Cálculos Químicos de Benzon: Una introducción al uso de las matemáticas en la química

Problemas de “Cálculos Químicos: Una introducción al uso de las matemáticas en la

química.

INDICE

Problemas del “Capítulo 1”……………………………………………….………………2

Problemas del “Capítulo 2”………………………………………………..……………10

Problemas del “Capítulo 3”……………………………………………………………..21

Problemas del “Capítulo 4”…………………………………..…………………………35

Problemas del “Capítulo 5”…………………………………….……………………….43

Problemas del “Capítulo 6”…………………………………………………………..…53

1.- Exprésense las cantidades siguientes con los prefijos métricos:

0.002 de una pulgada 2 mili pulgadas

0.01 milla 10 milimillas

12000 vestidos 12 kilo vestidos

100, 000,000 años 100 mega-años

700, 000,000 vatios 7 giga vatios

0.0000035 toneladas 3.5 micra-toneladas

2.- Exprese las cantidades siguientes como números en unidades básicas:

a) 3.5 kilo pesos 3500 pesos

b) 75 micras 0.0000075 metros

c) 42 kilovatios 42000 vatios

d) 0.16 mega libra 160000 Lb

e) 95g 0.000095 micra-gramo

f) 2.5 mili galones 0.0025 galones

g) 1.6 kilo-ovejas 1600 ovejas

3.- ¿Cuál de las siguientes son propiedades extensivas y cuáles intensivas?

a) Densidad: intensiva

b) Peso: extensiva

c) Temperatura: intensiva

d) Costo: extensiva

e) Color de cobre: intensiva

f) Color de cielo: extensiva

4.- Conviértanse 25g en Lb

|

|

5.- Conviértanse 16mg en kg

⟨

|

⟩

6.- ¿Cuál es el peso en toneladas de 120mg de radio?

⟨

|

|

⟩

7.- Actualmente el precio de venta del radio es de $312,500.00 por gramo, ¿Cuánto

costarán 2Lb de radio?

⟨

|

⟩

8.- Conviértanse 20 yardas cuadradas en centímetros cuadrados:

⟨

|

⟩

9.-Una carbonera tiene las siguientes dimensiones: 8 pies × 12 pies × 15 pies,

¿Cuántos metros cúbicos de capacidad tiene?

|

|

10.- La longitud de onda de luz amarilla de una lámpara de sodio es

aproximadamente 5900Å. ¿Cuánto es esto en pulgadas? ¿cm? ¿micras?

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⟨

|

|

⟩

11.- La densidad del tetracloruro de carbono es de 1.60 g/cm³, ¿Cuánto es en

Toneladas por yardas al cubicas?

⟨

|

|

⟩

12.- Un letrero de un pueblo mexicano indica que la velocidad máxima es de 40

km/hr, ¿Cuánto es por milla/hora? ¿En cm/s?

⟨

|

⟩

⟨

|

|

⟩

13.- La fuerza del campo gravitatorio de la tierra producirá una aceleración de 32

pies/seg. ¿Cuánto es en centímetros por segundo al cuadrado? ¿En metros por

minuto al cuadrado?

⟨

|

⟩

⟨

|

⟩

14.- Conviértase una fuerza de 980 ᶢ /s² (980 Dinas) en Kilogramos-metros por

minuto al cuadrado

⟨

|

|

⟩

15.- El volumen de un sólido ha sido dado por una persona excéntrica como 70 pulg²-

cm ¿Es esto un posible grupo para un volumen? Explíquese porque y luego

procédase a expresarlo. Si, ya que por medio de conversiones, se puede indicar en manera

cubica, que es como queda señalado cualquier medida de volumen, y en este caso sería una

equivalencia a la ya señalada por dicha persona.

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|

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16.- 400Lb de hierro metálico ocupan un volumen de 0.0234 m³. Calcúlese la

densidad del hierro en ᶢ ³

|

|

⟨

|

⟩

17.- La densidad del benceno es de 0.88ᶢ ³ a 20°C, ¿Cuántos miligramos de

benceno hay en 25cm³?

( )( )

|

|

18.- Si 24 gallinas pueden poner 150 huevos en una semana, ¿Cuántos días

necesitaran 5 gallinas para poner 250 huevos? (Observación: Calcular la velocidad a

la cual las gallinas ponen huevos) ¿Cuál es su unidad?

|

|

|

⟨

|

⟩

24gallinas-150huevos-7dias

5gallinas-250huevos-?

19.- Un átomo de oxígeno tiene una masa de 2.68×10ˉ²⁸g ¿Cuántos átomos de

oxígeno hay en 10Lb de este elemento?

⟨

|

⟩

20.- Una molécula de agua tiene una sensación transversal de 10Å.

a) ¿Cuántas moléculas de agua se requerirán para cubrir una superficie de un

centímetro cuadrado?

|

|

b) ¿Cuántas moléculas se requerirán para cubrir la superficie total de un cubo cuya

arista es 1mm? (Observación: supóngase que las moléculas tienen formas

cuadradas)

|

|

21.- ¿Cuál es la densidad en g/cm³ de un bloque rectangular de plástico de 30 plg de

altura por 16 plg de ancho por 1 pie de largo y que pesa 12Lb?

⟨

|

⟩ |

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| |

|

22.- Se ha encontrado que una muestra de agua contiene algo de sal (NaCl) disuelta

¿Qué mediciones se necesitan para expresar esta información en forma cuantitativa?

Desarróllese una unidad compleja para expresar el contenido de sal en el agua como

una propiedad intensiva.

