Problemas y ejercicios de aplicación para química001

QUMICA

PROBLEMAS Y EJERCICIOS DE APLICACIN PARA

QUMICA

L I L I A D A V E L

G A B R I E L A M O H I N A

Davel, Lilia

Problemas y ejercicios de aplicacin para qumica / Lilia Davel y Gabriela Mohina. - la ed- - Buenos Aires : Eudeba, 2010.

96 p. ; 14x21 cm. - (UBA X X I )

ISBN 978-950-23-1702-1

1. Qumica. 2. Enseanza Superior. 1. Mohna. Gabriela II. Ttulo C D D 540.711

Eudeba Universidad de Buenos Aires

I a edicin: febrero de 2010

2010, Editorial Universitaria de Buenos Aires Sociedad de Economa Mixta Av. Rivadavia 1571/73 (1033) Ciudad de Buenos Aires Tel.: 4383-8025 / Fax: 4383-2202 www.eudeba.com.ar

Diseo de tapa. Ariel F. Guglielmo. UBA XXI Diseo de interior: Abelardo Levaggi, UBA XXI Correccin y composicin general: Eudeba

Impreso en la Argentina Hecho el depsito que establece la ley 11.723

No se permite la reproduccin total o parcial de este libro m su almacenamiento en un sistema informtico, ni su transmisin en cualquier forma o por cualquier medio, electrnico, mecnico

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ndice

Presentacin , ,,!,,, ,,, 5

A l lector n '

Antes de comenzar ,,,.> U Cmo estudiar esta materia? inmi V Estudiar los contenidos conceptuales .............. U Aprovechar las herramientas didcticas que se proporcionan ... 10 Resolver las actividades propuestas 10

1. Estructura atmica y Tabla peridica I I Problemas y ejercicios 12

2. Uniones qumicas y Propiedades de las sustancias 19 Problemas y ejercicios 21 Ejercicios integradores 25

3. Soluciones 29 Problemas y ejercicios 29

4. Magnitudes atmico-moleculares y Estado gaseoso 37 Problemas y ejercicios 38

5. Reacciones qumicas 47 Problemas y ejercicios 47

6. Equilibrio qumico 57 Problemas y ejercicios 58

7. Equilibrio cido/base y Soluciones reguladoras (buffer) 65 Problemas y ejercicios ^6

72

8. Qumica orgnica 75 Problemas y ejercicios 76

9. Respuestas a los problemas y ejercicios 83 L. Estructura atmica y Tabla peridica 83 2. Uniones qumicas y Propiedades de las sustancias 84

Ejercicios integradores 85 3. Soluciones 86 4. Magnitudes atmico-moleculares y Estado gaseoso 88 5. Reacciones qumicas 90 6. Equilibrio qumico 91 7. Equilibrio cido/base y Soluciones reguladoras (buffer) .... 92

Ejercicios integradores 93 8. Qumica orgnica 94

Presentacin

E n el transcurso de estos ltimos aos, hemos reconocido desde el Programa de Educacin a Distancia de la Universidad de Buenos Aires, UBA X X I , la necesidad de fortalecer la enseanza de ciertos contenidos disciplinares con el propsito de favorecer el desarrollo de estrategias de aprendizaje que permitan la permanencia de los estudiantes en la Universidad. Entendemos que los desafos de la Educacin Superior son mltiples y variados. Como programa puente entre la Educacin Secundaria y la Universitaria, creemos firmemente en la responsabilidad de democratizar el acceso a sta brindando el apoyo que los estudiantes requieren para transitar con xito el paso de un nivel a otro. sta ha sido la marca de inscripcin de origen del Programa en el ao 1986 y as sostenemos que debe continuar como marco poltico que le da sentido.

Con este libro, Problemas y ejercicios de aplicacin para Qumica, pretendemos continuar en la lnea ya iniciada con el texto sobre equilibrio cido/base en soluciones acuosas.1 En este caso, las autoras crearon un abanico de situaciones problemticas y de ejercitaciones con el propsito de favorecer los procesos de construccin del conocimiento en esta disciplina. L a metodologa de aprendizaje por problemas resulta valiosa para aquellos contenidos cientficos complejos y de difcil apropiacin. Adems, forman parte del saber hacer de la ciencia y, en este sentido, entendemos que resulta de fundamental relevancia como aproximacin al desarrollo de este tipo de pensamiento.

Asimismo, estematerial da cuenta de la importancia que desde el Programa UBA XXIdamos a la produccin acadmica de sus docentes.

1. Daizo, Mara Cecilia; Gamboa, R u b n O., Equilibrio cido/Base en

i

M i P^ -G f^e la M o h n a

La escritura de estos ih

Ctedra , es una i , a c I , n , * , " P ^ " * al interior de la Al lector.

C a " n a Lion directora del Programa UBA X X I

E ste libro contina la serie que publica Eudeba sobre diferentes temas de Qumica bsica dirigida a estudiantes de nivel universitario que acceden a las carreras de Ciencias Exactas y del rea de la Salud.

Estamos convencidas de que la ciencia puede ser atractiva si se logra hacerla comprensible. Por eso, es nuestro deseo alentar y apoyar el estudio de esta disciplina facilitando la introduccin a las distintas nociones que se imparten en un primer nivel.

En este texto se brinda un compilado de problemas y ejercicios de aplicacin que responden a los temas del programa de Qumica que se dicta en UBA XXI y que han sido probados y trabajados con los estudiantes que han cursado la materia en cuatrimestres anteriores.

En este sentido, se han tenido en cuenta los conocimientos alcanzados, as como las dificultades que frecuentemente tienen los alumnos que recin terminan el nivel secundario.

La resolucin de los problemas y ejercicios presentados requiere de la aplicacin de os conceptos fundamentales adquiridos en el estudio terico de toda la materia, tales como Estructura atmica y Tabla peridica, Uniones qu micas y Propiedades de las sustancias. Soluciones, Magnitudes a tmico-moleculares y Estado gaseoso. Reacciones qumicas, Equi l ibr io qumico. Equilibrio cido-base, Soluciones reguladoras (buffer) y Qumica orgnica.

Problemasy ejercicios de aplicacin para Qumica invita a que el estudiante revea y aplique los conceptos adquiridos a lo largo de la cursada y despliegue sus propias estrategias de aprendizaje para llegar a las respuestas correctas; por esto, en el texto slo se incluyen los resultados. De tal manera, este material tambin puede funcionar como instrumento de autoevaluacin.

ggvel - Gabriela Mohir a

Esperamos que este l ibro farif,> i I ^ Por lo tanto, ayude ' ^ ' t S , a C O m P r e n s - n de la asignaturj estudiantes en 1 a U n i v e m S a d D ' r a ' 1 n * p e r n e n c " J

Agradecemos a A n e , ; d G ^ : o S T , 6 " ^ de Dtseo de UBA X X I ^ d ? , y a A W ^ ^ v a g g . d e l A n J interior del libro ' P 1 3 r e a l l z a c i de la tapa y del d , s e r J

Antes de comenzar.

Lilia Davel1 ] Gabriela Mohna2

E ste libro presenta problemas y ejercicios cuya resolucin requiere la aplicacin de los conceptos fundamentales adquiridos en el estudio terico de Qumica. Pero, antes de comenzar, es importante que tengas en cuenta algunas recomendaciones para el abordaje de esta asignatura.

C M O ESTUDIAR ESTA MATERIA?

Si bien, cada alumno va adquiriendo un modo de aprendizaje propio y personal, ciertas sugerencias acerca de los mtodos de estudio pueden resultar tiles.

Una de las primeras acciones que se debe tener en cuenta es planificar las actividades a fin de elaborar un plan de estudio, con el compromiso de cumplirlo, que puede incluir los siguientes puntos:

Estudiar los contenidos conceptuales. Aprovechar las herramientas didcticas que se proporcionan. Resolver las actividades propuestas.

Estudiar los contenidos conceptuales

1. Lil ia Davel es titular de hr-, , Programa de Edueacin a D i s t a n I ^ . d a Distancia c "'mica que se nnparte en el

2- Gabriela Mohina ^ 7 ^ ^ * Buenos Aires. UBA XX, .

Es necesario contar con el material de estudio y ejercitacin que brinda la C t e d r a , preparar los contenidos tericos de cada tema o unidad, y luego comenzar a resolver los ejercicios propuestos en Qumica -Material de estudio) ejercitacin1, para luego resolver los que se plantean en este texto.

No es aconsejable empezar a trabajar un tema sin haber comprendido el anterior dado que el programa presenta los contenidos de manera secuenciadae integrada.

1. Angelini, M - y otos. Qumica - Material de estudio y ejercitacin, Buenos Airpc r c r Krlncando.2006.

t

Lilia Davel - Gabriela Mohna

Aprovechar las herrair ientas didcticas que se proporcionan

Esta materia cuenta c o n una bibliografa terica y cuadernos de ejercicios. Tambin ofrece tutoras presenciales que se dictan en distintos horarios y sedes, y diversas actividades y foros de consulta en el Campus virtual de UBA X X I .

Resolver las actividades propuestas

Para adquirir destreza y habilidad en la resolucin de problemas y ejercicios en Qumica, la prctica debe ser una constante en este aprendizaje.

Antes de comenzar a resolver los problemas y ejercicios, que en general integran una serie de conceptos bsicos relacionados, es conveniente que:

Estudies y comprendas los principales conceptos de cada unidad temtica.

Leas cuidadosamente el enunciado, interpretes las consignas y lo relaciones con los conceptos estudiados.

Leas detenidamente e identifiques los datos y las incgnitas. Resuelvas los ejercicios entendiendo los procesos que se

llevan a cabo.

Analices si los resultados son coherentes con la teora estudiada y con los datos del ejercicio.

Indiques en las respuestas las unidades de medida cuando corresponda.

Finalices primero el ejercicio y luego compares tus resultados con los dados,

Tengas en cuenta que, cuando justifiques, se pretende una explicacin lo ms detallada posible, utilizando conceptos tericos, acerca del hecho o fenmeno mencionado en la consigna.

Ahora s, estaras en condicinesele emprender la tarea.

1 Estructura atmica y Tabla peridica

Se aborda la presentacin de) modelo que postula cules son las unidades ms pequeas en que se puede dividir la materia y las principales magnitudes relacionadas con ese modelo.

Se completa el estudio del modelo de tomo actual, analizando en particular la organizacin extranuclear. Luego se relacionan estos conocimientos con el ordenamiento de los elementos en la Tabla peridica y se estudia cmo se puede interpretar y emplear la informacin que se brinda en esta herramienta tan utilizada en Qumica.

Para resolver los problemas y ejercicios que figuran a continuacin, es necesario que hayas adquirido, adems, los conocimientos de los siguientes temas del programa:

Composicin atmica. Estructura electrnica de los tomos. Tabla peridica de los elementos. Nmero de oxidacin, escritura de frmulas y nomenclatura

de compuestos inorgnicos.

Encontrars, tambin, una serie de consignas y preguntas que es

mportante responder antes de comenzar la tarea. Cules son las partculas subatmicas fundamentales? Qu significa la composicin nuclear y la carga nuclear? Defin los siguientes t rminos : nmero atmico, nmero

msico, ion, anin, cat in, istopos, unidad de masa atmica, especies isoelectrnicas.

