor caracterstico, si los vapores se enfran se vuelve a obtener naftalinaslida.Al darle calor, el azcar se funde tomando un color amarillo oscuro (olor acaramelo) que luego se torna marrn, desprendindose un humo blanco,posteriormente se siente un olor desagradable, el azcar se ha carbonizado.La naftalina y el azcar son compuestos orgnicos slidos y de similarapariencia, pero sus comportamientos por adicin de calor difierenbastante. La qumica nos explicar el por que de estas diferencias.1.MATERIAEs todo aquello que tiene inercia y ocupa un lugar en el espacio, unaporcin limitada de la materia se denomina cuerpo. La masa esuna cantidad de materia, muchas veces se confunde la masa con elpeso, la masa no vara con la ubicacin en cambio el peso s.PROPIEDADES DE LA MATERIAa)Propiedades Generales estn en funcin de la masa(propiedades extensivas) y son comunes de toda materia:oExtensin: propiedad de ocupar cierto espacio o volumenoInercia: es la propiedad de mantener el estado de reposo o movimiento, siendo la fuerza la causa de un cambio en su estadooDilatacin: es el aumento de las dimensiones de un cuerpooDivisibilidad: la materia puede dividirse en fracciones pequeas sin perder sus propiedadesoPorosidad: espacios intermoleculares 11

2. QUMICA GENERALo Impenetrabilidad: un determinado lugar o espacio nopuede ser ocupado al mismo tiempo por cuerposdiferenteso Peso: Es la accin de la fuerza de la gravedad sobre lamasa de un cuerpo.W =m.gW :pesom :masag :velocidad de la gravedadEn qumica, los cientficos por conveniencia, hacen uso delos trminos masa y/o peso indistintamente. Es decir:m=W (slo en qumica)b) Propiedades especficas o particulares.Propio de: Slidos o Dureza: resistencia a la ralladura o Tenacidad: resistencia a las rupturas o Maleabilidad: facilidad de formar lminas delgadas. o Ductibilidad: facilidad de formar hilos o Elasticidad: propiedad de recuperar su estado inicial cuando cesa la fuerza que lo deforma Gaseso Expansibilidad: propiedad de incrementar su volumen.o Comprensibilidad: propiedad de reducir su volumen Lquido o Tensin superficial: es la formacin de una pelcula en la superficie del lquido o Viscosidad: es la resistencia que un fluido presenta al desplazamientoLas propiedades de la materia tambin se puede clasificar en:oPropiedades fsicas: proporcionan las caractersticas de la materia, mediante la observacin y la medicin como el color, 12 3. QUMICA GENERALolor, densidad, punto de fusin, punto de ebullicin, dureza,lustre, maleabilidad, viscosidad, etc.o Propiedades qumicas: nos indican la tendencia de lassustancias para reaccionar y transformarse en otras comooxidarse, combustionar, inflamarse, estallar, enmohecerse.A las propiedades fsicas y qumicas se le denomina propiedadesintensivas (no depende de la cantidad de sustancia y se empleanpara identificar una sustancia).CLASIFICACIN DE LA MATERIA MateriaSustanciasMezclasElementosCompuestosHomogneas HeterogneaMetales Orgnicos Soluciones No metalesInorgnicos Metaloides Gases noblesoSustancia: es la materia qumicamente homognea que esta constituida por una sola clase de tomos o molculas, sus propiedades son constantes. Ejemplo: oxgeno, nitrgeno, cobre, cido sulfrico.13 4. QUMICA GENERALa) Elemento: es la sustancia que est constituida por tomos iguales (mnima porcin de la materia que presenta las propiedades de los elementos). Ejemplo: plomo, hierro, sodio, etc.b) Compuesto: sustancia que est constituida por dos o ms elementos que estn combinados en proporciones fijas. Ejemplo: H2SO4:Acido sulfrico NaCl :Cloruro de sodio C2H5OH :Alcohol Al(OH)3:Hidrxido de aluminioo Mezcla: cuando se unen dos o ms sustancias en diferentesproporciones, en la mezcla no hay reaccin qumica suspropiedades no sufren variaciones por lo cual pueden separarseutilizando medios fsicos.a) Mezcla homognea: cuando las sustancias forman una sola fase (uniforme en toda su extensin) y las propiedades en cualquier punto son iguales. Ejemplo: Latn, acero, solucin azucarada, aire, etc.NaCl H 2O Tiempo SolucinNaCl Cuando se mezclan en forma homognea dos lquidos se les denomina