Se necesita la cantidad de Na y Cl para saber cuánto de soluto hay en dicha muestra de agua, esto de

manera cuantitativa, pero de una forma similar si queremos expresarlo en una unidad de propiedad

intensiva, sería; 1 muestra H₂O= cantidad de masa en Na+Cl, porque así estaríamos indicando por

medio de una regla que por cada determinada muestra de agua, vamos a encontrar el numero o

cantidad de masa que hay en cada agregación de NaCl a la misma.

23.- Un lingote de hierro que esa 3600Lb descansa sobre una base que es un

rectángulo de 2.4plg x 16plg. Calcúlese la presión sobre esta base en Lb/pulg²

24.- La fórmula para el volumen de una esfera está dada por

, en donde

su radio, ¿Cuál es el peso en Toneladas de una esfera de agua de 1 milla de radio

siendo la densidad del agua

?

⟨

|

|

⟩

( )

⟨

|

⟩

25.- La cuchilla de un patín para hielo se pone en contacto con el hielo a lo largo de

unas 6plg y un ancho de 0.02plg. Calcúlese la presión producida sobre el hielo por

un patinador de 150Lb de peso al patinar sobre una cuchilla.

26.-La aguja de un fonógrafo se pone en contacto con la superficie de un disco sobre

un área circular cuyo radio es de unos 0.2mm. Calcúlese la presión en lb/plg

cuadrada ejercida sobre el disco por un brazo de fonógrafo que pesa 4oz.

|

|

( )

⟨ | ⟩

27.- Una molécula que tiene una masa de 2.0x10ˉ²²g, tiene una velocidad

de4.0x10

. ¿Cuál es su energía en ergios?

(

)

28.-Cuando la molécula del problema 27 choca con una pared, se ha estimado que

llego a quedar inmóvil e un tiempo del orden 2x10ˉ¹³s. Calcúlese su aceleración

negativa en

¿Cuál es esta en

? Compárese esta con la aceleración producida

por la gravedad terrestre g=980

a 41° de latitud.

| |

1.- Calcúlese el peso molecular de las siguientes sustancias:

a) ZnS

b) Na₂O₂

( ) ( )

c) CuSO₄

( )

d) Na₂S₂O₂

( ) ( ) ( )

e) CuSO₄5H₂O

( ) [ ( )]

f) C₆H₆

( ) ( )

g) Ba₃ (AlO₃)₂

( ) [ ( )]

h) H₄SiO₄

( ) ( )

2.- Efectúense las siguientes conversiones

a) 6.0g de NH₃ a moles

|

₃| ₃

b) 4.7 moles de HCl a gramos

|

|

c) 2.7 moles de Ca₃ (PO₄)₂ a gramos

₃( ₄)₂ | ( ) ( ₄)₂

| ₃( )₂

d) 0.026 g de ( )₂ a milimoles

( ) ⟨

( )

( ) | ( )

⟩

e) 0.18kg de ( ₃)₂ a moles

( ₃)₂ | ( ₃)₂

( ₃)₂|

f) 1.8Lb de (NH₄)₂SO₄ a milimoles

|

|

( H₄)₂ ₄ ⟨ ( )

( ) | ( )

⟩

g) 24g de a moles

|

|

h) 15 microgramos ( ) de a ml TPS de

|

|

|

|

|

i) 8.0 gigamoles de a Toneladas de

⟨

|

⟩

j) 8.5 picolitros TPS de a moléculas de

⟨

|

|

⟩

3.- ¿Cuál tiene más moléculas?

a) 4 mmoles de u 80mg de

⟨

|

|

⟩

⟨

|

|

⟩

b) 16g de NaCl o 20g de KCl

|

|

|

|

c) 4 moles de ( ) o 1kg de

( ) | ( ) ( )

| ( )

( ) |

| ( )

⟨

|

⟩

( )

4.- Efectúense las conversiones siguientes:

a) 0.24 moles de a moléculas

|

|

b) 1.7 mmoles de HCl a moléculas

⟨

|

⟩

c) moléculas CO₂ a moles

|

|

d) 2Lb de a moléculas

⟨

|

|

⟩

e) 6000 moléculas de ( ) a toneladas

( ) ⟨ ( )

( ) | ( )

( ) |

⟩

( )

5.- ¿Cuántos milimoles de S hay en 20mg de

⟨

|

|

⟩

6.- Si se quitan 1.8 10¹ moléculas de de 10mg de ¿Cuántos moles de

quedan?

⟨

|

|

⟩

|

|

7.- La densidad del tetracloruro de carbono (CCL₄) es de

a -5°C, ¿Cuál es el

volumen promedio ocupado por 1 molécula de CCL₄ a esta temperatura?

⟨

|

|

⟩

8.- Háganse las conversiones siguientes:

a) 26 cc TPS de Cl₂ gaseoso a milimoles de Cl₂

⟨

|

₂

|

⟩ ₂

b) moléculas de NO gaseoso a litros TPS de NO gaseoso

⟨

|

⟩

c) 16 mg de H₂S a centímetros cúbicos TPS de H₂S gaseoso

|H₂

| H₂

H₂ |

|

| H₂

d) 33 lt TPS de SF₆ gaseoso a kg SF₆

⟨

|

|

⟩

9.- Seiscientos veinticinco miligramos de un gas desconocido ocupan un volumen de

175 cc a TPS, ¿Cuál es el peso molecular del gas?

⟨

|

⟩

|

| |

|

10.- Una molécula de un compuesto químico desconocido tiene una masa de

2.33x10 . ¿Cuál es el peso molecular del compuesto?

|

|

|

|

11.- Se ha encontrado que un recipiente de 1 lt pesa 500.763g cuando esta al vacío.

¿Cuál será su peso cuando esté lleno de gaseoso y a TPS? (No tomen en

cuenta los efectos de flotación)

⟨

|

⟩

12.- Se ha encontrado que moléculas de un compuesto desconocido

tiene una masa de 3.76mg, ¿Cuál es su peso molecular?

|

|

|

|

|

|

13.- Cuando un matraz de 250 cc se llena a TPS con un gas que pesa 261.023g.