Elabora una sntesis del modelo de Bohr. Defin los siguientes t rminos asociados al modelo atmico-

orbital: nivel, subnivel, orbital, configuracin electrnica. Cmo se clasifican los elementos segn su ubicacin en la


En algunos ejercicios, se mencionan los elementos con letras que no responden a su smbolo qumico, pero se dan datos para que puedas averiguar de qu elemento se trata. Por eso, es importante, que leas e interpretes bien la consigna del ejercicio; muchas veces las palabras brindan un dato, por ejemplo, si dice anin trivalente, significa cjue es una especie con tres cargas negativas, o sea que proviene de un tomo que gan tres electrones, y se puede simbolizar M}~.

Problemas y ejercicios

A continuacin, te presentamos una serie de problemas y ejercicios que te posibilitarn aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de la cursada. Esperamos que no slo, llegues a los resultados que encontrars en el ltimo captulo, sino que despliegues y comprendas la importancia de desarrollar tus propias estrategias de aprendizaje.

1. El tomo del elemento R forma un catin divalente cuya CEE es 5s 2 5p 6 . Un tomo de R forma con tomos del elemento X el compuesto R X 2 que tiene 162 protones.

a) Identifica a X con su smbolo. b) Indica el nmero de neutrones de un tomo de l 2 7 X . c) Escrib la frmula qumica del compuesto binario que forma

R con el nitrgeno.

d) Nombra al compuestoque forma X con el Co (II).

2. Dado el compuesto K 2 S:

a) Identifica al tomo del elemento que es isoelectrnico con el anin y el catin que forman ese compuesto,'dando su smbolo y su CEE.

b) 4 | X es un istopo del tomo del elemento menos electronegativo del compuesto dado. Indica cuntos neutrones posee.

c) Simboliza un halgenocuya electronegatividad sea mayor que las correspondientes a ambos elementos del compuesto dado.

d) Uno de los elementosdeicompuesto dado forma con hidrgeno un compuesto covalente. Escrib su frmula.

e) Nombra el compuestoFeS.

1, Estructura atmica y Tabla peridica

"# 3 El tomo del elemento X forma un catin divalente isoelectrnico t , . m con 3 5 M ~ . El elemento Q est ubicado en el mismo perodo que M y

f- en el mismo grupo que X. a) Identifica a los elementos X, M y Q con su smbolo qumico. b) Escrib la CEE de 3 J M " . c) Indica la composicin del ncleo del istopo 8 7 X .

! y d) Nombra el compuesto que forma M con el Ni (II).

4. Las especies X 2 " , T 2 + y Ar son isoelectrnicas. a) Indica el nmero atmico de X. b) Escrib la CEE de T 2 + . c) Escrib la CE de T. d) Nombra el compuesto que forma X con T.

5. Los elementos M y Q, pertenecientes al segundo perodo, forman un compuesto inico cuya frmula emprica es M 2 Q , y se sabe que Q pertenece al grupo V I A.

a) Identifica con su smbolo el ion que forma Q y da su CEE. b) Indica el smbolo de M y el grupo al que pertenece. c) Cules son el tipo y la cantidad de partculas que hay en el

ncleo de 7 M . d) E s c r i b el s mbo lo del a n i n monovalente que sea

isoelectrnico con el catin presente en M,Q.

6. La molcula RT 2 tiene 50 protones y 56 neutrones. Ambos elementos pertenecen al perodo 3 y se sabe que T es un halgeno.

a) Indica el nmero atmico de R y el grupo al que pertenece. b) Escrib el smbolo y la CEE de un tomo cuyo anin trivalente

es isoelectrnico con T~. c) Seala el nmero m s i c o del istopo de T presente en la

molcula, sabiendo que R tiene igual cantidad de electrones y de neutrones.

d) Enumera el tipo y la cantidad de partculas que hay en el ncleo del istopo de T presente en la molcula.

7. El tomo del elemento R forma un anin divalente cuya CEE es 4s2 4p6. Un tomo de R forma con u n tomo del elemento X el compuesto XR que tiene 72 protones,

a) Identifica a X con su s m b o l o .

Lilia Davel - Gabriela Mohirla

b) Indica el n m e r o de neutrones de un tomo de 8 8 X . c) Escrib la frmn Ja qumica del compuesto binario qut brrri

X con el nitrge 10. i

d) Nombra el comp uesto que forma R con el Cu (II).

8. Dado el compuesto SrB r , : i

a) Identifica al t o m o del elemento que es isoelectrnico con ej anin y el catin q ue forman ese compuesto, dando su smbolo! y CEE. 1

b ) 8 9 Xes un istopo del tomo del elemento menos electronegativo! del compuesto dado. Indica cuntos neutrones posee. '

c) Simboliza un halgeno cuya electronegatividad sea mayor que las correspondientes a ambos elementos del compuesto dado.

d) Uno de los elementos del compuesto dado forma un xido ' covalente que no posee enlaces coordinados (dativos). Escrib su frmula.

e) Nombra el compuesto CoBr,.

9. El tomo del elemento X forma un ion mononegativo isoelectrnico con 2 0 M 2 + . El elemento Q est ubicado en el mismo perodo que M y en el mismo grupo X.

a) Identifica a los elementos X, M y Q con su smbolo qumico. b) Ordena de mayor a menor de acuerdo con su electronegatividad. c) Escrib la CEE de 2 Q M 2 \

d) Indica la composicin del ncleo del istopo 8 0 Q. e) Nombra el compuesto que forma X con el Fe (III).

10. Los elementos L y X, pertenecientes al tercer perodo, forman un compuesto inico cuya frmula emprica es LX y se sabe que L es un metal alcalino-trreo.

a) Identifica con su smboloel ion que forma L y escrib su CEE. b) Indica el smbolo de X y el grupo al que pertenece. c) Cules son el tipo y la cantidad de partculas que forman el

istopo 3 5 X .

d) Escr ib el s mbolo den catin monovalente que sea isoelectrnico con el anin presente en LX, .

11. La molcula Q X 4 contiene 42 partculas positivas. Q y X son elementos del segundo perodo yK es un halgeno.

14

1. Estructura atmica y i

k,$ Indica el smbolo y la CEE de Q. b) Cules son el smbolo y la CE de un tomo cuyo catin

'iff'. divalente es isoelectrnico con X".

te) Seala el smbolo y el nmero msico del istopo de X que tiene I I neutrones. d) ndica el tipo y la cantidad de partculas que forman el istopo de X mencionado en c)

' 12. El ionR2~es isoelectrnico con el catin del tercer metal alcalino-

trreo. a) Identifica a R con su smbolo y escrib su CEE.

b) Cules son el tipo y el nmero de partculas que hay en el

ncleo del ion 3 3 R 2 - . c) Indica cul de las especies 3 3 X , 3 2 L , 3 3 Q , es un istopo de R. d) Escrib la frmula del compuesto que forman los elementos

mencionados en el enunciado, identificando a stos por su

smbolo. 13. El tomo del elemento Q forma un anin divalente cuya CEE es

2s 2 2p 6. Un tomo de Q forma con dos tomos del elemento X el compuesto X 2 Q que tiene 30 protones.

a) Identifica a X con su smbolo. b) Indica el nmero de neutrones de un tomo de 2 3 X .

c) Escrib a frmula qumica del compuesto binario que forma

X con el nitrgeno. d) Nombra el compuesto que forma Q con el Cu (II) .

14. La molcula QX 3 contiene 66 partculas positivas. Q y X son elementos del tercer perodo y Q pertenece al grupo VA.

a) Indica el smbolo y la CEE de X.

b) Cules son el smbolo y la CE de un tomo cuyo catin

divalente es isoelectrnico con Q J~. c) Indica el nmero ms ico del i s topo de X que tiene 20

neutrones.

d) Indica el tipo y la cantidad de partculas que forman al istopo

de X mencionado en c).

15. Se tiene el ion 3 2R 2~ , que po.ee 16 neutrones en su ncleo, y el catin trivalente que forma un tomo de aluminio.


a) Indica la cantidad y el tipo de cada una de las partcula presentes en el 2 9 / ^ I 3 + .

b) Cul es la CEE del 2 9 A 1 3 + . c) A qu grupo pertenece el tomo del elemento cuyo cati

divalente es isoelectrnico con 3 2 R2~. d) Escrib la frmula del compuesto que forman los elementos

mencionados en el enunciado, identificando a stos por su smbolo.

16. Dados los elementos P, Ca, F, K: a) Cul es el smbolo del tomo del elemento que forma un catin

divalente isoelectrnico con el tercer gas noble, y escrib la CE de dicho tomo.

b) Identifica al tomo del elemento que forma un anin monovalente, e indica el nmero de masa del istopo del mismo que tiene 10 neutrones.

c) Indica las partculas con carga que posee el tomo 4 1 Ca. d) Simboliza dos iones de los elementos dados, que sean

isoelectrnicos entre s.

17. Los tomos de los elementos L (grupo HA) y E (grupo VA) forman iones que son isoelectrnicos con el cuarto gas noble.

a) Escrib la CEE de E. b) Indica el nmero total de electrones que hay en el ion que

forma L. c) Cul es la composicin del ncleo de un istopo de E que

tiene igual nmero de neutrones que e l 7 8 Kr. d) Escrib la frmula del compuesto que forma E con el segundo

halgeno, utilizando los smbolos qumicos correspondientes.

18. Los tomos de los elementosL y X, pertenecientes al tercer periodo, forman un compuesto inico cuya frmula emprica es L ,X, y se sabe que L es un metal alcalino.

a) Identifica con su smboloel ion que forma L y escrib su CEE. b) Indica el smbolo de X y el grupo al que pertenece. c) Cules son el tipo y la cantidad de partculas que forman el

istopo 3 2 X . d) Escr ib el s mbolo de un catin monovalente que sea

isoelectrnico con el anin presente en L 2 X .

19. Los elementos M y Q, pertenecientes al segundo perodo, forman un compuesto inico cuya frmula emprica es MQ y se sabe que

Q es un halgeno. a) Identifica con su smbolo el ion que forma Q y escrib su CEE. b) Indica el smbolo de M y el grupo al que pertenece.

c) Cules son el tipo y la cantidad de partculas que hay en el

ncleo de 9 M .

d) Escrib el smbolo del anin monovalente que sea isoelectrnico con el catin presente en MQ.,.

20. Dados los elementos S, Rb, P, Ca: a) Identifica al tomo del elemento que forma un anin divalente

isoelectrnico con el tercer gas noble e indica su CE. b) Identifica al tomo del elemento que forma un catin

monovalente, e indica ei nmero de masa del istopo del mismo que tiene 48 neutrones.

c) Indica las partculas con carga que posee el tomo 3 3 S.

d) Simboliza dos iones de los elementos dados que sean

isoelectrnicos entre s.

2. Uniones qumicas y Propiedades de las sustancias

S e estudian las diferentes formas en que pueden unirse los tomos para dar origen a la enorme variedad de sustancias que existen en el mundo circundante. Se analizan con cierto detalle algunas caractersticas del enlace covalente y se fundamenta el concepto de nmero de oxidacin, que se aplica para completar el estudio de la nomenclatura de los compuestos inorgnicos.

Tambin, se trata la estrecha relacin entre la estructura submicroscpica de las sustancias (tipo de enlace, geometra, polaridad, interacciones) y sus propiedades macroscpicas.