miscibles. Ejemplo: alcohol+agua14 5. QUMICA GENERAL b) Mezcla heterognea: cuando las sustancias forman dos oms fases, sus propiedades sern de acuerdo a la fase en quesean tomadas. Ejemplo: leche de magnesia, agua turbia,pintura, sangre.Otros tipos de MezclasoColoides En los coloides, las partculas que los forman son mucho mayores que el tamao de los tomos o de las molculas, pero demasiado pequeas para ser visibles. Su tamao est comprendido entre 10-7 cm y 10-3 cm y existen dbiles fuerzas de unin entre ellas. Los soles y los geles son coloides. A mediados del siglo XIX, el ingles John Tyndall demostr que la dispersin de la luz en la atmsfera era causada por las partculas en suspensin en el aire. Este efecto se utiliza para diferenciar en el laboratorio una disolucin de una dispersin coloidal. Cuando un rayo de luz que atraviesa un lquido con partculas en suspensin invisibles al ojo, es dispersado, estamos en presencia de un coloide. Si el rayo de luz no experimenta ninguna dispersin, el lquido es una disolucin o una sustancia pura. Clasificacin de las dispersiones coloidales Las soluciones coloidales se clasifican de acuerdo con el estado de agregacin en que se presentan el soluto y el solvente y, corno los estados de la materia son tres, de sus posibles combinaciones se podran obtener 9 tipos de soluciones coloidales. Si no fuera porque la novena posibilidad (de gas en gas) es imposible de realizar por cuanto los gases no pueden existir uno junto a otro sin mezclarse. Por ello los tipos de dispersiones coloidales son ocho y se resumen en el cuadro.15 6. QUMICA GENERALFASEFASEEJEMPLODISPERSADISPERSANTE Aleaciones, piedras preciosasSlido SlidocoloreadasSuspensiones de almidn,SlidoLquido pinturas, tinta Slido GasHumoLquidoSlidoJaleas, quesoLquido Lquido Emulsiones, mayonesaLquido Gas Nubes, nieblaGasSlido Lava, piedra pmezGas LquidoEspumas, nata batidaSeparacin de los componentes de una mezclaLos componentes de una mezcla pueden ser separados por diferentesmtodos, entre los cuales tenemos:o Filtracin: cuando se desea separar la parte slida de un lquido16 7. QUMICA GENERAL o Destilacin: se usa para separar uno o ms componentes lquidos de una mezcla de lquidos miscibles. o Centrifugacin: es la separacin de un slido de un componente lquido, por la accin de la fuerza centrifuga.CentrifugaDiferencia entre mezcla y combinacinEn la mezcla no hay reaccin qumica, pero si en la combinacin,donde se forman nuevas sustancias. Los componentes iniciales deuna combinacin deben estar en proporciones fijas y determinadas17 8. QUMICA GENERAL los cuales pierden sus propiedades al reordenarse y formar sustancias diferentes.DIVISIN DE LA MATERIA (a)(a)(b)(c)(d) Materia Cuerpo Partculas MolculastomosPartculas SubatmicasLa materia puede dividirse por medios:a) Mecnicos : trituracin, pulverizacinb) Fsicos: ebullicin, disolucinc) Qumicos : reacciones qumicasd) Nucleares: reacciones nuclearesFENMENOS FSICO Y QUMICOFenmeno fsico: es cuando el material cambiasolamente su aspecto fsico, no existe cambiosestructurales en la materia. Ejemplo: fusin delhielo.Fenmeno qumico: cuando la materia cambiasu constitucin interna. Ejemplo: combustinde la madera.ESTADO DE LA MATERIAEl estado de la materia depende de la agregacin molecular,podemos considerar tres estados fundamentales: slido, lquido ygaseoso, debido a que las molculas desarrollan fuerzas decohesin y fuerzas de repulsin. 18 9. QUMICA GENERALSlidoLquido GaseosoPlasmticoFuerzas de atraccin. Permiten la cohesin y el ordenamiento delas molculas.Fuerzas de repulsin. Permiten el distanciamiento de lasmolculas.Estado Slido. Las fuerzas de cohesinde sus molculas son mayores que lasfuerzas de repulsin, sus cuerpos soncompactos, presentan volumen yforma definida. Ejemplo: Hierro,aluminio, azcar.Estado lquido. Las fuerzas de cohesin sonsimilares a las fuerzas de dispersin,presentan un volumen definido, su forma esvariable (de acuerdo al recipiente que locontiene). Ejemplo: agua oxigenada.Estado gaseoso. Las fuerzas dedispersin son mayores que lasfuerzas de atraccin en lasmolculas de los gases, por