Cuando esta al vacío pesa 260.243g ¿Cuál es el peso molecular de este gas?

⟨

|

⟩

14.- La densidad del (liquido) a 0°C es 1.600

¿Cuál es el volumen ocupado

por 800 moléculas de ? A partir de este último resultado, ¿Cuál es el diámetro en

Angstroms de una molécula de ?

⟨

|

|

⟩

⟨

|

|

⟩

√

15.- Los químicos encuentran que las técnicas microquímicas son mucho más

convenientes para el análisis químico de las técnicas más antiguas en que se usan

grandes cantidades de materiales. Exprésense las relaciones 1) 2) y 3) de la última

sección (sección 7) y la definición de peso molecular en unidades de micromateria:

1) 1 mol= 6.02x10²³ moléculas

2) 1 mol= 22.4 lt TPS

3) 1 MOL= fórmula de peso en una sustancia en gramos

El peso molecular está dado por el cociente entre la masa medida en gramos, miligramos, etc. de una

sustancia y la cantidad de moles de la misma para que su resultante sea en unidades de micro

materia.

16.- Se supone que un átomo de Hg tiene un radio de 1.45Å suponiendo que tiene

una forma esférica, ¿Qué volumen tendrá? Suponiendo que en el Hg líquido los

átomos están empacados con 6 vecinos inmediatos (es decir en una distribución

cúbica similar a un tablero tridimensional de ajedrez), ¿Qué volumen será ocupado

por 1 mol de Hg líquido?

|

⁸ | ⁸

( )

|

|

|

17.- Dispersando una molécula tipo aceitoso sobre agua para que formen una capa

unimolecular se ha encontrado que se reduce la velocidad de evaporación del agua

protegida en esta forma. Si la sección transversal de una molécula de tipo aceitoso

de formula tiene 36 Angstroms cuadrados, ¿Qué peso de ella se requerirá

para cubrir un deposito cuya área es 1 milla cuadrada?

1 mol = 186g

18.- ¿Cuál es la masa en gramos de una molécula de

⟨

|

⟩

19.- ¿Cuántas moléculas hay en 1 cc de aire a TPS?

⟨

|

|

⟩

20.- En un promedio de nuestra atmósfera existen aproximadamente 78 moléculas

de N₂, 21 moléculas de O₂ y 1 molécula de Ar, ¿Cuál es el peso molecular promedio

de la atmosfera?

| ( ) ( ) ( )

|

21.- El aire húmedo contiene moléculas de además de los componentes

normales , y Ar, a TPS ¿Qué es más pesado, 1cc aire seco o 1 cc de aire

húmedo? Explíquese la respuesta tan breve como sea posible.

|

|

|

|

Considerando que los datos expresados son tomados por el que tiene mayor peso molecular (aire

húmedo y aire seco) se observa que el aire seco pesa más que al aire húmedo aun cuando en cc TPS

son iguales, varían al momento de sacar ya su peso molecular donde las moléculas se contaron así:

de manera burda sola para corroborar que

al momento de sustituir ya en la fórmula de peso, aun cuando en aire húmedo tiene más moléculas, el

aire seco sigue siendo más pesado que este.

22.- En un día caliente y húmedo la atmosfera puede contener hasta 6 moléculas de

H₂O. Suponiendo que las proporciones de N₂, O₂ y Ar en las 94 moléculas restantes

son las mismas que las del problema 20, Calcúlese el peso molecular promedio del

aire húmedo.

| ( ) ( ) ( )

|

1.- Interprétense las siguientes formulas en términos de moléculas y átomos y en

términos de moles. ¿Cuáles parecen ser verdaderas fórmulas?

a)

1 mol de : 2 moles de H y 2 moles de O

1 molécula de : 2 átomos de H y 2 átomos de O

b)

1 mol de : 2 moles de Na, 1 mol de S y 4 moles de O

1 molécula de : 2 átomos de Na, 1 átomo de S y 4 átomos de O

c)

1 mol de : 2 moles de Na, 1 mol S, 14 moles de O y 20 moles de H

1 molécula : 2 átomos Na, 1 átomo S, 14 átomos O y 20 átomos H

d) ( )

1 mol ( ) : 2 moles Al, 3 moles S, 12 moles O

1 molécula ( ) : 2 átomos de Al, 3 átomos de S, 12 átomos de O

e)

1 mol : 1 mol Ca y 2 moles C

1 molécula : 1 átomo de Ca y 2 átomos de C

f)

1 mol : 2 moles N y 4 moles de H

1 átomo : 2 átomos de N y 4 átomos de H

g)

1 mol : 2 moles Ca, 2 moles S, 9 moles O y 2 moles H

1 molécula : 2 átomos Ca, 2 átomos, 9 átomos O y 2 átomos H

h)

1 mol : 10 moles y 18 moles H

1 molécula : 10 átomos C y 18 átomos H

Los incisos a) f) h) son fórmulas verdaderas, porque se balancean correctamente a

diferencia de las demás, que no cuentan con un balance adecuado.

2.- ¿Cuántos moles de oxígeno hay en 0.28 mol de ( )

( ) |

( ) |

3.- ¿Cuántos moles de azufre hay en 1.78 moles de

|

|

4.- ¿Cuántos moles de oxígeno hay en 0.12 moles de

|

|

5.- ¿Cuántos moles de contienen 6.3 mmoles de oxígeno?

|

|

|

6.- ¿Cuántos moles de contendrán 24 mmoles de H?

|

|

|

7.- ¿Cuántos moles de B hay en 20g de ?

|

( ) |

8.- Una determinada cantidad de contiene 0.33 mol de o. ¿Cuántos

milimoles de B contiene?

|

|

9.- ¿Cuántos milimoles de S hay en 18g de ( )

( ) ⟨ ( )

( ) |

⟩

10.- ¿Cuántos gramos de O hay en 64 mmoles de ?