Para resolver los problemas y ejercicios que se presentan a cont inuac in , es necesario que hayas adquirido, adems , los conocimientos de los siguientes temas del programa:

Electronegatividad. Uniones qumicas. Nmero de oxidacin, escritura de frmulas y nomenclatura

de compuestos inorgnicos. Diagramas de Lewis. Teora de r epu l s in de pares electrnicos de valencia

(TRePEV). Geometra molecular. Polaridad de enlace y de molculas. Fuerzas de atraccin entre partculas y su relacin con las

propiedades de las sustancias (punto de ebullicin, punto de fusin, so lub i l i dad y conducc in de la corriente elctrica).

E n c o n a r s , tambin, una serie de consignas y preguntas que es n/,n^r 'ini^t H>. comenzar la tarea.

Lilia Davel - Gabriela Mohina

Qu tipos de enlaces qumicos o uniones entre tomos existen? Explica los tipos d e uniones.

Analiza las caractersticas y las propiedades generales de los sustancias inicas, covalentes y metlicas.

Defin los siguientes trminos: electronegatividad, sustancias moleculares, enlace covalente no polar, enlace covalente polar, momento dipolar.

Para qu se utiliza la TRePEV? Enuncia sus postulados. Qu es la geometra electrnica? Qu es la geometra molecular? Cmo se determina la polaridad de las molculas? Qu condiciones debe reunir una molcula para ser polar? Qu condiciones debe reunir una molcula para ser no polar? Explica los distintos tipos de fuerzas intermoleculares. Defin las siguientes propiedades: punto de ebullicin, punto

de fusin, solubilidad, conductividad elctrica. Explica la relacin entre las fuerzas intermoleculares y las

propiedades fsicas de las sustancias.

Para algunos de estos contenidos, a veces, se solicita justificar.

ffr Para justificar las propiedades de las sustancias es conveniente que tengas en cuenta los siguientes aspectos:

Diferenciar las sustancias inicas, moleculares (covalentes) y metlicas.

Indicar la estructura de Lewis, y si es una sustancia con enlaces covalentes, la geometra de la molcula.

Analizar en cada sustancia el tipo y la intensidad de las fuerzas que mantienen unidas a las partculas (iones o molculas).

Aclarar que las fuerzas se producen entre las partculas y NO en la partcula. Recordar que en las sustancias el nmero de partculas es extremadamente grande (N" de Avogadro).

Indicar en las sustancias moleculares, la polaridad de las molculas para poder determinar el tipo (London, dipolo-dipolo o puente hidrgeno) y la intensidad de las fuerzas que las mantienen unidas.

Explicar la relacin entre la energa que ser necesario suministrar y el cambio de estado que se debe producir, haciendo referenciaalconcepto de punto de ebullicin.


problemas y ejercicios

A cont inuacin, te presentamos una serie de problemas y ejercicios que te posibilitarn aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de la cursada. Esperamos que no slo, llegues a los resultados que encontrars en el ltimo captulo, sino que despliegues y comprendas la importancia de desarrollar tus propias estrategias de aprendizaje.

1. En los siguientes ejercicios: a) El n i t rgeno forma con tomos de oxgeno un anin

monovalente en el cual el tomo central no forma enlaces covalentes dativos (coordinados). Dibuja el diagrama de Lewis de dicho ion.

b) Indica la geometra y el valor aproximado del ngulo de enlace

del ion. c) Dados los compuestos CF 4 y CC14 y los puntos de fusin -185 C

y -23 C, asigna un valor a cada uno de los compuestos. Justifica tu respuesta.

d) Da el nombre de Cu,S0 4 . e) Escrib la frmula del yodato frrico.

2. Dada la sustancia de frmula Na2SC>3: a) Dibuja el diagrama de Lewis de dicha sustancia. b) Indica el tipo y la cantidad de enlaces involucrados en el

anin del compuesto dado.

c) Seala la geometra y el valor aproximado del ngulo de enlace

en dicho anin. d) Da el nombre de la sustancia. e) Dados los compuestos F 2 , C F 4 , HF y los puntos de ebullicin

- 1 2 8 C ; 19,5C y - 1 8 7 C , asigna a cada uno de los compuestos el valor que le corresponde. Justifica tu respuesta.

3. Dadas las siguientes sustancias moleculares AsH 3 , Br 2 , H 2 0 , HF. N H 3 ,

C 0 2 , responde: a) Cul/es es/son polar/es. b) Cul/es presenta/n interacciones puente de hidrgeno entre

sus molculas. Expl ica en q u consiste dicha interaccin. c) Cul/es presenta/n g e o m e t r a piramidal.


d) Cul/es presenta/n, solamente, interacciones de London entre sus molculas al estado lquido.

Justifica tus respuestas.

4. A partir de los elementos C, O y K : a) Formula un compuesto binario covalente no polar. b) Formula un compuesto binario de elevado punto de fusin. c) Indica todas las fuerzas que actan entre molculas del

compuesto formulado en a), al estado lquido. Justifica tus respuestas.

5. Dada la sustancia de frmula Ca(I0 3 ) 2 : a) Dibuja el diagrama de Lewis de dicha sustancia. b) Indica el tipo y la cantidad de enlaces involucrados en el

anin del compuesto dado. c) Seala la geometra y valor aproximado del ngulo de enlace

en dicho anin. d) Da el nombre de la sustancia. e) Dados los compuestos R,S, CH 4 , HF y los puntos de ebullicin

-60,7C; 19,5C; -161C, asigna a cada uno de los compuestos el valor que le corresponde justificando tu respuesta.

6. En los siguientes ejercicios: a) El carbono forma con tomos de oxgeno un anin divalente

en el que el tomo central no posee electrones sin compartir. Dibuja el diagrama de Lewis de dicho ion.

b) Indica la geometra y el valor aproximado del ngulo de enlace del ion.

c) Dados los compuestosCS, y SCI-, y los puntos de fusin -116 C y -78 C, asigna un valor a cada uno de los compuestos. Justifica tu respuesta.

d) Da el nombre de Fe(CI03)3. e) Escrib la frmula del nitrato mercrico.

7. Dada la sustancia de frmulaCu(NO.,),: a) Dibuja el diagrama de Lewis de dicha sustancia. b) Indica el tipo y la cantidad de enlaces involucrados en el

anin del compuesto dado. c) Seala la geometra y el valor aproximado del ngulo de enlace

en dicho anin.

2. Uniones qumicas y Propiedades d

d) Da el nombre de la sustancia. e) Ordena de mayor a menor los puntos de ebullicin que puede

esperarse para las sustancias SC12, CL,, MgCl 2 . Justifica tu respuesta.

8. Los tomos de los elementos 7 Q y oxgeno forman un anin monovalente en el cual Q tiene un par electrnico sin compartir.

a) Dibuja el diagrama de Lewis del anin, identificando a Q por su smbolo.

b) Si Q utilizara todos sus electrones externos al combinarse con el oxgeno, cul sera la geometra del anin monovalente que formara?

c) Dadas las sustancias CS 2 (PF: -116C ) y SO, (PF: -76C), justifica la diferencia en los puntos de fusin basndote en las fuerzas intermoleculares presentes.

d) Seala de cul de las sustancias mencionadas en c), se puede esperar que sea menos soluble en agua.

e) Da el nombre de de Ni(C10) 3. f) Escrib la frmula del iodato frrico.

9. Dada la sustancia de frmula F e ( 0 0 4 j r a) Dibuja el diagrama de Lewis de dicha sustancia. b) Indica el tipo y la cantidad de enlaces involucrados en el

anin del compuesto dado. c) Seala la geometra y el valor aproximado del ngulo de enlace

en dicho anin. d) Da el nombre de la sustancia. e) Dados los compuestos CH-.C1,, CH^Cl, CHC1 ? y los puntos

de ebullicin 40C, 61C y -24C, asigna a cada uno de los compuestos el va lo r que le corresponde. Justifica tu respuesta.

10. Los tomos de los elementos , 6 X y oxgeno forman un anin divalente en el cual X tiene un par electrnico sin compartir.

a) Dibuja el diagrama de Lewis del anin, identificando a X por

su smbolo. b) Si X utilizara todos sus electrones externos al combinarse con

el oxgeno, cul s e r a la geometra del anin divalente que formara en este caso?


c) Dadas las sustancias C H 3 F (PF: -79C) y CC14 (PF: -23C), justifica la diferencia en l o s puntos de fusin basndote en las fuerzas intermoleculares presentes.

d) De cul de las sustancias mencionadas en c), se puede esperar que sea ms soluble en agua.

e) Da el nombre de NiS0 3 . f) Escrib la frmula del nitrato cuproso.

11. En los siguientes ejercicios: a) El yodo forma con tomos de oxgeno un anin monovalente

en el cual el tomo central no posee electrones sin compartir. Dibuja el diagrama de Lewis de dicho ion.


c) Dados los compuestos CH 4 y N H 3 y los puntos de ebullicin -161 C y -33 C, asigna un valor a cada uno de los compuestos. Justifica tu respuesta.

d) Da el nombre de Pb(N0 2) 2. e) Escrib la frmula del sulfito ferroso.

12. Dada la sustancia de frmula Fe(CI02)-,: a) Dibuja el diagrama de Lewis de dicha sustancia. b) Indica el valor aproximado del ngulo de enlace en el anin. c) Da el nombre de la sustancia. d) Dadas las sustancias NH 3 y SC12, asigna a cada una el valor

del punto de ebullicin que le corresponde: PE: -78 C PE: -33C. Justifica tu respuesta.

e) De cul de las sustancias mencionadas en d), se puede esperar que sea ms soluble en agua.

f) Escrib la frmula del selcniato (VI) de plomo (II).

13. En los siguientes ejercicios: a). El fsforo forma con tomos de oxgeno un anin trivalente

en el cual el tomo central no posee enlaces coordinados. Dibuja el diagrama de Lewis de dicho ion.


c) Dadas las sustancias SCI,y S0 3 , seala de cul de ellas se puede esperar que sea menos soluble en tetracloruro de carbono. Justifica tu respuesta.


d) DaeInombredeNiS0 4. e) Escrib la frmula del perclorato frrico.

14. Dada la sustancia de frmula Cu(N0 3 ) 2 : a) Dibuja el diagrama de Lewis de dicha sustancia. b) Indica el valor aproximado de) ngulo de enlace en el anin. c) Da el nombre de la sustancia. d) Dados los compuestos CBr 4 y CC1 4, y los puntos de fusin

-23C y 94C, asigna un valor a cada uno de los compuestos. Justifica tu respuesta.

e) Seala qu fuerzas interactan entre las molculas de las sustancias mencionadas en c) cuando se encuentran en estado lquido. Justifica tu respuesta.

f) Escrib la frmula del clorato (V) de hierro (III) .

Ejercicios integradores

Los ejercicios que se presentan a continuacin integran los contenidos: Estructura atmica, Tabla peridica, Uniones qumicas y Propiedades de las sustancias. Por ello, es importante que los analices e interpretes con una visin integradora.

15. Se tienen los elementos A , R y T. E l tomo del elemento 2 7 A tiene 14 neutrones en el ncleo. El ion R 2 " tiene 36 electrones y T tiene CEE 4s 24p !.

a) Escrib la CEE del catin ms estable que puede formar A. b) Simboliza un catin monovalente isoelectrnico con R 2 - . c) Cul es la estructura de Lewis del oxoanin que forma R en su

menor estado de oxidacin positivo, con el oxgeno (identifica a R con el smbolo qu mico correspondiente).

d) Indica la geometra y el valor del ngulo de enlace del ion.

