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Clculos qumicos

1 Comprueba en las siguientes ecuaciones qumicas, el cumplimiento de la ley de conservacin de la masa: la masa de los reactantes es igual a la masa de los productos.

2 Completa los siguientes enunciados:

a) El reactivo en es la sus-tancia de la que sobra determinada cantidad, al terminar la reaccin qumica.

b) Un ejemplo de las leyes ponderales es la ley de .

c) Las sustancias iniciales en un proceso qumico se denominan .

d) La ley de las proporciones mltiples establece que .

e) El reactivo que se consume totalmente en una reaccin se llama .

3 Establece algunas diferencias entre:

a) Rendimiento real y rendimiento terico.

b) Reactantes y productos.

c) Coe" cientes estequiomtricos y masas mola-res.

d) Volumen molar y masa molar.

e) Reactivo lmite y reactivo en exceso.

4 Explica mediante algunos ejemplos espec" cos:

a) La ley de las proporciones de" nidas.

b) La ley de las proporciones mltiples.

c) La ley de los volmenes de combinacin.

5 El jugo gstrico contiene aproximadamente 3,0 g de HCl por cada litro. Si una persona, produce 2 litros de jugo gstrico diariamente, cuntas table-tas anticidas de 500 mg de hidrxido de aluminio se necesitaran para neutralizar el cido producido en un da?

6 Al reaccionar cloruro de sodio y nitrato de plata se forma cloruro de plata (insoluble en agua) y nitrato de sodio (soluble).

Si han reaccionado las cantidades de reactivos que se indican en la " gura, cul de las tres posibilida-des " nales ser la que represente el proceso llevado a cabo? Justi" ca.

7 El gas natural est formado por una mezcla de compuestos de carbono e hidrgeno, llamados hi-drocarburos, uno de los cuales es metano, CH

4. Al

quemar el metano (arde en presencia de oxgeno) se obtiene dixido de carbono y agua.

a) Escribe y balancea la reaccin que se lleva a cabo.

b) Determina el nmero de moles y los gramos de oxgeno necesarios para quemar 200 g de metano.

c) Indica cul ser la masa de aire necesaria para que reaccionen 350 g de metano, si el aire con-tiene el 21% en masa de oxgeno.

8 Por lo general, las sustancias que intervienen en los procesos qumicos contienen impurezas. Por esto, es importante cuanti" car las impurezas antes de hacer los clculos estequiomtricos correspon-dientes. Determina el porcentaje de impurezas de los siguientes compuestos:

Ecuacin qumicaMasa de los

reactantes

Masa

de los

productos

N2O

5 1 H

2O 2HNO

3

Zn 1 HCl ZnCl2 1 H

2

H2 1 F

2 2HF

Na2O 1 H

2O 2NaOH

4K 1 O2 2K

2O

HClO3 1 NaOH

NaClO3 1 H

2O

4HCl 1 Sn(OH)4

SnCl4 1 4H

2O

0

50

100

150

150

200

100

50

250 ml

ml

65%HCl

37%

0

50

100

150

150

200

100

50

250 ml

ml

65%H SO

98%

2 4

a b

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9 El hidrxido de sodio o soda custica se prepara comercialmente mediante la reaccin del carbo-nato de sodio con hidrxido de calcio o cal apa-gada.

a) Cuntos kg de soda custica se pueden obte-ner tratando 5 kg de carbonato de sodio con hidrxido de calcio?

b) Cuntos moles de hidrxido de sodio se pro-ducen?

10 El amonaco, NH3, se prepara mediante la sntesis de Haber, a partir de la reaccin entre el nitrgeno, N

2, y el hidrgeno, H

2.

a) Cul es la reaccin que se lleva a cabo? Represntala y balancala.

b) Si reaccionan 30 g de nitrgeno con 10 g de hidrgeno, cuntos gramos de amonaco se producen?

c) Cuntos moles de hidrgeno se requieren para que reaccionen 5 moles de nitrgeno?