⟨

| ( )

⟩

11.- ¿Cuántos miligramos de Na hay en 240 mg de ?

|

|

12.- ¿Cuántos gramos de Ca hay en 1 tonelada de ( ) ?

( ) ⟨

| ( ) ( )

|

⟩

13.- ¿Cuántos átomos de O hay en 20 mg de ?

⟨ ( )

|

⟩

14.- ¿Cuál es la composición porcentual en peso de lo siguiente?:

a)

|

|

|

|

b) ( )

|

( ) |

|

( ) |

|

( ) |

c)

|

( ) |

|

( ) |

|

( ) |

d)

|

|

|

|

|

|

|

|

e)

|

|

|

|

|

|

f)

|

|

|

|

|

|

|

|

15.- Escribe la fórmula empírica de cada uno de los siguientes compuestos cuya

composición porcentual en peso se da:

a) Calcio (Ca) = 20.0%; bromo (Br) = 80.0%

|

| |

|

|

| Así la fórmula empírica:

b) Carbono (C) = 53.0%; oxígeno (O) = 47.0%

|

|

|

|

|

|

La fórmula empírica queda:

c) Aluminio (Al) = 23.1%; carbono (C) = 15.4%; oxígeno (O) =61.5%

|

|

|

| |

|

|

| |

|

La fórmula empírica es: ( )

d) Estroncio (Sr) = 65.7%; silicio (Si) = 10.4%; oxígeno (O) = 23.9%

|

|

|

|

|

|

La fórmula empírica es:

e) Manganeso (Mn) = 56.4%; azufre (S) = 43.6%

|

|

|

|


f) Calcio (Ca) = 18.3%; cloro (Cl) = 32.4%; hidrógeno (H) = 5.5%; oxígeno (O) =

43.8%

|

|

|

|

|

|

|

|


16.- Dadas las siguientes fórmulas empíricas y pesos moleculares, calcúlese la

fórmula molecular verdadera:

Fórmula empírica

Peso molecular

84

34

150

472

80

Fórmula verdadera

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

17.- Cuando se calientan 9.7 g de un hidrato de se pierden 3.5 g de agua.

¿Cuál es la fórmula empírica del hidrato?

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

Así la fórmula es:

18.- En 2.50 g de un compuesto que contiene cromo y azufre hay un total de 1.20 g

de azufre. ¿Cuál es su fórmula?

|

|

|

|

Así la fórmula queda:

19.- Cuando se calientan 3.75g PtCl, se desprende cloro quedando en residuo de

2.17g Pt, ¿Cuál es su fórmula?

|

|

|

|

Entonces la fórmula queda:

20.- Por combinación de 2.8g con 2.11g de se forma un compuesto, ¿Cuál

es su fórmula?

|

|

|

|

|

|

|

|

Así la fórmula es:

21.- Cuando se calienta azúcar a 600°C en ausencia de aire, se convierte en una

masa negra de C y que se volatiza como gas. Si 465 mg de azúcar producen

196mg C, ¿Cuál es su fórmula empírica?

|

|

|

|

|

|

Así la fórmula queda expresada:

22.- Cuando las soluciones muy concentradas de ácido nítrico en agua se enfrían, se

separa un sólido cristalino blanco el que se ha encontrado que contiene 22.2% y

77.8% en peso. Numerosos químicos han argumentado que este sólido no es

una mezcla sino un nuevo compuesto verdadero. A partir del análisis, ¿Se pueden

sugerir razones para apoyar las conclusiones?

En mi opinión, creo que no, puesto que la explicación dada por el autor (y corroborada por

los demás ingenieros químicos) es más que suficiente para soportar esta aclaración por lo

que su fórmula es

23.- Un compuesto desconocido tiene la composición 3.2% H, 37.5% C y 59.3% F,

¿Cuál es su fórmula empírica? Si 150 cc TPS del vapor de este material pesan 1.07g

¿Cuál es su fórmula verdadera?

⟨

|

⟩

=

1 unidad CHF 22g

Quedando expresado:

24.- Un compuesto tiene 52% N, 40% B y el resto de H. 60 cc TPS de su vapor

pesan 210mg. Calcúlese su peso molecular y fórmula verdadera.

⟨

|

⟩

|

|

1 unidad BNH 25gr

por cada átomo

Quedando expresado:

25.- La composición de un material puede ser expresada en términos de mol por

ciento. Así el mol por ciento de cualquier componente es una mezcla o compuesto

indica el número total de moles de dicho componente presente en una cantidad de

material que comprende 100 moles. El mol por ciento de Na en NaCl 50%. En cada

uno de los siguientes casos dé el mol por ciento del material indicado.

a) mol% H:

|

|

27.- Una aleación de Cu y Zn contienen 74.5% en peso de Cu. Calcúlese el mol por

ciento de Cu en la aleación.