16. El nmero total de electrones en una molcula de RQ 3 es 138 y el de neutrones es 177. R y Q pertenecen al cuarto perodo de la Tabla peridica y la CEE de R es 4s 2 4p 3 .

a) Seala el nmero a tmico de Q. b) Indica el nmero de masa de R sabiendo que el de Q es 80.

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Lilia Davel - Gabriela Mor na

c) Selecciona un e lemento cuyo Z est entre R y Q y escrib su CEE. d) Indica cul es e 1 elemento del sexto perodo que tiene la mayor

tendencia a formar cationes. e) Escrib la estruc tura de Lewis del anin monovalente que forma

el elemento ni t rgeno en su mayor estado de oxidacin, con tomos de oxgeno.

f) Cul es la geometra electrnica del AsBr 3. g) Indica la/las fuerza/s intermolecular/es que presenta el AsBr,

al estado lquido. Justifica tu respuesta. h) Nombra la sustancia SnCl 2. i) Escrib la frmula del clorato (III) de potasio.

17. Un tomo del elemento X forma un anin divalente que es isoelectrnico con 1 9 M + .

a) Escrib la CEE de X. b) Calcula el nmero de masa del istopo de X que tiene 18

neutrones en su ncleo. c) Indica cul es el gas noble cuyo Z est entre X y VI. d) Escrib la estructura de Lewis del oxoanin que forma X con 4

tomos de oxgeno, identificando a X con su smbolo qumico. e) Indica la geometra molecular del H 2S. f) Escrib la frmula de una sustancia diatmica formada por M

y otro elemento, que sea capaz de conducir la corriente elctrica al estar fundida. Justifica tu respuesta.

g) Indica cul/es de las siguientes sustancias presenta/n interacciones puente de hidrgeno entre sus molculas al estado lquido: HI, CH 4 , N H 3 y HF. Justifica tu respuesta.

h) Nombra la sustancia H N 0 2 . i) Escrib la frmula del yoduro plmbico.

18. Se tienen los elementos Q, T y X. El tomo 7 U Q tiene 39 neutrones en su ncleo. El ion tiene 36 electrones y X tiene CEE 5s25p'.

a) Escrib la CEE deQ.

b) Simboliza un catin monovalente isoelectrnico con T2~. c) Escrib el smbolo y el nmero de neutrones de un tomo

de l i 5 M .

d) Cul es la estructura de Lewis del oxoanin que forma el elemento T en su mayor estado de oxidacin positivo, con el oxgeno (identifica a T con el smbolo qumico correspondiente).

2. Uniones qumicas y Propieda

e) Nombra la sustancia K 2 SO y f) Escrib la frmula del cloruro de bario.

19. Dados los elementos de Z (19, 15, 26 y 35): a) Simboliza con la notacin adecuada al istopo del elemento

de Z = 35 que tiene 43 neutrones en el ncleo. b) Identifica con su smbolo al elemento de transicin. c) Escrib la CE del catin que forma el elemento de Z = 19. d) Escrib la frmula de un compuesto binario formado entre

algunos de los elementos del enunciado, de modo que presente un elevado punto de fusin. Justifica tu respuesta.

e) Escrib la frmula de un compuesto binario del elemento de Z = 15 con alguno de los otros, de modo que presente geometra electrnica tetradrica.

f) Dibuja la estructura de Lewis del compuesto anterior e indica el ngulo de enlace.

g) Qu fuerzas se presentan entre las molculas del compuesto anterior al estado lquido? Justifica tu respuesta.

h) Nombra el compuesto Ba(NO,) 2 . i) Escrib la frmula del xido cobaltoso.

20. Se tienen los elementos H, Ca, Cl y S: a) Indica los iones que forman los tomos de esos elementos

isoelectrnicos con un mismo gas noble.

b) Calcula el nmero de masa del istopo del S que contiene 16

neutrones en e l ncleo.

c) Cul es la CE de un anin que puede formar un tomo del

elemento cuyo Z = 17. d) Escrib la frmula de un compuesto binario triatmico que

conduzca la corriente elctrica ai estado lquido. Justifica tu respuesta.

e) Formula un compuesto binario del azufre que presente geometra molecular angular.

f) Dibuja la estructura de Lewis del oxoanin que forma el cloro,

con tres tomos de oxgeno.

g) Compara los puntos de ebu l l i c in de los compuestos

formulados en d) y en e). h) Nombra la sustancia F e S O r i) Escrib la frm ula Jel cloruro de cobre (II).


21. Un tomo del elemento X forma un anin trivalente que es isoelectrnico con 3 7 Y + .

a) Escrib la CEE de X. b) Calcula el nmero de masa del istopo de X que tiene 42

neutrones en su ncleo . c) Indica la CE del gas noble anterior a aquel cuyo Z se encuentre

entre X e Y. d) Escrib la estructura de Lewis del oxoanin que forma X con 4

tomos de oxgeno, identificando a X con su smbolo qumico. e) Indica cul es la geometra electrnica de la molcula AsF 3. f) Escrib la frmula de una sustancia diatmica formada por Y y

otro elemento, que conduzca la corriente elctrica en solucin acuosa. Justifica tu respuesta.

g) Dadas las sustancias LiBr (PE: 1265C), HF (PE: 19,6C) y HBr (PE: -67,0C), justifica a qu se deben las diferencias en sus puntos de ebullicin.

h) Nombra la sustancia A1(N0 3) 3 . i) Escrib la frmula del ioduro ferroso.

3. Soluciones

S e analizan con detalle las soluciones lquidas, en forma particular las acuosas, tratando especficamente la forma de expresar la composicin de estos sistemas.

Para resolver los ejercicios que te presentamos, es necesario que hayas adquirido, adems, los conocimientos de los siguientes temas del programa:

Formas de expresar la concentracin de las soluciones. Soluciones acuosas de compuestos inicos. Variacin de la concentracin por dilucin.

Encontrars tambin una serie de consignas y preguntas que es importante responder antes de comenzar la tarea.

Qu es una solucin? Cmo est constituida? Cmo se clasifican las soluciones?

Explica cmo es el proceso de disolucin. Indica las diferentes formas de expresar la concentracin de

una solucin. Explica el proceso de dilucin.


A continuacin, te presentamos una serie de problemas y ejercicios que te posibilitarn aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de la cursada. Esperamos que no slo, llegues a los resultados que encontrars en el l t i m o c a p t u l o , sino que despliegues y comprendas |a importancia de desarrollar tus propias estrategias de aprendizaje.

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Ten en cuenta que, cziando justifiques, se petende una explicacin lo ms detallada posible, utilizando conceptos tericos, acerca del hecho o fenmeno mencionado en la consigna. Estas justificacin es no las encontrars en las respuestas que nosotros te proporcionamos, ya que se espera que sean elaboraciones tuyas, producto de tus aprendizajes.

1. Se desea preparar una solucin acuosa l ,00Mde densidad l,12g/cm 3 utilizando 31,7 g de FeCl 2 .

a) Calcula la masa de agua que debe agregarse. b) Cul es la molalidad de la solucin obtenida? c) Calcula el % m/V de la solucin que je obtiene si 10,0 cm 3 de

la solucin anterior se diluyen con agua hasta 250 cm 3. d) Indica si en la solucin acuosa preparada, la concentracin

molar del catin es mayor / igual / menor que la del anin.

2. Se dispone de una solucin acuosa de NaOH al 70,0% m/m. a) Calcula la masa de esta solucin que hay que emplear para

preparar 350 g de una solucin al 40,0% m/V de densidad 1,08 g/cm3.

b) Averigua la masa de solvente que se necesita agregar. c) Calcula la concentracin molar de la solucin ms diluida. d) Indica qu especies inicas provenientes del soluto se

encuentran en la solucin.

3. Se dispone de 5,50 cm 3 de una solucin acuosa de HCl al 36,1 % m/m de densidad 1,21 g/cm3.

a) Calcula su molaridad. b) Averigua la masa de solvente presente en la solucin dada. c) Calculad volumen desolucin 0,100 M que puede prepararse

a partir de la solucin disponible. d) Indica si la concentracin molar del anin es:

el doble/igual/la mitad de la concentracin molar del catin.

4. Se utilizan 300 g de K l slido para preparar 1,00 dm 3 de solucin acuosa 2,50 m.

a) Calcula la densidad de la disolucin obtenida.

b) Averigua su molaridad. c) Calcula la masa de solucin necesaria para preparar 60

otra solucin al 10,0% m/m del mismo soluto. d) Indica qu especies inicas provenientes del soluto se

encuentran en la solucin.

5. Se desea preparar 2,00 dm 3 de una solucin acuosa de H 2 S 0 4 (M = 98,0 g/mol) 5,00 M a partir de otra solucin de H 2 S 0 4 80,0% m/m y densidad 1,50 g/cm3.

a) Indica si la concentracin de la solucin 80,0% m/m es: mayor/igual/menor, que la de la solucin 5,00 M .

b) Cuntos cm 3 de la solucin ms concentrada deben utilizarse en la preparacin.

c) Determina si la siguiente afirmacin es o no correcta: "1,00 dm 3 de una solucin acuosa 0,500 M tiene el doble de la masa de soluto que 2,00 dm 3 de una solucin 0,250 M del mismo soluto". Justifica tu respuesta.

6. En 400 g de solucin acuosa de glucosa (M - 180 g/mol), hay disueltos 60,0 g de soluto. La densidad de dicha solucin es 1,40 g/cm3.

a) Calcula la concentracin de la solucin expresada en % m/V. b) A 50.0 cm 3 de la solucin anterior se le agrega agua hasta

obtener 0,250 d m 3 de solucin. Determina la concentracin de la solucin obtenida expresada en molaridad.

c) Indica si la siguiente afirmacin es o no verdadera: "Una solucin 3,00 M de glucosa siempre tiene mayor masa de soluto que otra solucin 2,00 M de glucosa". Justifica tu respuesta.

7. Se tienen dos soluciones acuosas de H N 0 3 . La solucin A es 50.0% m/m de densidad 1,08 g . cm - 3 y la solucin B es 2,00 M .

a) Indica cul es la molaridad de la solucin ms concentrada. b) Calcula el % m / V de la m s diluida. c) Indica qu masa de soluto hay que agregar a 50,0 cm 3 de la

solucin ms di lu ida para igualar sus concentraciones.

8. Se prepara una solucin con 75,0 g de H N 0 3 (M - 63,0 g/mol) y 280 g de agua. Su densidad es 1,48 g/cm 3.

a) Calcula su molaridad.


b) Expresa su concentran ion en molalidad. c) Calcula qu volumen de esta solucin debe emplearse para

preparar 1,50 dm 3 de so luc in de H N 0 3 0,200 M .

9. Se dispone de 200 cm 3 de sol ucin acuosa de H 3 P 0 4 (M =98 g/mol) al 45,0% m/m y 5 = 1,29 g/cm 3 .

a) Determina la masa soluto presente en el sistema. b) Calcula la molalidad de la solucin. c) Se agrega agua a la solucin hasta obtener un volumen final

de 1,00 dm 3 . Seala si la molaridad de la solucin que se obtiene ser mayor/igual/menor que 1,00. Justifica tu respuesta.

10. Se disuelven 30,0 g de FeCI 2 (M = 127 g/mol) en 250 g de agua, obtenindose una solucin cuya densidad es 1,12 g.cm - 3.

a) Calcula el volumen de solucin obtenido. b) Expresa la concentracin de la solucin en % m/m. c) Se agrega agua a la solucin hasta obtener un volumen final

de 500 cm 3 . Seala si la molaridad de la solucin final ser: el doble/igual/la mitad de la solucin inicial. Justifica tu respuesta.