11 Establece la relacin molar entre las siguientes sus-tancias, teniendo en cuenta la siguiente ecuacin qumica:

2Al 1 3H2SO

4 Al

2(SO

4)

3 1 3H

2

a) Al a H2O

4

b) H2 a Al

2(SO

4)

3

c) H2SO

4 a Al

2(SO

4)

3

d) Al2(SO

4)

3 a H

2

e) Al a H2

12 El hidrxido de sodio se combina con el cido sul-frico para formar sulfato de sodio y agua, como se indica en la siguiente ecuacin qumica:

2NaOH 1 H2SO

4 Na

2SO

4 1 2H

2O

Si reaccionan 15 g de NaOH con 20 g de H2SO

4,

determina:

a) Cantidad de sulfato de sodio obtenido.

b) Nmero de moles de agua obtenidos.

c) Gramos de reactivo en exceso que sobran.

d) Gramos de reactivo lmite que hacen falta.

e) Rendimiento de la reaccin.

13 El $ uoruro de calcio presenta una reaccin de doble sustitucin frente al cido sulfrico, de acuerdo con la reaccin:

CaF2 1 H

2SO1

4 CaSO1

4 2HF

Determina:

a) La masa de $ uoruro de calcio del 90% de pu-reza que se requiere para preparar 100 g de cido $ uorhdrico.

b) La cantidad de cido sulfrico que debe reac-cionar para obtener los 100 g de cido $ uorh-drico.

c) El nmero de moles de los reactivos y de los productos al inicio y al & nal de la reaccin.

14 Determina los gramos de xido de hierro (II) que se forman cuando reaccionan 6,02 3 1023 molcu-las de oxgeno con 0,5 g de hierro.

15 En la descomposicin del clorato de potasio se produce cloruro de potasio y oxgeno gaseoso, segn la reaccin:

2KClO3 2KCl 1 3O

2

a) Cuntos moles de cloruro de potasio y de ox-geno se forman en la descomposicin de 15,31 g de clorato de potasio del 80% de pureza?

b) Cul es el rendimiento de la reaccin?

c) Cuntos moles de clorato de potasio reaccio-naron?

16 El $ uoruro de calcio presenta una reaccin de doble sustitucin frente al cido sulfrico de acuerdo con la reaccin:

CaF2 1 H

2SO1

4 CaSO1

4 2HF

Determina la masa de $ uoruro de calcio del 90% de pureza que se requiere para preparar 100 g de cido $ uorhdrico.

17 En los procesos industriales y en la vida diaria se realizan clculos tericos para determinar las cantidades necesarias de los reactivos y producir las cantidades requeridas de los productos. En ocasiones, las cantidades obtenidas, no coinciden con los valores tericos. Cules son las causas de esta diferencia?

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Los gases

1 Seala con una los enunciados que son ciertos:a) Si la presin de un gas se duplica su volumen

se reduce a la mitad, cuando la presin es cons-tante.

b) El aumento de la temperatura de un gas oca-siona un mayor movimiento de las molculas que lo conforman.

c) El nmero de molculas de un gas disminuye al decrecer la temperatura.

d) Al comprimir un gas la energa cintica de sus molculas disminuye.

e) Volmenes iguales de hidrgeno y oxgeno contienen diferente nmero de molculas, a las mismas condiciones de temperatura y presin.

f) La presin que ejercen las molculas de un gas sobre las paredes del recipiente depende del nmero de moles presentes.

2 En tu cuaderno completa los siguientes enuncia-dos:

a) Las magnitudes que de% nen el estado de un gas son

b) La ley de Boyle plantea que

c) La ley de Charles plantea que

3 Consulta las aplicaciones de los siguientes gases en la vida diaria:

a) Nen e) Hidrgeno

b) Nitrgeno f) Propano

c) Cloro g) Helio

d) Oxgeno h) Amonaco

4 Describe lo que representa la imagen y la ley que permite explicar.

5 A continuacin se muestran los pesos moleculares y las densidades de algunos gases.

Responde:

a) Qu relacin existe entre la densidad y el peso molecular de los gases?

b) Qu expresin matemtica de las leyes de los gases relaciona estas dos propiedades?