(

)

(

)

1.- Cámbiense los siguientes enunciados en ecuaciones químicas y después

ajústese las ecuaciones (busquen las ecuaciones en el texto)

a) El cloro gaseoso arde de hidrógeno gaseoso formando cloruro de hidrógeno

b) El cloruro de bario reacciona con sulfato de cinc formando cloruro de cinc y un

precipitado de sulfato de bario

c) El nitrato de calcio reacciona con fosfato sódico formando nitrato de sodio y un

precipitado de fosfato de calcio

d) Cuando se caliente el clorato de potasio, produce una mezcla de cloruro den

potasio y perclorato de potasio

e) El ácido sulfhídrico gaseoso arde en el aire formando agua y anhídrido sulfuroso

( ) →

f) El aluminio metálico desplaza al hierro del óxido formando óxido de aluminio y

hierro

g) El gas hidrógeno se combina con el nitrógeno formando amoníaco

h) El cobre se disuelve en ácido nítrico diluido formando nitrato cúprico, aguay óxido

nítrico

i) El fósforo arde en el oxígeno formando pentóxido de fósforo

j) El sodio metálico reacciona con el agua dando hidróxido de sodio e hidrógeno

gaseoso

( )

k) El disulfuro de carbono arde en el aire formando anhídrido carbónico y anhídrido

sulfuroso

→

l) Cuando el hipoclorito de sodio se calienta formando una mezcla de cloruro de

sodio y clorato de sodio

2. ¿Cuántos moles de HCl se necesitaran para formar

0.35mol de C ?

(

)

3. ¿Cuántos moles de cloro

gaseoso se necesitan para producir a partir de 3.20 moles de ácido clorhídrico?

(

)

4. ( ) ¿Cuántos moles de fosforo de potasio se

necesitan para producir 0.076mol de cloruro de potasio?

(

)

5. ¿Cuántos cc de TPS de se producirán al quemar 3g

de ?

(

)(

) (

( )

)(

)

6. ¿Cuánto gramos de FeS se necesitan para producir

100g de ? ¿Qué volumen ocupará éste a TPS?

(

)(

) (

( )

)(

)

(

)(

) (

)

7. ¿Cuántos litros de oxígeno a TPS se producirán al

descomponer 25g de ?

(

)(

) (

( )

)

8. ¿Cuántos moles de hidróxido de sodio se

necesitan para neutralizar 100g de ácido sulfúrico?

(

)(

)

9. ¿Cuántos centímetros cúbicos a TPS de

gaseoso pueden obtenerse a partir de 224 mg de ?

(

)(

) (

( )

)(

)

10. En el proceso de cuanto para la producción de ácido sulfúrico, el azufre presente

es se convierte eventualmente en ¿Cuántos KG de pueden

prepararse a partir de 2 toneladas de ?

(

)(

)(

)(

) (

)(

)

11. Si el producido en el problema precedente tiene una densidad de 1.86g/cc

¿Qué volumen ocupara?

⁄

12. ¿cuantoscentimetros cúbicos de a TPS

pueden producirse a partir de 15 cc de butano( ) liquido? La densidad del

butano liquido es 0.60g/cc a 0°C

⁄

(

)(

)(

)

13. A partir de la reacción indicada en el problema 3 ¿Cuántos gramos se

necesitan para producir 200cc de gaseosos a TPS?

(

)(

) (

)(

)

14. ( ) ¿Cuántos gramos de se requiere para

producir 250Lt de a TPS? ¿Cuántos gramos de agua se necesitan para esta

reacción? ¿Cuál es el volumen ocupado por el agua líquida? (Densidad del agua

=1g/cc)

(

) (

) (

)

(

) (

) (

)

⁄

15. En el proceso de Feisher-Tropsch la hulla se hace reaccionar con agua en

presencia de un catalizador para producir hidrocarburos. En este peso el 34% de

la hulla se convierte en hidrocarburos. Del total de hidrocarburos producidos 6%

del carbono que contiene está en la forma de hexano ¿Cuántos kilogramos

de hexano pueden producirse a partir de 1 tonelada de hulla? (considérese que la

hulla como carbono)

(

)(

)(

)

( ) ( )( )

(

) (

) (

)

16. Un proceso metalúrgico para la extracción de uranio empieza con el mineral

carnotita que tiene 3.5% de . Este se utiliza en diferentes pasos y final

mente se convierte en sulfato de uranilo hidratado ( ) ¿Cuál es el

máximo de kilogramos de hidrato que pueden producirse a partir de 1tonelada del

mineral carnotita?

(

)(

) (

)

( ( )

) (

)(

)

17.

a) Si se mezclan 2.0moles de Zn con 6 moles de HCl ¿Qué sustancia

estará presente cuando se complete la reacción? ¿en qué cantidad?

b) Si se mezclan 14g de Zn con 18g de HCl ¿qué sustancia estarán

presentes cuando se termine la reacción? ¿Cuál es el peso de cada

una?

A)

(

)

(

)

(

)

)

(

)(

) (

)

(

)(

) (

)

(

)(

)(

)

18. ( )

a) Si se añaden 4 moles de Cu a 16 moles de HN ¿Qué sustancia

estarán presentes cuando se concluyan la reacción? ¿cuántos moles

habrá de cada una?

b) Si se agregan 24g de Cu a 1g de HN ¿qué sustancias estarán

presentes cuando se complete la reacción? ¿Cuántos gramos de cada

una?

A)

(

)

( ( )

) ( )

(

)

(

)

B)

(

)(

) (

)

(

)(

( )

) (

) ( )

(

)(

) (

)

(

)(

) (

)

19. La densidad del benceno liquido es de 0.88g/cc a 20°C y arde en el

como sigue:

¿Cuántos centímetros de gaseoso a TPS se necesitan para

quemar3.5ccde benceno líquido?

⁄

(

)(

) (

)(

)

20. ¿Cuántos mL de H gaseoso TPS

pueden producirse a partir de 25mg de NaB ?

(

)(

) (

)(

)

1.- Si se empuja una pared, esta no se mueve (ordinariamente), y así, de acuerdo

con nuestra definición, no se ejecuta ningún trabajo. Sin embargo, uno se fatiga

acaso de este esfuerzo. Explíquese este hecho.