11. Se necesita preparar 10,0 dm3 de una solucin de HC1 (M = 36,5 g/mol) 0,730% m/V (solucin B) a partir de una solucin 1,00 M (5 = 1,06 g/cm3) del mismo soluto (solucin A).

a) Expresa la concentracin de la solucin A en % m/m. b) Calcula cuntos dm 3 de la solucin A deben usarse en la

preparacin deseada. c) Si se utilizan 4,00 dm3de solucin A y se preparan 20,0 dm 3

de solucin, determina si sta tendr una concentracin mayor/igual/menor quela solucin B. Justifica tu respuesta.

12. Utilizando 6,00 g de soluto se preparan 500 cm 3 de una solucin acuosa 0,200 M .

a) Calcula la concentracin de la solucin en % m/V. b) Calcula la masa molar del soluto. c) Indica qu iones se producen cuando se disuelve en agua el

K.2SQ4 y si dichos iones tienen la misma concentracin molar.

3. Soluciones

13. 500 cm 3 de una solucin acuosa 2,00 M de NaCl (M = 58,5 g/mol) se diluyen con agua hasta obtener una solucin 5,22% m/m de densidad 1,12 g.cm"3. Calcula:

a) El volumen final de la solucin diluida. b) La concentracin molar de la solucin diluida. c) Las concentraciones molares de los iones provenientes de la

sal, en la solucin original.

14. Se necesita preparar 10,0 dm 3de una solucin de H N 0 3 (M =63,0 g/mol) 3,04% m/V (solucin B) a partir de una solucin 1,00 M (8 = 1,03 g/cm3) del mismo soluto (solucin A).

a) Expresa la concentracin de la solucin A en % m/m. b) Calcula cuntos dm 3 de la solucin A deben usarse en la

preparacin deseada. c) Si se utilizan 4,00 dm 3 de solucin A para preparar los

10,0 dm 3 de solucin, determina si sta tendr concentracin mayor/igual/menor que la solucin B. Justifica tu respuesta.

15. Una solucin del soluto X en agua es 0,250 M , 0,916% m/m y su densidad es 1,092 g/cm3. Calcula:

a) La masa molar de X. b) La concentracin de la solucin en molalidad. c) El volumen de solucin necesario para preparar 2.00 dm 3 de

otra solucin 5,00.10"2 M del mismo soluto.

16. En una solucin acuosa de FeCl 3 (M= 162,5 g/mol) la concentracin del ion cloruro es 0,180 M .

a) Calcula la masa de FeCL utilizada para preparar 200 cm 3 de dicha solucin.

b) La solucin anterior se diluye al doble con agua y su densidad es 1,08 g/cm3. Calcula el % m/m de la solucin diluida.

c) Una solucin acuosa de CaCl 2 tiene una concentracin de ion cloruro 0,180 M . Indica si la molaridad de esta solucin es mayor / menor que la de la solucin original de FeCl 3. Justifica tu respuesta.

17. Se disuelven 0,625 mol de K O H ( M = 56,0 g/mol) en 250 g de agua, obtenindose una solucin cuya densidad es 1,08 g/cm3. Calcula:

a) El volumen de solucin que se obtiene.

Lilia Davel - Gabriela Mohir a

b) La concentrado n de la solucin, expresada en % m/V. c) La concentracin del catin, expresada en molaridad. d) La densidad d e la disolucin 1,02 M que se obtiene ai

agregar 350 g d e solvente (agua 5 = 1,00 g/cm3) a la solucin inicial.

18. Se dispone de 400 g de solucin acuosa de HC1 (M = 36,5 g/mol) al 22,0% m/V y densidad 1,10 g.cm-3. Calcula:

a) La masa de solvente presente en el sistema. b) La molaridad de la solucin. c) La concentracin del anin, expresada en % m/V. d) El volumen de la solucin que se necesita para preparar 1,00 L

de otra solucin que sea 0,750 M .

19. Se agregan 270 g de agua a una muestra de 30,0 g de KC1 (M = 74,5 g/mol) y se obtiene una solucin cuya densidad es 1,06 g.cm - 3 . Calcula:

a) El volumen de solucin que se obtiene. b) La molaridad de la solucin. c) La concentracin del catin, expresada en molalidad. d) La concentracin, expresada en % m/V, de la solucin que se

obtiene al diluir 10,0 cm 3 de la solucin inicial hasta un volumen de 25 cm3.

20. El recipiente A contiene 500 cm 3de solucin de BaCl 2 al 10% m/m, cuya densidad es 1,02 g/cm3. Indica:

a) La masa de solvente presente en A. b) La molalidad dla solucin contenida en A. c) La molaridad dla solucin que se obtiene al agregar 100 g de

solvente a la solucin dada. d) Los iones provenientes de la sal presentes en la solucin.

21. Utilizando 1.25 molesde NaCI (M = 58,5 g/mol), se prepara una solucin acuosa al 14,0% m/m de 8 = 1,10 g.cm - 3. Calcula:

a) El volumen de solucin que se obtiene. b) La molalidad dla solucin. c) La concentracin del catin, expresada en mol/L. d) La densidad de la solucin 1,61 M que se obtiene al agregar

300 g de solvenie(agua 5 = 1,00 g/cm3) a la solucin inicial.

22. Se diluyen 500 g de solucin al 12,0% m/m de CaCL, con agua, resultando una solucin cuya densidad es 1,10 g.c Determina:

a) La molalidad de la solucin inicial. b) La molaridad de la solucin final. c) Si la molaridad del anin proveniente de la sal, en la solucin

final, es mayor / igual / menor que la del catin. Justifica tu respuesta.

23. Se dispone de 200 g de solucin acuosa de FeCl 3 al 12,0% m/m y 8 = 1,10 g.cm - 3 . Se diluye, por agregado de 820 g de solvente (agua 8 = 1,00 g/cm3) y se obtiene 1,00 L de solucin. Calcula:

a) La molalidad de la solucin inicial. b) La molaridad de la solucin final. c) La molaridad del anin en la solucin final.

24. Un recipiente contiene 75,0 cm 3 de solucin acuosa de NaC103 (M= 106 g/mol) al 10,0% m/m y 8 = 1,07 g/cm3. Calcula:

a) La masa de soluto presente en el sistema. b) La molalidad de la solucin. c) La concentracin del anin, expresada en molaridad. d) El volumen de solucin 0,200 M que se obtiene por dilucin

de la solucin dada.

25. En el recipiente A se disuelven 12,0 g de NaCI en agua, obtenindose una solucin al 5,00% m/m de 5 = 1,03 g.cm - 3. Determina:

a) El volumen de solucin obtenido en A. b) La molaridad de la solucin. c) Si la molaridad del anin es el doble/igual/la mitad que la

molaridad del catin.

26. Se le agregan 300 g de agua a una muestra de 30,0 g de KF y se obtiene una solucin cuya densidad es 1,13 g.cm - 3. Calcula:

a) El volumen de solucin que se obtiene. b) La molaridad de l a solucin. c) La concentracin del anin, expresada en molalidad. d) La concentracin, expresada en % m/V, de la solucin que se

obtiene al diluir 10,0 c m 3 de la solucin inicial hasta un volumen de 250 c m 3 .

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27. Un recipiente contiene; 4,00 dm 3 de solucin acuosa 2,00 M de H N 0 3 (M = 63,0 g/mol) de 8 = 1,07 g.cm"3. Calcula:

a) La masa de solvente presente en el sistema. b) La concentracin d e la solucin expresada en % m/m. c) La concentracin d e l anin, expresada en molaridad. d) El volumen de solvente que debe agregarse para obtener una

solucin 0,600 M .

28. Se dispone de 360 g de solucin acuosa de NaCI (M = 58,5 g/mol) al 25,0% m/V y 6 = 1,20 g.cm' 3. Calcula:

a) La masa de solvente presente en el sistema. b) La molaridad de la solucin. c) La concentracin del anin, expresada en molalidad. d) El % m/V de la solucin que se obtendr al diluir 20,0 cm 3 de

la solucin dada hasta un volumen final de 500 cm 3.

29. Se disuelven 1,25 mol de KOH (M = 56,0 g/mol) en 500 g de agua y se obtiene una solucin cuya densidad es 1,08 g/cm3. Calcula:

a) El volumen de solucin que se obtiene. b) La concentracin de la solucin, expresada en % m/V. c) La concentracin expresada en molaridad.

30. Se dispone de 500 cm3 de solucin acuosa de una sal cuya concentracin es 15,3% m/m y de densidad 1,25 g/cm3. Se agrega agua hasta obtener una solucin de concentracin 4,30% m/v.

a) Calcula el volumen de solucin final. b) Calcula la masa de soluto presente en la solucin inicial. c) Indica si la molaridad de la solucin final es mayor/menor/igual

que la de la solucin inicial.

4. Magnitudes atmieo-moleculares y Estado gaseoso

E ste tema se relaciona con los estados de agregacin de las sustancias y, en especial, con el estado gaseoso, aplicando en su estudio los conceptos desarrollados en la primera unidad del programa.

Para resolver los ejercicios que se presentan a continuacin, es necesario que hayas adquirido, adems, los conocimientos de los siguientes temas del programa:

Magnitudes atmico-moleculares. Teora cintico-molecular del estado gaseoso. Ecuacin general de gas ideal. Mezcla de gases.

Encontrars tambin una serie de consignas y preguntas que es importante responder antes de comenzar la tarea.

Qu es un gas ideal? Cules son las variables de estado? Indica las unidades en

que pueden medirse y las equivalencias ms utilizadas. Enuncia los postulados de la teora cintica de los gases ideales. Qu leyes rigen el comportamiento de los gases? Escrib la expresin de la ecuacin de estado y la ecuacin

general de gas ideal indicando las unidades de las variables correspondientes.

Enuncia la hiptesis de Avogadro. Indica cules son las condiciones normales de presin y

temperatura (CNPT). Defin los siguientes conceptos: masa atmica, masa molecular,

mol, constante de Avogadro, masa molar, volumen molar, volumen molar normal, pres in parcial de un gas, presin total, fraccin molar.


Indica las expresiones con las que pueden calcularse las presiones parciales y la presin total.


A continuacin, te presentamos una serie de problemas y ejercicios que te posibilitarn aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de la cursada. Esperamos que no slo, llegues a los resultados que encontrars en el l t i m o captulo, sino que despliegues y comprendas la importancia de desarrollar tus propias estrategias de aprendizaje.

Ten en cuenta que, cuando justifiques, se pretende una explicacin lo ms detallada posible, utilizando conceptos tericos, acerca del hecho o fenmeno mencionado en la consigna. Estas justificaciones no las encontrars en las respuestas que nosotros te proporcionamos, ya que se espera que sean elaboraciones tuyas, producto de tus aprendizajes.

1. En un recipiente de volumen V se encuentran 55,0 g de C1 20 (g) a 1,25 atm y 80,0C. A temperatura y volumen constantes se agrega nitrgeno gaseoso hasta tener masas iguales de ambos gases.

a) Determina el nmero total de moles de tomos que hay en el recipiente.

b) Indica si la presin parcial del Cl ,0 en la mezcla es: mayor/igual/menor que la del nitrgeno.

c) Calcula el volumen que ocupara el gas nitrgeno contenido en el recipiente, en CNPT.

d) Indica si la densidad de a mezcla gaseosa: aumenta/disminuye/no cambia al duplicar el volumen del sistema. Justifica tu respuesta.