lo tantono tienen volumen ni formadefinida. Ejemplo: aire, oxgeno.19 10. QUMICA GENERALEstado plasmtico. Adems de los estados de la materia citadas,existe el estado plasmtico, que es una mezcla de tomosionizados, electrones libres (T>10000C). Ejemplo: interior devolcanes, superficie del sol.CAMBIOS DE ESTADOS DE LA MATERIAGas lquido:licuacin o licuefaccinVapor lquido:condensacinLos cuerpos pueden pasar de un estado a otro por la variacin dela temperatura y/o presin.2.ENERGAEnerga es la capacidad para realizar trabajo o transferir calor.Ejemplo: luz, calor, energa elctrica, energa mecnica, energaqumica.La energa se puede convertir de una forma en otra. Ejemplo:20 11. QUMICA GENERALa) Linterna Cuando prendes una linterna la energa qumica de las bateras se convierte en energa elctrica luego en luz y en ligera energa calorfica.b) Fotosntesis Las plantas absorben la energa solar, debido a ciertas reacciones esta energa se convierte en energa qumica que sirve para producir glucosa (azcar) a partir del dixido de carbono y agua. La energa no se crea ni se destruye solo se transforma en el transcurso de los procesos, esto es conocido como la Ley de conversin de la energa. 21 12. QUMICA GENERAL Conversin de materia en energa Einstein, en 1905 dedujo una relacin entre la materia y la energa. E=mc2 E=energa m=masa c=velocidad de la luz E= mc2 ,E=E2-E1(cambio de energia) m=m2-m1 (cambio de masa) Esta relacin fue comprobada en las reacciones nucleares, donde cantidades pequeas de masa se convierte en cantidades inmensas de energa, esta ecuacin relaciona la masa y la energa, se puede afirmar que la masa y la energa del universo permanece constante. En las reacciones qumicas la conversin de masa en energa es infinitesimal. 22 13. QUMICA GENERAL3. CONCEPTOS FSICOS QUMICOS 3.1 DENSIDAD. Es una relacin entre la masa y el volumen de un cuerpo, se representa por la letra griega Rho ( ), cuando decimos que el plomo es pesado y el aluminio es ligero nos referimos a la densidad de estos materiales. :densidad m m :masa v v :volumen La densidad de los slidos se expresa en g/cm3, la de los lquidos en g/mL y la densidad de gases se expresa en g/L. Debemos recordar que 1cm3=1mL EJEMPLO Se tiene una barra de plomo de forma cilndrica cuyo r=10cm y 5m de longitud, si la densidad del material es 11,3 g/cm3. Cul es el peso de la barra?L=5m =11,3 g/cm3mSi(1)v Vtubo = Abh Vtubo = r2xL100cm Vtubo = 100cm2 . 5m 1m Vtubo = 15,7 104cm3 En la ecuacin (1):g m 11,3 315,7 10 4 cm 3 cm M = 177,41 104g Respuesta:: El peso de la barra es de 177,41 104g23 14. QUMICA GENERAL Para determinar la densidad existen diferentes mtodos entre los cuales tenemos: oMtodo de las pesadas oUso del picnmetro, fig (a) oUso del densmetro, fig (b) Fig. a.Fig. b. El densmetro nos permite conocer en forma directa el valor de la densidad relativa de la solucin por simple inmersin, el densmetro es de vidrio, se utilizan para medir ladensidadrelativa desoluciones anticongelantes, el contenido de cido de las bateras de automvil, la cantidad de alcohol presente en el vino, el contenido de azcar del jarabe y los slidos disueltos en la orina, etc.Fig. C 24 15. QUMICA GENERALDENSIDAD DE VARIOS MATERIALES A TEMPERATURA AMBIENTESOLIDOSg/cm3LIQUIDOS g/mL GASESg/lMagnesio1,74 Gasolina 0,67Hidrgeno 0,090Aluminio2,70 Alcohol etlico0,79Helio 0,177Hierro7,86 Agua (4C) 1,00Nen0,901Cobre 8,96 Acido clorhdrico1,15Aire (seco) 1,290Oro19,30 cido sulfrico1,84Dixido de1,960carbono 3.1.1 Densidad Relativa Es la relacin entre las densidades absolutas de dos sustancias, no posee unidades. Densidad relativa de A con respecto a B:ABAB=A / B Si se trata de gases generalmente el compuesto de referencia o comparacin es el aire: aire=1,29 g/L a 0C y 1 atm. Si se trata de slidos y lquidos generalmente el compuesto de referencia es el agua: agua=1 g/mL, a 4C y 1 atm. En ambos casos se denomina gravedad especfica. 