No se hace trabajo en la pared pero si en la persona ya que se ejerce una fuerza

de empuje que rebota en el sujeto la cual después se convierte en energía

calorífica.

2.- La fuerza de la gravedad es 980 dinas/g . si esta actúa sobre una masa de 10g

durante el tiempo durante el cuerpo desciende 1m , entando inicialmente en

reposo, calcúlese el aumento en la energía cinética del cuerpo. ¿Cuál es la

velocidad final del cuerpo?

√

√ ( ) ( ⁄ )

√ ⁄

( )(

⁄ )

⁄

3.-Efectúese las siguientes conversiones:

a) 500cal a ergios

(

) (

)

b) 6 a Kcal

(

) (

) (

)

c) 8julios a calorías

(

)

d) 60 ergios a microjulios

(

) (

)

4.- Efectúese las siguientes conversiones en las escalas de temperatura:

A. 500 °C a °K

B. 0°K a °F

( )

C. 0°K a °C

D. 1000°K a °C

E. 500°K a °F

( )

F. -40°C a °F

( )

G. -100°F a °K

( )

H. 50°F a °R

I. 10°R a °F

J. 500°C a °R

( )

K. 90°R a °K

( )

5.- Cuando la temperatura dé un cuerpo aumenta en 15°C ¿a que corresponde

este aumento en °K? ¿En °F?

6.- A partir de la tabla VII calcúlese el número de calorías requeridas para elevar la

temperatura de 4g de cobre desde 100°C hasta 150°C.

(

) ( )

7.- ¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura de 1lb de agua

desde 0°C hasta el punto de ebullición?

(

) ( )

8.- Calcúlese el calor específico del agua en unidades de ergios/lb-F.

⁄ (

) (

) (

)

⁄

9.- Suponiendo que no cambia el calor específico del hierro, calcúlese cuantas

calorías deberían ser eliminadas para enfriar 1mol de Fe partiendo de 25°C hasta

50°K

( ) (

) ( )

10.- ¿Cuál requerirá más energía para separarse en sus moléculas individuales,

una sustancia a temperaturas elevadas la misma substancia a una temperatura más

baja? Explíquese el razonamiento.

Se necesita una temperatura baja porque se debilitan las moléculas, es decir

que no están en movimiento continuo como cuando están a temperaturas

altas.

11.- Si neseitamos80cal para elevar en 16°C la temperatura de20g de lana ¿Cuál

es el calor específico de la lana?

⁄

12.- Un metal desconocido tiene un calor específico de 0.150cal/g°C. ¿Cuál es,

aproximadamente el peso atómico del metal? ¿A partir de la tabla de peso atómico

se podría adivinar cuál podría ser este metal?

⁄

⁄ ⁄

( )

13.- A partir del conocido peso atómico del níquel (58.7), ¿Cuál se estimaría que

sería su calor específico?

⁄

⁄ ⁄

14.- ¿Cuántos ergios se requieren para elevar en 1°C la temperatura de la

molécula de agua?

(

) ( )

(

)

15.- Calcules el calor de las siguientes reacciones (empleando los valores de Hp de

la tabla VIII).

1)

( ) [ ( ) ]

⁄

2)

[ ( )] ( )

[ ]

⁄

3) [ ( ) ⁄ ]

( ) ⁄

4)

( ) ⁄

5)

( ) [ ( )]

⁄

6)

( )

⁄

16.- Para las reacciones siguiente, calcúlese el calor deformación del compuesto

aislado que en cada caso no aparezca en la lista de la tabla VIII:

a) ( )

[ ] ( ( ) )

( ) [ ]

( ) ( ) ( ) ( )

( )

b)

[ ] ( )

( )

( ( ) ( ))

( )

c)

( )

( )

( )

d)

[ ] [ ]

[ ]

( ) [ ( ) ( )]

( ]

17.- Para la reacción mostrada en el problema16 A), ¿Cuántos litros de oxígeno a

TPS se necesitan para producir 500kcal/g de calor?

(

) (

)

18.- ¿Cuántos Kcal de energía calorífica son requeridas por un vegetal para producir

50g de fructuosa (reacción anterior 16 b)?

(

)(

)

19.- El calor de vaporización del agua es 540cal/g ¿Cuántas calorías se requieren

para vaporizar 200g de agua? ¿Cuál es el calor molar de vaporización del agua?

⁄ ( )

(

) ⁄ ⁄ ⁄

20.- El calor de fusión del hielo es 80cal/g

a) ¿Cuál es el calor molar de fusión de hielo?

⁄ (

) ⁄

b) ¿Cuántas calorías se requieren para fundir 500g de hielo?

⁄ ( )

c) ¿Cuántas calorías se requieren para transformar 50g de agua desde

hielo a 0°C hasta vapor a 100°C (para el calor de vaporización véase el

problema 19)

⁄ ( ) ⁄ ( )

(

) ( )

21.- Cuando ( ) (gas) reaccionan para formar ( O) (liquido), si se

liberan 68.4 kcal de calor por mol de O formada. ¿Sería más o menos este el

valor si usáramos como materiales iníciales liquido y liquido? Explíquese.

Las partículas de los gases están separadas sin ningún orden lo cual se

tendría que condesar para unirlas y formar agua mientras que con los liquido

no tanto porque tienen diferentes propiedades y su reacción no libera tanto

calor.

22.- En un motor de automóvil, se queman hidrocarburos líquidos en el aire, para

formar C (gas) y O (gas). ¿Se producirá en la combustión más o menos energía

si el O producido se formara en estado líquido en lugar del gaseoso?

Explíquese.

Nota: los calores de combustión de la mayoría de los hidrocarburos corresponden a

unos 115kcal por mol de O formada, mientras que el calor de vaporización del

agua es de 10kcal/mol

23.- Si una persona se pone a dieta para perder peso, ¿perderá más o menos

peso consumiendo alimentos muy fríos o muy calientes? Explíquese.