2. Un recipiente rgido de 12,0 dm 3 contiene, a 1540C, una mezcla formada por 35,5 g de Cl,(g) y 16,0 g de CHA (g).

a) Indica si la fraccin molar del C H 4 es mayor/menor/igual que la del CI 2 .

b) Determina el nmero total de tomos que hay en el recipiente.

4. Magnitudes atmico-moleculares

c) Si se desea duplicar la presin en el recipiente, man constante la temperatura, calcula cuntos moles de'molc de gas deben agregarse.

d) Indica si la presin del sistema inicial: aumenta/disminuye/no cambia al llevar la temperatura de la mezcla gaseosa a 400 K. Justifica tu respuesta.

3. Un recipiente rgido contiene 2,50 moles de N-, (g) a 1,50 atm y

280K. a) Determina la densidad del gas en las condiciones dadas. b) Si al agregar, a temperatura constante, 134 g del gas X 0 3 se

obtiene una presin final de 2,50 atm, seala cul de los gases en la mezcla final tiene mayor fraccin molar.

c) Indica el nmero total de moles de tomos que hay en el recipiente.

d) Calcula la masa de una molcula de X 0 3 .

4. Un recipiente de volumen V = 10,0 dm 3 contiene cierta masa de C 0 2 (g) en CNPT. Se agrega CO gaseoso hasta que la masa de la mezcla de gases es de 60,0 g y se observa variacin de temperatura y un aumento de presin de 2,5 atm.

a) Determina la temperatura final que alcanza el sistema. b) Seala si la presin parcial del dixido de carbono en la mezcla

es mayor/igual/menor que la del monxido de carbono. Justifica tu respuesta.

c) Calcula el nmero de tomos de oxgeno que hay en el sistema final.

d) Si en lugar de CO se hubiera agregado 0 2 (g) hasta tener la misma masa final de 60,0 g y el mismo aumento de presin, indica si la temperatura final alcanzada sera la misma o no. Justifica tu respuesta.

5. Un recipiente rgido contiene 2,00 mol de S 0 2 (g) a la presin de 1,00 atm y a una dada temperatura. A l mismo se le agrega C 0 2 (g) a temperatura constante hasta que la presin final del sistema es 1,80 atm. Calcula:

a) La masa, en gramos, de C O , agregado. b) La presin parcial del S 0 2 en la mezcla final. c) La densidad del S 0 2 gaseoso en CNPT.

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d) La masa de una m o l c u l a de SO, expresada en unidades de masa atmica.

6. Un recipiente rgido de 50 ,0 dm 3 de capacidad contiene 12,0 g de He y cierta masa de S0 2 gaseoso (cuya presin parcial es 0,600 atm). La temperatura del sistema es 300 K.

a) Calcula la presin total del sistema gaseoso. b) Calcula la fraccin molar de S 0 2 en la mezcla. c) Justifica cmo aumentar la presin parcial del SO, en la mezcla

sin modificar su fraccin molar. d) Expresa en gramos la masa de una molcula de S0 2 .

7. Un recipiente rgido de 2,00 dm 3 de capacidad contiene HC1 (g) a la presin de 5,00 atm y a 273 K. Se agrega, a temperatura constante, C l 2 (g) y la presin aumenta en 1,50 atm.

a) Calcula la masa de Cl , agregada. b) Indica la presin parcial del gas HC1 c) Calcula el nmero total de tomos de cloro presentes en la

mezcla. d) Expresa la masa de una molcula de Cl, en unidades de masa

atmica.

8. Un recipiente rgido de 10,0 dm 3 contiene 2,50 mol de CO, (g) y 56,0 g de CO (g) a 27C.

a) Calcula el nmero total de moles de molculas contenidos en el recipiente.

b) Calcula el nmero total de tomos de oxgeno contenidos en el recipiente.

c) Calcula la presin parcial del CO, en la mezcla. d) Justifica cmo puede aumentarse la presin parcial del C 0 2

en la mezcla sin cambiar la masa total del sistema.

9. U n recipiente rgido contiene 1,00 mol de C 0 2 a 0,500 atm. Se agrega, a temperatura constante, O, (g) hasta que la presin parcial de este gas en la mezcla es de 1,00 atm.

a) Determina la masa de02agregada. b) Cul es la presin final del sistema. c) Calcula el nmero de moles de tomos de oxgeno en el

sistema final.

4. Magnitudes atmico-moleculares y Estado gaseoso

d) Si en lugar de C0, el sistema inicial hubiera contenido N , a igual P y T, indica si la masa de la mezcla final sera mayor/igual/menor. Justifica tu respuesta.

10. Un recipiente rgido de 16,0 dm3 contiene 50,7 g del gas X 2 en CNPT. Se agregan 154 g de CO, elevando la temperatura hasta 80,0"C. Determina:

a) La masa de una molcula de X , . b) La presin parcial del CO, en la mezcla gaseosa. c) El nmero de moles de tomos presentes en el sistema final. d) Si la fraccin molar de X 2 aumenta/disminuye/no cambia

cuando se disminuye en 40,0C la temperatura del sistema. Justifica tu respuesta.

11. Un recipiente rgido contiene 2,00 mol de N 2 (g) a 1 atm. Se agrega, a temperatura constante, N 0 2 (g) hasta que la presin parcial de este gas en la mezcla es de 0,500 atm.

a) Determina la masa de N 0 2 agregada. b) Cul es la presin final del sistema. c) Calcula el nmero de moles de tomos de nitrgeno en el

sistema final. d) Si en lugar de N 2 el sistema inicial hubiera contenido 0 2 a

igual P y T, indica si la masa de la mezcla final sera mayor/igual/menor. Justifica tu respuesta.

12. Un recipiente rgido de 9,00 L de capacidad contiene N H 3 (g) en CNPT. Se agrega N , (g) hasta que la masa total del sistema gaseoso es 40,0 g; se produce cierta variacin de temperatura y un aumento de presin de 4,00 atm. Determina:

a) La temperatura final del sistema en "C. b) La presin parcial del N 2 en el sistema final. c) El nmero de moles de tomos de nitrgeno en la mezcla obtenida. d) Si la densidad del sistema gaseoso cambia al agregar el N 2 .

Justifica tu respuesta.

13. Un cilindro de 10,0 dm 3 contiene, a 300 K, 2,00 mol de H , gaseoso y 21,3 g de un gas desconocido. La presin del sistema es 8,00 atm. Calcula:

a) La presin parcial del H 2 gaseoso en la mezcla.


b) La densidad del gas desconocido en CNPT. c) La masa en gramos de una molcula de FL. d) El nmero de molculas presentes en el sistema.

14. Un recipiente rgido d e 50,0 dm 3 de capacidad contiene 8,00 g de He gaseoso y cierta masa de CO, gaseoso. Las fracciones molares de ambos gases son iguales y la temperatura del sistema es 0C.

a) Calcula la presin total del sistema gaseoso. b) Calcula la masa de CO, contenida en el recipiente. c) Calcula, en gramos, la masa de una molcula de CO,. d) Indica si se modifican o no las presiones parciales de cada gas

en la mezcla al aumentar la temperatura del sistema. Justifica tu respuesta.

15. Un cilindro rgido contiene 4,00 mol de CO, (g) y 128 g de SO, (g) a 273 K y 1,50 atm de presin.

a) Calcula el volumen del recipiente. b) Calcula el nmero total de moles de tomos de oxgeno

contenidos en la mezcla. c) Calcula la presin parcial del C 0 2 en la mezcla. d) Justifica si, al aumentar la temperatura, se modifica o no la

presin parcial del C 0 2 (g) en la mezcla.

16. Un recipiente rgido contiene 0,200 mol de NO, (g) a la presin de 1,00 atm y a la temperatura T. Al mismo se le agrega NO (g) a temperatura constante,siendo la presin parcial del NO en la mezcla igual a 0,200 atm. Calcula:

a) El nmero de moles de NO (g) agregado. b) La presin parcial del NO, (g) en la mezcla final. c) El nmero total de moles de tomos de oxgeno en la mezcla

gaseosa. d) La masa, en gramos, de una molcula de NO,.

17. Un recipiente rgido de6,00 L de capacidad contiene, a 301 K, los gases O,, N , y Ar conlarnisma presin parcial, igual a 0,700 atm.

a) Determina de cul de los gases hay mayor masa en el rec ipiente. Justifica tu respuesta.

b) Cul es la presintotal que soporta el sistema. c) Calcula el nmero total de moles de tomos que hay en el

retiiente.

4. Magnitudes atmico-moleculares

d) Si a temperatura constante se produce una prdida de 0. de gas, calcula la presin total del sistema final.

18. Un recipiente rgido contiene 1,00 mol de CO (g) a 1,00 atm y cierta temperatura T. Se agrega C 0 2 (g) a temperatura constante, hasta que la presin de la mezcla sea de 1,70 atm. Determina:

a) De cul de los gases hay mayor masa en el recipiente. Justifica tu respuesta.

b) La presin parcial de CO en el sistema final. c) El nmero final de tomos de oxgeno en el recipiente. d) La masa de una molcula de CO.

19. Un recipiente rgido de 10,0 dm 3 contiene, a 160 C, una mezcla formada por 71,0 g de Cl , (g) y 16,0 g de C H 4 (g). Determina:

a) Si la fraccin molar del C H 4 es mayor/menor/igual que la del C l 2 .

b) El nmero total de tomos que hay en el recipiente. c) Cuntos moles de Cl , (g) deben agregarse si se desea duplicar

la presin en el recipiente, manteniendo constante la temperatura. Justifica tu respuesta.

d) Si la presin del sistema inicial aumenta/disminuye/no cambia al llevar la temperatura de la mezcla a 400 K. Justifica tu respuesta.

20. Un recipiente rgido de 6,00 L de capacidad contiene C1 20 (g); se agregan 26,4 g de CO, (g). La temperatura final del sistema es 37,0 C y la presin 5,08 atm. Determina:

a) La presin parcial del C1 2 0 en el sistema. b) El nmero total de tomos que hay en el recipiente. c) La masa de una molcula de dixido de carbono. d) Qu modificacin se produce en la presin parcial del CO, si

se enfra la mezcla de gases. Justifica tu respuesta.

21. Un recipiente rgido contiene 2,5 moles de N"2 (g) a 1,50 atm y 280 K. a) Determina la densidad de l gas en las condiciones dadas. b) Al agregar, a T constante, 134 g del gas X 0 3 , se obtiene una

presin final de 2.50 atm. Determina, sin efectuar clculos, si vara o no, la pies ion parcial del N , en la mezcla. Justifica tu respuesta.


c) Indica el n m e r o total de moles de tomos que hay en a mezcla final.

d) Calcula la masa, e n gramos, de una molcula de X O r

22. Un recipiente rgido contiene 1,00 mol de CO, (g) a 1,00 atm y cierta temperatura T. Se agrega CO (g) a temperatura constante, hasta que la presin de la mezcla sea de 2,80 atm. Determina:


b) La presin parcial del CO en e! sistema final. c) El nmero final de tomos de oxgeno en el recipiente. d) La masa de una molcula de CO,.