3.1.2 Densidad de una mezclaMasa: m1 Volumen: V1 m1 m2 mezcla v1 v2Masa: m2 Volumen: V225 16. QUMICA GENERAL Ejemplo. Se tiene 2 litros de una solucin de NaOH, con una densidad de 1,5 g/mL y se mezcla con 1,5 L de una solucin de NaOH, cuya densidad es 1,2 g/mL. Determinar la densidad de la mezcla final. Solucin NaOH (1) m1 V =1,5 g/mLm1= VV=2l =2000 mL 1,5g m2000mL3000g1 mL Solucin NaOH (2) mV 2 =1,2 g/mL1,2g m2 1500mL1800gV=1,5L =1500 mLmL m1800g 2 Densidad de la mezcla: m m 1 2mezcla V V 1 2 3000g 1800g 4800g 1,37g/mLmezcla 2000mL1500mL 3500mLRespuesta::mezcla =1,37g/mL3.2TEMPERATURA Mide la intensidad del movimiento molecular. 3.2.1 Escalas a) Escalas Relativas: Consideran como referencia elpunto de ebullicin y solidificacin de unasustancia o mezcla.26 17. QUMICA GENERALEscala Celsius o Centgrado: Toma comocompuesto de referencia el agua: punto deebullicin 100C y punto de solidificacin 0CEscala Fahrenheit: Toma como referencia el puntode congelamiento de una solucin amoniacal 0F. b) Escalas Absolutas: Son las que consideran al ceroabsoluto como punto de referencia, en el ceroabsoluto se considera que no existe movimientomolecular.Escala Kelvin: El punto de congelamiento del aguaes 273 K y el de ebullicin 373 K.Escala Ranking: El punto de congelamiento delagua es 492 R.Relacin de EscalasEscalaEscalaEscala EscalaCelsius FahrenheitKelvinRanking100C212 F 373 K672 R Punto de ebullicin H2OPunto de congelamiento 0C32 F 273 K492 RaguaPunto de congelacin de-16,6C0F256,3K 460 R sales amoniacales-273C -460 F0 0Cero absoluto 27 18. QUMICA GENERAL De la tabla podemos observar que un cambio de 180F es equivalente a un cambio de 100C, por lo cual: F1,8 C Conversin de temperatura: C F 32 K 273 R 492 5959 EJEMPLO Le informan que la temperatura del agua es 280K. En qu estado se encuentra el agua? Por teora sabemos que el agua congela a 273 K luego se encuentra en estado lquido (280K) por la relacin: C K 273 ; despejando tenemos C 7 5 5 Sabemos que el agua congela a 0C, a 7C se encuentra en estado lquido.3.3 UNIDADES FSICAS DE CONCENTRACIN3.3.1 Porcentaje en pesoUna mezcla esta dada por la unin de sustancias, asumamosque esta integrada por las sustancias A, B y C W A%W 100 A W TOTALA WWAB%WB100 WTOTAL C B WC WCWB%WC100 WTOTALWT = WA + WB + WC 28 19. QUMICA GENERALEl porcentaje en peso o masa de una sustancia (A, B y C)representa la relacin de su peso con respecto a la masa total.EJEMPLOSe tiene 300mL de una solucin de H2SO4 al 60% en peso decido y densidad igual a 1,6 g/mL, si se le aade 500 mL deH2O. Determinar el % WH2SO4 en la mezcla final.SolucinSolucin H2SO4V=300mL =1,6g/mL%WH2SO4=60%mComovmsolucin H2SO4 = V = 1,6g/mL 300mL = 480gm H2SO4 =0,6(480g)=288gSe le aade 500 mL o 500g de H2OmH2SO4% H2SO4 100mTOTAL288g288g% 100 100H2SO4 480g 500g 980g% H2SO4 29,38%Respuesta:: %WH2SO4=29,38%3.3.2 Porcentaje en volumenNos indica la relacin del volumen de una sustancia conrespecto al volumen total.VA%VA 100VTVA= volumen de uno de los componentes de la mezclaVT=volumen total de la mezcla 29 20. QUMICA GENERAL4. UNIDADES FUNDAMENTALES DE MEDIDA En 1960 la componencia internacional de pesos y medidas recomiendan el uso del SI (Sistema Internacional de Medidas) constituidos por seis unidades fundamentales y tres unidades suplementarias. A) UNIDADES FUNDAMENTALESCantidad fisica Nombre de unidad Smbolo de unidad LongitudMetrom MasaKilogramoKg TiempoSegundo s Corriente elctrica Amperio A Temperatura KelvinK Intensidad luminosa CandelacdEn cualquier sistema (M.K.S.) o (c.g.s.) las unidades bsicasson: metro (m), kilogramo (kg) y segundo (s) B) UNIDADES SUPLEMENTARIASCantidad fsica Nombre de la unidadSmbolo de la unidadAngulo plano Radian rdAngulo slidoEstereo radian srCantidad de sustanciaMol mol C) Comparacin del SistemaMtrico con el SistemaInternacional (SI): Cantidad fisica Sistema mtricoSIMasa Gramo (g)Kilogramo (Kg)Longitud Metro (m)Metro (m)VolumenLitro (L)Metro cbico (m3)PresinAtmsfera (atm)Pascal (Pa)EnergaCaloria (cal)Joule (J)TemperaturaCelsius (C) Kelvin (K) 30 21. QUMICA GENERAL PREFIJOS NUMRICOS APROBADOSExpresinPrefijoSmboloEquivalente decimal exponencialTera T 10121 000 000 000Giga G 109 000Mega M 1061 000 000 0000Kilo K 103 1 000 000Hectoh 102 1 000Deca da101 10010 1001Deci d 10-1 0,1Centic 10-2 0,01Mili