Los alimentos fríos están a menor temperatura del cuerpo humano lo que permite

que sean su digestión que las de los calientes que pierde energía solo al esperar que

su temperatura sea menor a la del cuerpo de la persona provocando perdida de calor

en el proceso.

24.- ¿Cuánto trabajo es desarrollado por una persona de 150 lb, que asciende una

montaña hasta una altura de 5000 pie? (considérese solo el trabajo encontrar de la

gravedad) explíquese la respuesta en pies-lb, en ergios y en Kcal.

( )( )

(

) (

) (

)

(

) (

)

25.- La velocidad promedio de una molécula de a25°C es aproximadamente

⁄ calcúlese la energía cinética total de un mol de

gaseosoa25°C, en calorías.

( )(

⁄ )

( ) (

⁄ )

(

)

1.- La diferencia entre los dos brazos de un manómetro de mercurio es cmdeHg40

. Si el brazo mas bajo es expuesto a un gas, mientras el más alto es evacuado, ¿Cuál es la presión del gas en atmósferas?

.526.076

140 atm

cmdeHg

atmcmdeHg

2.- Si la diferencia entre los dos brazos del problema anterior fuera lg10pu ,

calcúlese la presión entre centímetros de Hg : En atmósfera.

atmcmdeHg

atmcmdeHg

indeHg

cmdeHgindeHg 334.0

76

14.25

1

54.210

3.- Si un gas esta en cerrado por agua en lugar de un manómetro de mercurio y el nivel del agua es puesta al gas es 90cm. mas costo que otro bazo que esta expuesto

Hg en atm (densidad ccgrHg 55.13 )

.07.163.81

63.6

76

63.613300

882000

882000

1033.11

8820001

980

1

190

2

1

33

2

243

2

22

3

22

3

atmcmdeHgP

cmdeHgP

cmdeHgP

deHgcmdeHgcm

X

cmdinasX

cmdinasdeHgcm

cm

dinas

OgrdeH

dinas

OdeHcm

OgrdeHOdeHcm

T

4.- Háganse la conversión siguiente:

a) mmdeHg250 a 2cmdinas

2524

1032.31

1033.12501 cmdinas

cmdeHg

cmdinasmmdeHgatm

b) cmdeHg35 a atmosferas

atmcmdeHg

cmdeHg46.0

76

35

c)2lg3 pulb en cmdeHg

cmdeHgpulb

pulbcmdeHg 5.15

lg7.14

lg376

2

2

d)260 cmdinas a atmosferas

atmcndeHg

cmdeHg

cmdeHgcmdinas

cmdeHgcmdinas

53

3

24

2

1093.576

1051.4

1051.41033.1

160

5.- Un lingote de hierro descansa sobre una base cuya área es 23cm . Si el

volumen del lingote es 325cm y la densidad del hierro es 38.7cm

gr , calcular la

presión sobre la base en 2cmdinas .

24

22

2

2

33

1037.6637003

191100

191100980195

1958.725

cmdinas

cmdinas

cm

dinasP

dinass

cmgrMgW

grcm

grcmM

PVMV

MP

6.- El brazo de un fonógrafo pesa onzas2 y descansa sobre una aguja cuya

punta tiene un área de contacto de 2045.0 mm calcúlese la presión ejercida por el

brazo sobre un disco, en 2lgpulb .

2

25

252

2

2

2

22

17931097.6

125.0

1097.6645

045.0

45.6

1

100

104.0

125.016

12

inlbin

lbP

inin

cm

in

mm

cmmm

lbonzas

lbonzas

7.- ¿Cuál es volumen ocupado por lt10 de gas a cmdeHg76 después de que

asido comprimido a temperatura constante hasta .5atm

lt

atm

ltatmV

VP

VP

VPVP

atmP

V

atmcmdeHgP

ltV

25

101

5

?

.176

10

2

2

2

11

2211

2

2

1

1

8.- ¿Qué presión se requiere para comprimir cc180 de gas a temperatura

constante hasta un volumen de cc24 si la presión inicial es de cmdeHg30 .

cmdeHg

cc

cccmdeHgP

PV

VP

cmdeHgP

ccV

ccV

22524

18030

30

24

180

2

2

2

11

1

2

1

9.- Se calentaron lt23 de gas desde C30 hasta C150 a presión constante ¿Cuál

es el volumen final?

ltK

KltV

T

TVV

T

V

T

V

KCT

KCT

ltV

f

i

fi

f

i

i

f

f

1.32303

42323

423150

30330

23

2

1

1

10.- ¿Hasta que temperatura deben enfriarse 2280ccdeCO para que su volumen

disminuya hasta cc130 ? La CTi

20 y el gas se mantiene a presión constante.

CKcc

KccT

V

TVT

T

KCT

ccV

ccV

f

f

f

5.15546.117280

253130

?

25320

130

280

1

1

2

1

2

1

11.- ¿Cuál es volumen de cc600 TPS de 2N a C45 y a atm2 de presión?

ccatmK

KccatmV

PT

TVPV

atmP

V

KT

atmP

KCT

ccV

f

f

f

f

349546

190800

2273

3186001

1

?

273

2

31845

600

1

11

1

2

1

2

2

1

12.- Se recolectaron por desplazamiento de mercurio cc720 de gas Nitrógeno a

C10 y cmdeHg25 de presión. ¿Cuál es volumen a TPS?

cccmdeHgK

KccccdeHgV

cmdeHgatmP

KT

V

cmdeHgP

KCT

ccV

f 84.24519988

4914000

76263

27372025

761

273

?