23. Un recipiente rgido de 6,00 L de capacidad contiene, a 298 K, los gases C 0 2 , N 2 y N H 3 con la misma presin parcial, igual a 0,600 atm.

a) Determina de cul de los gases hay mayor masa en el recipiente. Justifica tu respuesta.

b) Cul es la presin total que soporta el sistema. c) Calcula el nmero de moles de tomos de nitrgeno en el

recipiente.

d) Si a temperatura constante se produce una prdida de 0,221 moles de gas, calcula la presin total del sistema final.

24. Un recipiente rgido contiene 2,80 mol de S0 2 (g) a 1.00 atm y 300 K. a) Determina la densidad del gas en las condiciones dadas. b) Indica el nmero total de tomos que hay en el recipiente. c) Al agregar, a T constante, 118 g del gas X , se obtiene una

presin final de 2,5 atm. Calcula la fraccin molar de X, en la mezcla indicando si es mayor/menor que la del SO,.

d) Calcula la masa de un tomo de X.

25. Un recipiente rgido de5,00 dm 3 contiene, a 300 K y 1,50 atm, una mezcla de los gases Q2,CI, y Ar con la misma fraccin molar.

a) Determina de cul dlos gases hay menor masa en el recipiente. Justifica tu respuesta.

b) Cul es la presin parcial del gas cloro en el sistema. c) Calcula el nmerodemoles de tomos que hay en el recipiente. d) Si a temperatura constante se produce una prdida de 0,102 moles

de gas, calcula la presin total del sistema final.

4. Magnitudes atmico-moleculares y Estado gaseoso

26. Un recipiente rgido de 6,00 dm 3 contiene, a 27,0C, una mezcla formada por 0,500 mol de C!, (g) y 20.0 g de C 2 H 6 (g). Indica:

a) Si la fraccin molar del C l 2 es mayor/menor/igual que la del C 2 H 6 .

b) El nmero total de tomos que hay en el recipiente. c) Cuntos moles de molculas de gas cloro deben agregarse, si

se desea duplicar la presin en el recipiente, manteniendo constante la temperatura.

d) Si la presin del sistema inicial aumenta/disminuye/no cambia al llevar la temperatura de la mezcla gaseosa a 400 K. Justifica tu respuesta.

27. Un recipiente rgido contiene 1,00 mol de CO (g) a 1,00 atm y cierta temperatura T. Se agrega CO, (g) a temperatura constante, hasta que la presin de la mezcla sea de 3,00 atm. Determina:


b) La presin parcial de CO en el sistema final. c) El nmero final de tomos de oxigeno en el recipiente. d) La masa de una molcula de CO.

28. Un recipiente rgido de 8,00 d m 3 contiene, a 298 K y 2,10 atm, ios gases N 2 , N H 3 y N 2 H 4 con la misma fraccin molar.

a) Determina de cul de los gases hay menor masa en el recipiente. Justifica tu respuesta.

b) Cul es la presin parcial del nitrgeno gaseoso en el sistema. c) Calcula el nmero total de tomos de hidrgeno que hay en el

recipiente. d) Si a temperatura constante se produce una prdida de 0,229 moles

de gas, calcula la presin total del sistema final.

29. Un recipiente rgido de 3,50 L de capacidad contiene C 0 2 (g). Se agregan 52,5 g de C1 2 0 (g). L a temperatura final del sistema es 37,0C y la presin 8,72 atm. Determina:

a) La presin parcial de CO, en el sistema. b) El nmero total de moles de tomos de oxgeno en el recipiente. c) La masa de una molcu la del xido de cloro. d) Qu modificacin se produce en la presin parcial del CO,, si

se calienta la mezcla de gases. Justifica tu respuesta.

Lilia Davel - Gabriela MoHina

30. Un recipiente r g i d o contiene 1,15 mol de He (g) y una cierta cantidad de CO, Cg). La mezcla de gases.se encuentra a una temperatura de 120 c y ejerce una presin de 3,85 atm. La fraccin molar del He en la mezcla es 0,555. Calcula:

a) El volumen d e l recipiente. b) El nmero de molculas de C 0 2 contenidas. c) La presin parcial del He en la mezcla gaseosa. d) La densidad d e la mezcla.

5. Reacciones qumicas

E l centro de atencin se traslada, ahora, al cambio qumico: cmo aplicar lo aprendido para simbolizai las reacciones qumicas y cmo utilizar las ecuaciones qumicas aprovechando los conocimientos alcanzados hasta este momento, en particular, los relacionados con magnitudes atmico-moleculares, gases y soluciones.

Para resolver los ejercicios que te presentamos, es necesario que hayas adquirido, adems, los conocimientos de los siguientes temas del programa:

Soluciones. Estado gaseoso. Distintos tipos de reacciones qumicas. Pureza de los reactivos. Reactivo limitante y reactivo en exceso. Rendimiento de una reaccin.

Encontrars, tambin, una serie de consignas y preguntas que es importante responder antes de comenzar la tarea.

Ejemplifica los distintos tipos de reacciones qumicas. Defin los siguientes conceptos: reduccin, oxidacin, agente

oxidante, agente reductor, pureza de un reactivo, reactivo limitante, rendimiento de una reaccin.


A continuacin, te presentamos una serie de problemas y ejercicios que te posibilitarn aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de la cursada. Esperamos que no slo, llegues a los resultados que encontrars en el l t imo captulo, sino que despliegues y comprendas la importancia de desarrollar tus propias estrategias de aprendizaje.


Ten en cuenta que, cuando justifiques, se pretende una explicacin lo ns detallada posible, utilizando conceptos tericos, acerca del hecho o fenmeno mencionado en la consigna. Estas justificaciones no las encontrars en las respuestas que nosotros te proporcionamos, ya que se espera que sean elaboraciones tuyas, producto de tus aprendizajes.

1. Reaccionan 125gdeBaC0 3 (80,0% de pureza) y 300 cm 3 de solucin 3,00 M de H 2 S0 4 , segn la ecuacin:

BaC0 3 + H 2 S 0 4 >BaS04 + C 0 2 (g) + H 2 0

a) Seala si la ecuacin representa una reaccin redox. Justifica tu respuesta.

b) Calcula cuntos moles de BaS0 4 se obtienen, si el rendimiento es del 80,0%.

c) Determina el volumen de C 0 2 que se obtiene, si se recoge en un recipiente rgido a 1,00 atm y 25,0 C.

d) Si se utiliza la mitad del volumen de solucin de cido sulfrico, manteniendo todas las dems condiciones, indica si la masa de sal obtenida aumenta/disminuye/no cambia.

2. Se hacen reaccionar 30,0 g de C (80,0% de pureza) con 5,00 L de solucin acuosa 1,00 M de NaOH y exceso de agua. La ecuacin correspondiente a la reaccin es:

C + 2 NaOH + H20 >Na 2C0 3 + 2 H 2 (g)

a) Indica cul es el reactivo limitante. b) Calcula la masa de sal que se obtendr si el rendimiento es del

75,0%. c) Determina la presin que ejercer el gas obtenido si se recoge

en un recipiente de 61,5 dm 3 a 27,0 C. d) Seala cul es la forma reducida de la especie que se reduce.

Justifica tu respuesta.

3. Reaccionan 199 g de una muestra de CuO que contiene 40,0 g de impurezas inertes, con excesode solucin acuosa de H N 0 3 5,00 M, s e g n la ecuacin:

CuO + 2HN0->Cu(NO 3 ) 2 + H 2 0


a) Determina e l porcentaje de pureza de la muestra de CuO. b) Calcula el volumen de la solucin de cido ntrico necesario

para reacc ionar estequiomtricamente con todo el CuO contenido e n la muestra.

c) Indica la masa de sal que se obtendr, si el rendimiento de la reacciones del 95,0%.

d) Si se usaran 400 cm 3 de otra solucin de H N 0 3 10,0 M , determina s i igualmente reaccionara todo el xido de cobre. Justifica tu respuesta.

4. Se hacen reaccionar 174 g de una muestra de Al que contiene 30,0% de impurezas inertes con 1,50 L de solucin acuosa 1,00 M de NaOH y exceso de agua. La ecuacin correspondiente a la reaccin es:

2 A l + 2 NaOH + 2 H 2 0 >2NaAI0 2 + 3H 2 (g )

a) Indica el nmero de oxidacin de cada elemento presente en la forma oxidada del agente reductor.

b) Calcula el nmero de moles iniciales del reactivo limitante. c) Si se obtienen 21,0 L de hidrgeno gaseoso, medidos a 25,0 C

y 1,80 atm, determina el rendimiento de la re.accin. d) Si se utilizan 3,00 mol de NaOH, manteniendo todas las

dems condiciones, seala si el volumen de H , obtenido: se duplica/no cambi a/disminuye a la mitad. Justifica tu respuesta.

5. A l hacer reaccionar 200 g de Pb0 2 (85,0% de pureza) con 1,00 dm 3 de solucin acuosa 1,80 M de HC1, se obtienen 7,00 dm 3 de cloro gaseoso, medidos en CNPT. La ecuacin que representa el proceso es:

P b O z +4HC1>PbCI 2 + Cl 2(g) + 2 H 2 0

a) Indica q u tipo de reaccin qumica representa la ecuacin dada. Justifica tu respuesta.

b) Determina cul es el reactivo en exceso y la masa del mismo que queda sin reaccionar.

c) Calcula e l rendimiento de la reaccin.

6. Se hacen reaccionar 375 g de K 2 S 0 3 que contienen 18,0 % de impurezas inertescon 1,20 dm 3 de solucin 3,50 M deHN0 3 , segn la ecuacin:

K 2 S 0 3 + 2 H N 0 3 - ^ 2 K N O 3 + H 2 0 + S0 2 (g )


a) Si el rendimiento de La reaccin es de 90,0%, calcula ia masa de sal que se obtiene.

b) Indica si la ecuacin representa un proceso redox. Justifica tu respuesta.

c) Calcula el volumen d e gas que se obtiene, medido a 20,0 C y 1,50 atm.

7. Al reaccionar 50,0 g de una muestra que contiene 70,0% de KAIO, puro con 2,50 L de hidrgeno gaseoso medidos a 373 K y 1,50 atm, se obtienen 0,065 mol de K O H , segn la ecuacin:

2 KAIO., + 3 H 2 (g) >2 Al + 2 FLO + 2 KOH

a) Indica si es correcto afirmar que el gas hidrgeno es la forma reducida del agente reductor. Justifica tu respuesta.

b) Determina el nmero de moles iniciales del reactivo en exceso e identifcalo.

c) Calcula el rendimiento de la reaccin.

8. A l hacer reaccionar 8,80 g de N 2 0 con 18,6 g de una muestra que contiene 80,0% de Co(OH)2 puro, se obtienen 7,44 g de cobalto, segn la ecuacin:

N 2 0 + Co(OH),>2NO(g) + H 2 0 + Co

a) Indica con su frmula cul es la forma reducida del agente oxidante.

b) Determina si el N20 reacciona totalmente. Justifica tu respuesta.

c) Calcula el nmero total de moles de cobalto que s obtienen.