m 10-3 0, 001Micro10-6 0, 000 001Nano n 10-9 0, 000 000 001Pico p 10-120, 000 000 000 001Femtof 10-150, 000 000 000 000 001Atto a 10-180, 000 000 000 000 000 001UNIDADES METRICAS DE LONGITUD COMUNES Equivalente en Expresin Unidad Smbolo metrosexponencial3KilmetroKm 10 m1000 mMetrom100 m 1mDecmetrodm 10-1 m0,1 mCentmetro cm 10-2 m0,01 mMilmetromm 10-3 m0,001 mMicrometrom 10-6 m0,000 001Nanometronm 10-9 m0, 000 000 00131 22. QUMICA GENERALPROBLEMAS RESUELTOS1.En una probeta que contiene 20mL de H2O, se coloca una cadena deoro, cuyo peso es 47 gramos, si la oro=19,3 g/cm3. Determinar elvolumen del agua en la probeta despus de colocar la cadena.Solucin:El volumen alcanzado por el agua despus de colocar la cadena: Vf Vf = Vinicial + Vcadena (1) Vinicial=20 mL(a) Vcadena=V mmV V47g V 2,44cm3(b) 19,3g/cm 3 (a)(b) (a) y (b) en (1): Vf=20mL + 2,44 mL = 22,44 mLRespuesta:: El volumen alcanzado ser: 22,44 mL2.Se tiene 3 litros a una solucin de HCl al 30% en peso de HCl y =1,15 g/mL, si se requiere tener una solucin que contenga 24%de HCl. Determinar: El volumen de agua aadida. De la solucin HCl: mmV V msolHCl= Vg 1000mL msolHCl= 1,15 3l mL 1L msolHCl=3450g32 23. QUMICA GENERAL mHCl = 0,30(3450g) = 1035g (a) En la solucin final, sabemos %WHCl = 24% mHCl %WHCl = 24 =100(1)MTOTAL MTOTAL = msolHCl + mH2O aadida MTOTAL = 3450g + mH2O aadida(b) (a) y (b) en la ec. (1) 1035g24 100 3450 mH2O Despejando mH2O = 862,5g Como la H2O 1g/mL VH2O 862,5mLRespuesta:: El volumen de agua aadida es 865,5 mL3. Se tiene 500 g de sal (NaCl) y se le aade 1,5 litros de agua. Hallar el porcentaje en peso del NaCl en la solucin. Solucin: Sabemos: 1,5L H2O=1,5 kg ( =1 g/mL)=1500gH20 m NaCl %WNaCl100mTOTAL500g %W 100 NaCl 500g 1500g 500g %W 100 NaCl 2000g %NaCl= 25% Respuesta:: El porcentaje en peso de NaCl es el 25%.33 24. QUMICA GENERAL4. El mercurio ebulle a 357C Cul es su temperatura de ebullicin en F? En K? Solucin: C F 32 59357F 32; despejando F=674,6 5 9 El Hg ebulle a 674,6F CK 2735 5 K = 357 + 273 = 630 El Hg ebulle a 630 KRespuesta:: El Hg ebulle a 674,6F y 630K5. La densidad del acero es 7,9 g/cm3 Cul es el volumen en m3 de un lingote de acero que pesa 3000 lb? Solucin: m m 7,9g/ml V..(1) acero V7,9g/ml 454g m=3000lb 1362000g , en (1)1lb 1362000g 1l 1m 3 V172405,06mL 0,172m 37,9g/mL 1000mL1000L Respuesta:: El volumen del lingote ser: 0,172m36. Un litro de solucin acuosa de sal tiene una densidad de 1,2 g/cm3 y 25% de sal (en peso). Determinar: a) masa de sal b) masa de H2O Solucin: Solucin acuosa de salm1,2gm V1000mLV sal mL34 25. QUMICA GENERAL msol = 1200g msal = 0,25(1200g) msal = 300g mH2O = 1200 300 = 900gRespuesta:: a) la masa de sal es 300g; b) la masa de agua es 900g7. Se tiene 100 cubos de cobre cuyos lados tienen 3cm de arista, si la densidad del cobre Cu=8,96g/cm3. Determinar la masa en kg de los 100 cubos. Solucin:mCum cubo Cu Vcubo (1)V cobre Vcubo = I = 3 3 3 cm3 = 27 cm33g En (1): m cubo8.96327cm 3 241,92gcobre cm La masa de 100 cubos es:241,92g 100 cubos 24192g 1 cuboRespuesta:: La masa de 100 cubos 24,192kg8. Se tiene una cisterna de agua (400 m3) que debe ser clorinada para su uso domstico se debe asegurar que contenga 1.0 ppm de hipoclorito de sodio. Qu volumen (L) de hipoclorito de sodio (NaOCl) se debe utilizar? Si la densidad del hipoclorito de sodio es: 1,10g/mL y se encuentra al 10% en peso de NaOCl. Solucin:mg1g de NaOCl 1ppm 1Lm 3 de H O 2 Si se tiene 400 m3 de agua1g de NaCl400m 3 H 2 O400g de NaOCl3m de H O2 35 26. QUMICA GENERALEn la solucin de hipoclorito de sodio (10%)1000g solucin NaCOl 400g NaOCl 4000g solucin100g NaClm m 4000g solucin NaOCl V3636mLV solucin NaOCl1,10g/mLRespuesta:: Se requerir 3636 mL 3,64L de NaOCl9.Un galn (1 gln=3,785 L) de leche fresca pesa 3906 gramos, la grasacontenida en la leche es 4%V y una relativa de 0,865. Calcular ladensidad de la leche desnatada.Solucin:VLECHE = 1 galn = 3,785 lVgrasa = 0,04(3,785 l) = 0,154 l = 151,4 mLVleche sin grasa = 3,785 l 0,1514 l = 3,6336 l = 3633,6 mLmgrasa = ?La relativa es 0,865 como la(sustancia de referencia) es 1 H 2Og/mL por lo