25

26310

720

2

2

2

1

1

1

13.- ¿Cuál es la información que falta en los siguientes problemas para poder resolverlos?

Un volumen de gas es comprimido desde atm10 hasta atm1 a temperatura constante.

¿Cuál es el volumen final?

R=Volumen inicial

¿Qué volumen ocuparan cc15 de gas cuando se enfríen a C30 y presión

constante?

R= Temperatura inicial

C) cc80 de gas a C38 se calientan a C40 y a mmdeHg80 de presión. ¿Cuál fue la

presión inicial?

R= Volumen final

14.- Usando factores de conversión conviertase el valor de R desde

Kmolatmcc 82 hasta unidades de:

a) KmolmmdeHgcc

b) Kmolpu

lb 2lg1

c) Kmolergios

15.- Se a encontrado que cc820 de un gas desconocido a C35 y a cmdeHg80

pesan gr46.2 . ¿Cuál es su peso molecular?

molgr

P

atmlts

KmolKatmltsgrP

molKatmltsR

grm

atmcmdeHgP

KCT

ltsccV

v

v

16.72

861.0

12976.62

05.182.0

308082.046.2

082.0

46.2

05.180

308

82.0820

16.- ¿Qué volumen ocupar grdeNO5.1 gaseoso a C75 y a mmdeHg300 de

presión?

ltsV

molgr

atm

KmolK

atmltsgrV

PMP

TRMV

molgr

PM

molKatmltsR

atmmmdeHgP

KCT

grdeNOM

65.37.11

804.42

3039.0

348082.05.1

*

**

30

082.0

39.0300

34875

5.1

17.- Por desplazamiento de agua se han recogido lts47.1 de un gas a C30 y la

presión barométrica de mmdeHg744 . Si el gas tiene un peso de gr98.1 y la presión

del vapor del agua a C30 es mmdeHg32 , ¿Cuál es peso molecular del gas?

molgr

PM

ltsatm

KmoilKatmltsgrPM

molKatmltsR

atmP

grM

KCT

ltsV

9.3533.1

18.49

47.193.0

303082.098.1

082.0

93.0

98.1

30330

47.1

18.- Por desplazamiento de acetona se recogen cc250 de un gas a C10 y a

cmdeHg85 de presión. Si el gas pesa gr34.1 y la presión del vapor de la acetona

C10 es mmdeHg39 . ¿Cuál es el peso molecular del gas?

molgr

PM

ltsatm

KmolKatmltsgrPM

VP

TRMPM

molKatmltsR

grM

atmP

KCT

ccV

01.109265.0

89.28

25.006.1

263082.034.1

*

**

082.0

34.1

06.1

26310

250

19.- Se a encontrado la densidad de un gas es lts

gr07.2 a C30 y a atm2 de

presión. ¿Cuál es su densidad a TPS?

ltsgr

K

K

atm

atm

lts

grD

molKatmltsR

KCT

atmP

ltsgr

V

14.1546

21.627

273

303

2

1

1

07.2

082.0

30330

2

07.2

2

20.- La densidad del cloro gaseoso es cc

mg17.3 a TPS. ¿Cuál es su densidad a

C100 y a cmdeHg70 ?

ccmg

K

K

atm

atm

cc

ccmg

D

molKatmltsR

D

atmcmdeHgP

KCT

ccmg

D

13.2373

1772.796

373

273

1

92.0

1

17.3

082.0

?

92.070

323100

17.3

2

2

21.- La presión de la atmósfera a millas100 arriba de la tierra es de unos

mmdeHg6102 y la temperatura es cercana a C180 . ¿Cuántas moléculas habrá

en cc1 de un gas a esa altitud?

moleculas

mol

moleculasmolX

Xmol

moleculasmol

N

KmolKatmltsN

RT

PVN

NRTPV

112313

13

23

1312

39

1007.21

10023.610448.3

10448.3

10023.61

10448.3626.7

1063.2

93082.0

1011063.2

22.- ¿Cuál es la densidad del 2SO gaseoso a TPS, a C40 y a cmdeHg80 de

presión?

ltsgr

KmolKatmlts

atmmol

gr

P

ltsgr

KmolKatmlts

atmmol

gr

P

PTR

PPM

molKatmltsR

molgr

PM

KCT

cmdeHgP

8.2386.22

64

273082.0

164

6.2666.25

2.67

313082.0

05.164

*

*

082.0

64

31340

80

23.- Se ha encontrado que un gas desconocido tiene una densidad 5.2 veces mas

grande que la del oxigeno 2O a la misma T y P. ¿Cuál es su peso molecular?

mol

gr80325.2

24.- A una determinada T y P 2CO tiene una densidad que es 758.0 la de un gas

X. ¿Cuál es el peso molecular de X? ¿Cuál es la densidad de X a TPS?

ltsgr

KmolKatmlts

atmmol

gr

P

molgr

59.2386.22

58

273082.0

158

58758.044

25.- la composición del aire seco es aproximadamente mol78 por ciento de 2N ,

mol21 por ciento de 2O y mol1 por ciento de Ar . Cuando la presión barométrica es

mmdeHg750 calcúlese la presión parcial ejercida por estos 3 componentes en el aire

seco.

26.- Un matras de cc1500 contiene 2400mmdeO y 260mmdeH , a C100 .

¿Cuál es la presión total dentro del matras?

Si se permite que la mezcla reaccione para formar OH2 (gaseosa) a la misma

temperatura ¿Qué materiales sobraran y cuales serán sus presiones parciales parciales?

27.- ¿Cuál tendrá el valor de VC mas grande, eH ó HCl ? Explíquese.

R= HCl tiene 2 rotacionales de libertad extra

Cálculos Químicos de Benzon: Una introducción al uso de las matemáticas en la química

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