6 Observa los siguientes dibujos:

Responde:

a) Cmo afecta la temperatura el volumen de un gas?

b) Qu ley explica este comportamiento de los gases?

c) Por qu el volumen de un gas aumenta al au-mentar la temperatura?

Gas Peso molecular Densidad (g/L)

H2

2,0 0,090

NH3

17,0 0,760

HCN 27,0 1,21

H2S 34,0 1,52

CO2

44,0 1,96

SO2

64,0 2,86

Cl2

71,0 3,17

2 atm 4 atm 5 atm 11 atm

0 C 25 C 85 C

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7 En el laboratorio tienes tres recipientes, como los que aparecen en el dibujo, cada uno contiene 10 mL de sustancia.

Responde:

a) Cmo podras calcular el nmero de molcu-las que existen en cada muestra?

b) Qu puedes concluir?

8 Utiliza la ecuacin de los gases ideales PV 5 nRT, para determinar:

a) El volumen de 1,20 moles de oxgeno gaseoso, O

2, a 27 C y 1 atmsfera de presin.

b) El nmero de moles en 10 L de CO2 a 20 C y

800 torr.

c) El peso molecular de un gas cuya densidad es 1,62 g/L a 200 K y 1,89 atmsferas de presin.

9 Un gas ocupa un volumen de 520 mL a 25 C y 650 mmHg de presin. Calcula el volumen que ocupara el gas a 700 mmHg y 32 C.

10 Un recipiente contiene 5 L de nitrgeno gaseoso a 225 C. Calcula el volumen que ocupar este gas a presin constante y a las siguientes temperaturas:

a) 1 C c) 210 K

b) 15 F d) 20 F

11 Un gas ocupa un volumen de 800 mL a una presin de 650 mmHg. Calcula el volumen que ocupar a temperatura constante y a los siguientes valores de presin:

a) 1 atm

b) 800 torr

c) 320 mmHg

d) 100 torr

12 Calcula el volumen de un tanque de 40 kg de me-tano (CH

4) a 25 C y 1 atm. Qu suceder si se

aumenta la temperatura y la presin?

13 En un pantano se forma un gas constituido por tomos de carbono e hidrgeno, por accin me-tablica de algunas bacterias anaerbicas (CH

4).

Una muestra pura de este gas produce una barrera porosa en 90 segundos. Un volumen igual de bromo gaseoso, Br

2(100 gramos/mol), en idnticas

condiciones de temperatura y presin produce la misma barrera porosa en 5 minutos.

a) Calcula la masa molecular del gas desconocido.

b) Explica la relacin entre la velocidad de efusin y la masa de un gas.

14 Para la ecuacin: N2 1 3H2 2NH3

a) Cuntos moles de hidrgeno se necesitan para obtener 5 moles de amonaco?

b) Cuntos litros de amonaco se formarn a partir de la reaccin de 50 mL de nitrgeno con 30 mL de hidrgeno, en condiciones normales?

c) Cuntos litros de nitrgeno, en condiciones ideales, se requieren para obtener 2 litros de amonaco?

15 Calcula las velocidades de difusin relativas del amonaco, NH

3, y del cido clorhdrico, HCl,

cuando pasan a travs de un ori# cio pequeo.

16 En la fabricacin de los bombillos elctricos se adiciona una pequea cantidad de argn para disminuir la vaporizacin del tungsteno del # -lamento. Qu volumen de argn a 650 torr se requiere para llenar un bombillo de 1,50 L a 1 atm de presin?

17 A medida que un buzo se sumerge en el mar est sometido a mayor presin y a temperaturas ms bajas.

a) Qu precauciones en cuanto a la temperatura y la presin se deben tener en el buceo?

b) En qu consiste el proceso de despresuriza-cin?

c) Cul es la presin mxima que resiste el ser humano?

d) Cmo se mantiene la temperatura corporal en la profundidad del mar?

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