cual: grasagrasa 0,865grasa/agua1g/mL H2O= 0,865g/mL grasamgrasa = grasa Vgrasa = 0,865g/mL 151,4 mLmasa grasa = 130,96gmLeche sin grasa = 3906g 130,96g = 3775,04gm3775,04g leche sin grasa leche sin grasa 1,039 g/mL v leche sin grasa 3633,6mLRespuesta:: La densidad de la leche desnatada es 1,039 g/mL10. El mtodo ms fcil para separar convenientemente una mezcla deaceite y vinagre es:a) Por absorcinb) Por filtracinc) Por sublimacind) Por decantacine) Por disolucin36 27. QUMICA GENERALSolucin: Como el aceite y el vinagre son sustancias inmiscibles entres, el mtodo ms conveniente para separa una mezcla de ellos es pordecantacin (d)11. La sublimacin es una propiedad que caracteriza a pocas sustanciasorgnicas Cul de las sustancias que vienen a continuacin, la posee?a) Acetona b) Alcoholc) Naftalina d) KeroseneSolucin: La sublimacin es un proceso de cambio de estado, deslido a gas, el naftaleno es un slido blanco (usado como bolitas denaftalina) que se sublima a condiciones ambientales. (c)12. Una sustancia qumica es la materiaa) Formada por una sola clase de tomosb) Gaseosac) Lquida, que con el agua de mar, contiene varias sales disueltas.d) Formada por una sola clase de molculas.e) De alto peso molecular.Solucin: Una sustancia qumica o una especia qumica es materiahomognea en cuya composicin hay una misma clase de tomos yuna misma clase de molculas. (a) y (d)13. Diga que expresin es incorrecta.a) Energa cintica es la energa de un cuerpo que se mueveb) Materia es toda aquella que posee masac) La teora atmica se debe a Daltond) Istopo es el elemento que tiene el mismo nmero atmico y lamisma masa.e) La temperatura mide la intensidad calorfica.Solucin: Los istopos son tomos de un mismo elemento condistinto nmero de neutrones. Presenta igual nmero atmico, perodiferente nmero de masa. (d)14. Se tiene 300 mL de una solucin de H2SO4 al 60% en peso de cido ydensidad igual a 1,6g/mL, si se le aade 500 mL de H2O. Determinarel % WH2SO 4 en la mezcla final. 37 28. QUMICA GENERALSolucin: mlSolucin H2SO4VV = 300 mLmSol = xV 1,6 g= 1,6 g/mLmSolx300 mLmL%W H 2 SO 4 60% mSol 480gmH SO 0,60( 480 g ) 24mH 2 SO 4 288gWH2SO 4% WH2SO 4x100 MT288g% WB x100 480g 500g% WH2SO 4 29,38%15. Un recipiente vaco tiene una masa de 500 g. Le adicionamos aguahasta su tercera parte en volumen resultando el conjunto con unamasa de 550 g. luego le agregamos volmenes iguales de dos lquidosA y B cuyas densidades son: 0,5 g/mL y 0,8 g/mL respectivamente.Determinar la masa total, cuando el recipiente este lleno.Solucin:Calculamos el volumen del recipientemagua = 550 500 = 50g md vg 50 g1ml VaguaVagua = 50 mL VrVagua = Donde Vr = Volumen del recipiente 3Vr50 3Vr = 150 mL (volumen del recipiente)Calculamos el volumen de los lquidosVr = Vagua + 2VL 38 29. QUMICA GENERAL150 = 50 + 2 VLVL = 50 mLCalculamos la masa totalmtotal = mr + mA + mB + maguad = m/Vm=dxvmtotal = 500 g+50 mL x 0,5 g/mL+50 mL x 0,8 g/mL+50 g = 615 g Respuesta: mtotal = 615 g16. El volumen de un recipiente es 35 mL, si se le llena de agua tiene unamasa de 265g y se le llena con otro lquido X tiene una masa de 300g. Determinar la densidad del lquido X.Solucin:Vrecipiente 35 mL Vrmrm H2 O 265gmr35g 265gmr230gCuando se llena con lquido Xm x m r 300gm x 300g 230g 70g70 g 2 g / mL x 35 mLRespuesta: La densidad del lquido X es 2g/mL17. Calcular la densidad de una mezcla formada por 3 volmenes de aguapor cada dos volmenes de alcohol (d = 0,75 g/mL) (d= densidad)Solucin:Se sabe dagua = 1g/mL Vagua = 3Kdalcohol = 0,75 g/mLValcohol = 2KSid = m/Vm=dxV 39 30. QUMICA GENERALReemplazando en: m agua m alcoholdm = dm = densidad de la mezclaV aguaV alcoholVagua daguaValcohol dalcoholdmVagua Valcohol3K . (1) 2K . (0.75)dm 3K 2K Respuesta: La densidad de la mezcla es 0,9 g/mL18. A una mezcla de dos lquidos cuya densidad es 1,8 g/mL se le agrega600 g de agua y de la densidad de la mezcla resultante es de 1,2g/mL. Cul es la masa de mezcla inicial?Solucin:m1m1Inicialmente 1,8 g/mL =, V1v1 1,8Como 600 g de H2O ocupan 600 mL de H2O, al ser agregados a lamezcla inicial:m1 6001,2 g/mL = V1 600 m1 600,12 m1600 , 18m1 360g Respuesta: La masa de la mezcla inicial es 360g19. En una mezcla constituida por agua y un lquido X, el primerorepresenta el 75% del volumen y el 2do representa el 50% de lamasa. Hallar la densidad del lquido X.40 31. QUMICA GENERALSolucin:V 75cc m 75g H2O H2OAsumiendo:VT = 100 ccVx = 25 ccEntonces: mx = 75g (ambos presentan igual % en masa) mx75gD 3g / cm 3xV 3 x 25cmRespuesta: Dx = 3g/cm320. El volumen de una masa de agua es 20 mL al aadir 100g deperdigones de bronce, el volumen resulta 32,6 mL. Determinar ladensidad del bronce en lb/pie3.Solucin:El volumen de los perdigones es el aumento de volumen.Vbronce = 32,6 20Vbronce = 12,6 mLEntonces:w100 gdbronce = bronceV 12,6 mL broncedbronce = 7,94 g/mLpero en lb/pie3 se compara con el agua g 1lb28, 3 103 mL lbd 7, 94 3 495, 9mL 454g1pie pie3 Respuesta: La densidad del bronce es 495,9 lb/pie321. La materia se presenta en la naturaleza bajo la forma de sustanciaspuras y de mezclas. La diferencia entre ellas radica en que:a) Las sustancia puras tienen composicin definidab) Las mezclas son siempre homogneasc) Las nicas sustancias puras son los gases noblesd) Las sustancias puras solo pueden formar una sola fasee) Las mezclas son siempre heterogneas Respuesta: a y d 41 32. QUMICA GENERAL22. Indique cual de los siguientes procesos corresponden a un cambiofsico o qumicoI. Agregar azucar a un vaso con aguaII.Disolver una tableta efervescente en aguaIII. Encender una estufa elctricaIV.Encender una estufa a gas licuadoV. Congelar aguaVI.Oxidacin del hierro Respuesta: Fsicos; I, III, V. Qumicos; II, IV y VI.23. Cual de los siguientes sistemas corresponde a una mezcla de tipoheterognea? I.alcohol ms agua II. agua con azucar III.agua con azucar y hielo IV. agua con sal y hieloRespuesta: III y IV.24. Indique cuantas fases y componentes tiene el sistema formado por: I.Alcohol, arena, agua y hielo II. Agua, hielo y vapor de agua III.Agua, sal, azucar y alcohol IV. Vinagre, alcohol y agua V.Aceite, arena, aguaRespuesta: I: 3F y 3C, II:3F y 1C, III:1F y 4C, IV:1F y 3C, V:3F y 3C25. De los sistemas anteriormente mencionados, indique cual(es) de elloses(son) homogneos y cual(es) de ellos son heterogneos.Respuesta: I: Heterog; II: Heterog; III: Homog; IV: Homog;V: Heterog.26. Cul ser la masa de los productos de la reaccin si 0,2 g de uranio -235 sufren una fusin nuclear y producen 1,5 x 1019 ergios de energiaradiante liberando energia trmica?SolucinDe la ecuacin de EinsteinE= mc242 33. QUMICA GENERALa) Masa que se transforma en energa mediante: E1,5 x1019 g cm 2 / s 2 m C2 (3 x1010 cm / s )2 m= 1,67 X 10-2 gMasa de los productos de la reaccinm= 0,2g 1,67 x 10-2 g = 0,183 g27.A qu porcentaje ha disminuido la masa de un electrn, cuando la velocidad de la luz es 0,1 de su valor Solucin: Ecuacin de Einstein: E= mc2 Cuando C= 3x1010 cm s-1 E= (9,1 x 10-28 g) (3x1010 cm s-1) 2 = 8,19 x 10-7 grCuando C= 3x109 cm s-1E= (9,1 x 10-28 g) (3x109 cm s-1) 2 = 8,19 x 10-9 gPorcentaje de disminucin de la masa8,19 x10 9%x100 1%8,19 x10 728. Entre EE.UU. y Rusia, hacen estallar subterrneamente en promediocada uno 10 bombas de hidrgeno por ao. Si la explosin de cadauno de ellos convierte aproximadamente 10 g de masa en energaCunto Kcal se liberan por bomba?Si la energa de 10 bombas se pudiera usar para la propulsin deautomviles en lugar de la gasolina Cuntos galones de gasolina seevitaran quemar? (un galn de gasolina desprende aproximadamente3x104 Kcal durante la combustin)Solucin:a) De la ecuacin de Einstein: E= mc2 E= (10 g) (3x1010 cm/s)2 = 9x1021 erg1Kcal 9x10 21erg = 2,15 x 10 Kcal/bomba4,18 x 1010 erg43 34. QUMICA GENERAL b)Gasolina que se evitara quemar en galones: (galones): kcal 1galon2,15 x 1011 x x 10 bombas 7,16 10 7 galonesbomba 3 x104 KcalPROBLEMAS PROPUESTOS1. Cul de las siguientes proposiciones describe un cambio fsico y cual un cambio qumico? a. Se forman cubos de hielo b. Leche fuera del refrigerador por 12 horas c. El grass (jardn) crece y se hace ms espeso porque ha sido regado y fertilizado d. Un csped (jardn) que ha crecido demasiado se recorta con una podadora2. Clasificar las siguientes proposiciones como propiedad fsica, cambio fsico, propiedad qumica o cambio qumico: a. Un escultor cincela una estatua de mrmol b. El mrmol se rompe con un martillo c. El mrmol reacciona con un cido con la formacin de burbujas de dixido de carbono d. La lluvia cida desgasta poco a poco una estatua de mrmol3. Es heterognea u homognea una solucin de sal? Describe un medio fsico para separar estas dos sustancias.4. Es heterognea u homognea una mezcla de sal y arena? Describe un medio fsico para separar estos dos materiales.5. Un trozo irregular de metal con una masa de 240,8g se coloc en una probeta con 24 mL de agua, el volumen se incremento a 57 mL a. Densidad del metal b. De cul metal podra tratarse?6. Ordenar estas temperaturas en forma creciente: 0K, 30C, 20F y 180R.44 35. QUMICA GENERAL7.Sealar: Fenmeno Qumico: (Q) Fenmeno Fsico: (F)a) Filtracin()g) Fermentacin ( )b) Oxidacin ()h) Ebullicin ( )c) Evaporacin ()i) Destilacin( )d) Combustin gas ( )j) Putrefaccin ( )e) Corrosin ()k) Respiracin( )f) Fotosntesis()l) Volatilidad de la acetona( )8.Indicar el tipo de mezcla: Homognea (Ho) Heterognea (He)a) Solucin salina ( )e) Bronce( )b) Thinner ( )f) Aire( )c) Mentholatum ( )g) Leche ( )d) Agua-mercurio ( )9.Sealar: Mezcla (M) Sustancia (S)a) Aire ()g) Vinagre ( )b) Salmuera ()h) Formol( )c) Bebida gaseosa ()i) Thinner ( )d) Acido muritico ( )j) Limpia vidrio ( )e) Acido clorhdrico()k) Sodio ( )f) Cloruro de sodio ()l) Polvo de hornear( )10. Identifique la materia: Mezcla (m) Compuesto (c) Elemento (e)a) Agua potable () g) Cerveza( )b) Agua destilada () h) rnica ( )c) Sal de cocina() i) Alcohol 95%( )d) Cobre() j) Acido ctrico( )e) Diamante () k) Petrleo ( )f) Cloruro de sodio () l) Leche( )11. Identificar: Propiedades Fsicas (F) Propiedades Qumicas (Q)a) Maleabilidad ()e) Broncearse la piel ()b) Comprensibilidad ()f) Elongacin ()c) Oxidacin()g) Solubilidad()d) Solidificacin ()h) Combustin ()12. Se tiene una tonelada de un mineral que contiene: 49% de carbonode calcio (CaCO3), 30% de carbonato de magnesio (MgCO3) y el restoescoria, determinar la masa del CaCO3 y Mg CO3 y escoria.45 36. QUMICA GENERAL13. Se tiene 3 litros de una solucin de H2SO4 cuya densidad es 1,5 g/mLy se encuentra al 70% en peso de cido si se le aade 2 litros de aguadeterminar sobre la solucin final, calcular:a. Densidadb. Porcentaje en peso H2SO4c. Porcentaje en peso de agua14. En una probeta que contiene 20mL de H2O, se le aade un metalcuyo peso es 40 gramos, se observa que el nuevo nivel de agua es26,7 cm3. Calcular la densidad del metal.15. Un mineral (30 kg) que contiene ZnSO4 (Sulfato de Zinc) FeSO4(Sulfato de hierro) y CaCO3 (Carbonato de calcio), el porcentaje enpeso del ZnSO4 es el doble del sulfato de fierro y el porcentaje enpeso del CaCO3 es el triple del FeSO4 determinar la masa y elporcentaje en peso de cada uno de los tres compuestos.16. a. Convertir 70F a C, K, Rb. Convertir 210 K a C, F, R17. En un recipiente de 800mL, mezclamos dos lquidos x e y cuyasdensidades son respectivamente 2,5g/cm3 y 1,5 g/cm3. La suma desus masas es 480g y adems el volumen de y es mayor en 180mL.Cul es la masa del compuesto x?RESPUESTAS1.a: cambio fsicoc: cambio qumicob: cambio qumico d: cambio fsico2.a: Cambio fsicoc: propiedad qumicab: propiedad fsica d: cambio qumico3.Es homognea la solucin de sal, sus componentes pueden separarsepor evaporacin.4.Es heterognea, puede ser mediante una dilucin y seguido de unafiltracin.5.a. Densidad= 7,30 g/cm3b. Estao46 37. QUMICA GENERAL6.0C, 180R, 20F y 30C7.a) F e) Q i) Fb) Q f) Q j) Qc) F g) Q k) Qd) Q h) F l) F8. a) Ho d) Heg) He b) Ho e) Ho c) He f) Ho9. a) Me) S i) M b) Mf) S j) M c) Mg) M k) S d) Mh) M l) M10.a) md) eg) m j) c b) ce) eh) m k) m c) mf) ci) m l) m11.a) Fd) F g) F b) Fe) Q h) Q c) Qf) F i) Q12. CaCO3: 490 Kg; MgCO3: 300 Kg, escoria: 210 Kg13. a) 1,3 g/mL b) 48,46% c) 51,54%14. Densidad del metal: 5,97 g/cm315. %ZnSO4: 33,33 ; %FeSO4: 16,67 ; %CaCO3: 50,0016. a) 21,11 F 294,11 K530 Rb) -63 C -81,4 F378,6 R17. La masa de x es 131.25 g47 38. QUMICA GENERAL48