9. Se hacen reaccionar 142 g de una muestra de CaC0 3 que contiene 35,0 g de impurezas inertes, con 600 cm 3 de solucin 2,5 M de H , S 0 4 , segn la ecuacin:

CaC0 3 + H 2 S0 4 ->CO 2 (g) + CaS0 4 + H , 0

El rendimiento de la reaccin es del 85,0%. a) Determina el porcentaje de pureza de la muestra de CaCO,. b) Calcula cuntos moles de sal se obtienen. c) Calcula qu volumen de CO, (g) se obtendra en CNPT. d) Si se utiliza la mitad del volumen de la solucin de cido

sulfrico, manteniendo las dems condiciones, indica si la masa de sal que seobtiene aumenta/disminuye/no cambia

10. 100 g de una muestra de BaC0 3 (80,0% de pureza) se hace reac con 240 cm 3 de solucin 3,00 M de H 2 S0 4 . La ecuacin es:

BaC0 3 + H,S0 4 >BaS04 + C0 2 (g) + H 2 0

El rendimiento de la reaccin es del 80,0%. a) Identifica el reactivo limitante y calcula cuntos moles del

mismo hay en el sistema inicia!. b) Calcula cuntos moles de BaS0 4 se obtendrn. c) Determina el volumen de CO, que se obtiene si se recoge en

un recipiente a 40,0 C y 2,00 atm. d) Si se usara la mitad del volumen de solucin de sulfrico,

manteniendo todas las dems condiciones, indica si la masa de sal obtenida sera mayor/igual/menor. Justifica tu respuesta.

11. Se hacen reaccionar 37,2 g de antimonio (82,0% de pureza) con 700 cm 3 de solucin acuosa al 9,40% m/V de H N 0 2 , segn la ecuacin:

Sb + 5 H N 0 2 >5 NO (g) + H 3 Sb0 4 + H 2 0

a) Indica si el antimonio acta como agente oxidante o reductor y seala el cambio que se produce en su nmero de oxidacin.

b) Identifica al reactivo en exceso e indica cuntos moles del mismo se usan en la reaccin.

c) El gas producido por la reaccin se recoge a 32,0 C en un recipiente rgido de 25,0 dm 3 donde ejerce una presin de 1,00 atm. Calcula el rendimiento de la reaccin.

d) Si se utilizara la misma masa de otra muestra de antimonio que contiene 10,0% de impurezas, manteniendo todas las dems condiciones, seala si la presin jyercida por el gas obtenido sera mayor/igual/menor. Justifica tu respuesta.

12. Se hacen reaccionar 140 g de una muestra de silicio, que contienen 12,5% de impurezas inertes, con 1,75 dm 3 de solucin de NaOH 1,00 M y exceso de agua. La ecuacin es:

Si + 2 NaOH + H 2 0 *Na,Si0 3 + 2 H 2 (g)

y se obtienen 33,5 d m 3 de hidrgeno medidos en CNPT. a) Identifica cul es el reactivo limitante y cuntos moles del

mismo hay en el sistema inicial. b) Calcula el rendimiento de la reaccin.


c) Identifica el agente reductor e indica el nmero de oxidacin que presenta su forma oxidada.

d) Si se empleara el mismo volumen de otra solucin de NaOH 5,00% m/V, manteniendo todas las dems condiciones, seala si el volumen de gas obtenido sera mayor/menor/igual. Justifica tu repuesta.

13. Se hacen reaccionar 80,0 g de una muestra de fsforo (70,0% de pureza), con 2,50 dm 3 de solucin acuosa de cido ntrico 2,00 M , segn la ecuacin:

5 H N 0 3 + P *H 3 P0 4 + 5 NO, (g) + H 2 0

a) Identifica el agente reductor e indica el nmero de oxidacin que presenta en su forma reducida.

b) Indica cul es el reactivo limitante y cuntos moles del mismo hay en el sistema inicial.

c) Si el rendimiento es del 75%, calcula el volumen de gas que se recoger en CNPT.

d) Si se usara el mismo volumen de una disolucin 12,6% m/V de HNO3, manteniendo todas las dems condiciones, seala si el volumen de gas obtenido sera mayor/igual/menor.

14. Reaccionan 220 g de dixido de plomo (80,0% de pureza) con 320 cm 3 de solucin acuosa al 40,0% m/V de HC1, segn la ecuac in:

Pb0 2 + 4 H C l - > p D C l 2 + CI 2 (g) + 2 H 2 0

a) Indica si el gas cloro es la forma oxidada o reducida, sealando el cambio que se produce en su nmero de oxidacin.

b) Identifica al reactivo en exceso y calcula cuntos moles del mismo quedan sin reaccionar.

c) Si el rendimiento de la reaccin es del 80,0%, determina qu volumen de gas se obtendr a 20,0Cy 2,00 atm.

d) Si se utilizara la misma masa de otra muestra de dixido de plomo que contiene 25,0% de impurezas, manteniendo todas las dems condiciones.seal si la presin ejercida por el gas obtenido sera mayor/igual/menor.


15. A l hacer reaccionar 280 g de silicio, que contienen 25,0% de impurezas inertes, con 3,50 dm3 de solivin 2,00 M de NaOH y exceso de agua, segn la ecuacin:

Si + 2 NaOH + H 2 0 > Na 2 Si0 3 + 2 H 2 (g)

se obtienen 127 dm 3 de hidrgeno medidos en CNPT. a) Identifica al agente reductor e indica el nmero de oxidacin

que presenta su forma reducida. b) Indica cul es el reactivo limitante y cuntos moles del mismo

hay en el sistema inicial. c) Calcula el rendimiento de la reaccin. d) Si se usara el mismo volumen de una solucin 10,0% m/V de

NaOH, manteniendo todas las dems condiciones, seala si el volumen de gas obtenido sera mayor/igual/menor. Justifica tu respuesta.

16. Se hacen reaccionar 100 g de una muestra de xido ferroso (95,0% de pureza) con exceso de solucin acuosa 1,00 M de H N 0 3 , segn la ecuacin:

FeO + 2HN0 3 >Fe(N0 3 ) 2 + H 2 0


b) Calcula el volumen de la solucin usada que es necesario para reaccionar estequiomtricamente con todo el FeO contenido en la muestra.

c) Si el rendimiento de la reaccin es del 90,0 %, determina la masa de sal que se obtendr.

d) S se utilizaran 2,64 dm 3 de solucin de H N 0 3 0,500 M . manteniendo todas las dems condiciones, seala si la nasa de sal obtenida sera mayor/igual/menor.

17. Reaccionan 100 g de una muestra de mineral de cobre que contiene 80,0% de cobre con 2,5 L de solucin acuosa 0,100 M de H N 0 3 , segn la ecuacin:

3Cu + 8 H N 0 3 3 C u ( N 0 3 ) 2 + 2 NO (g) + 4 H 2 0 a) Identifica en la sustancia que se reduce el elemento que cambia

su nmero de oxidacin y seala dicho cambio.


b) Determina si el cobre de la muestra reacciona totalmente. Justifica tu respuesta.

c) Si se obtienen 1,60 g de NO, calcula el rendimiento de la reaccin.

d) Si se utilizara la misma masa de otra muestra de cobre con 40,0% de impurezas inertes, manteniendo todas las dems condiciones, seala si la presin ejercida por el gas obtenido sera mayor/igual/menor que en el caso anterior.

18. En un recipiente cerrado reaccionan 100 g de una muestra de hierro (70,0% de pureza) con exceso de solucin acuosa 1,45 M de HC1, segn la ecuacin:

2Fe + 6HC1^2FeCl 3 + 3H 2 (g )


b) Calcula el volumen de la solucin de HC1 necesario para reaccionar estequiomtricamente con todo el Fe presente en la muestra.

c) Si el rendimiento de la reaccin es del 80,0%, determina la masa de sal que se obtendr.

d) Si se utilizaran 2,60 L de solucin de FIC11,20 M , manteniendo todas las dems condiciones, seala si la presin ejercida por el gas obtenido sera mayor/igual/menor.

19. Se hacen reaccionar en un recipiente cerrado 400 g de una muestra de carbonato de calcioque contiene 1,5% de impurezas-inertes con 500 cm 3 de solucin acuosa 1,50 M de HC1, segn la ecuacin:

CaC0 3 + 2 HC1 > CaCl 2 + CO-, (g) + FLO

a) Seala si en la reaccin el nmero de oxidacin del cloro aumenta/disminuye/no cambia.

b) Determina si el CaC03 de la muestra reacciona totalmente. Justifica tu respuesta.

c) Si se obtienen 37,5 g de CaCl2, calcula el rendimiento de la reaccin.

d) Si se utilizaran 100 g de la muestra de carbonato de calcio manteniendo todas las dems condiciones, seala si la presin ejercida por el gas obtenido sera mayor/igual/menor que en el caso anterior.

fe] 4

20. 250 g de una muestra de CuO que contiene 48,0 g de im inertes reaccionan con exceso de solucin de H N 0 3 6,00 M , se la ecuacin:

CuO + 2HN0 3 >Cu(N0 3 ) 2 + H 2 0 (g)

a) Determina el porcentaje de pureza de la muestra de CuO.

b) Calcula el rendimiento de la reaccin si se obtienen 2,30 moles

de sal. c) Calcula la presin que ejercer el agua gaseosa obtenida, si se

la recoge a 120C en un recipiente rgido de 30,0 dm 3 . d) Si se emplearan 500 cm 3 de otra solucin de H N 0 3 9,00 M ,

determina si igualmente reaccionara todo el xido de cobre. Justifica tu respuesta.

S e aborda aqu, el concepto de equilibrio qumico, los factores que pueden afectarlo y la forma cuantitativa de analizar este singular tipo de si tuacin. Confluyen en este estudio gran parte de los conocimientos adquiridos a lo largo del curso, que deben ser utilizados para interpretar las diferentes situaciones planteadas.

Para resolver los problemas y ejercicios que se presentan a cont inuac in , es necesario que hayas adquirido, adems , los conocimientos de los siguientes temas del programa:

Reacciones reversibles e irreversibles. Caractersticas del equilibrio qumico. Constante de equilibrio de una reaccin. Factores del equilibrio qumico: concentracin de reactivos y

productos, temperatura y presin. Evolucin de un sistema hacia el equilibrio. Principio de Le Chatelier.

Encontrars, tambin, una serie de consignas y preguntas que es importante responder antes de comenzar la tarea.

Qu significa que un sistema se encuentre en equilibrio? Menciona las caractersticas del equilibrio.

Escrib la expresin de Kc y compara distintos valores de la misma.

Cmo puede determinarse el sentido de una reaccin qumica? Relaciona Qc y K c .

Enuncia el principio de Le Chatelier. Explica los factores que puedan desplazar la posicin de un

equilibrio e indica cul de ellos hace variar el valor de Kc. Interpreta la evolucin del sistema en cada caso.

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Explica los distintos tipos de reacciones qumicas desde el punto de vista termoqumico.


A cont inuacin, te presentamos una serie de problemas y ejercicios que te posibilitarn aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de la cursada. Esperamos que no slo, llegues a los resultados que encontrars en el l t imo captulo, sino que despliegues y comprendas la importancia de desarrollar tus propias estrategias de aprendizaje.

Ten en cuenta que, cuando justifiques, se pretende una explicacin lo ms detallada posible, utilizando conceptos tericos, acerca del hecho o fenmeno mencionado en la consigna. Estas justificaciones no las encontrars en las respuestas que nosotros te proporcionamos, ya que se espera que sean elaboraciones tuyas, producto de tus aprendizajes.

- ,

1. A la temperatura T se coloca, en un recipiente rgido de 1,00 dm 3, una mezcla gaseosa formada por 3,00 mol de H ,0 , 1,00 mol de CO,, 1,50 mol de O, y 2,00 mol de CFf,. Se deja que el sistema alcance el equilibrio representado por:

C H 4 + 2 0 2 ( g ) < - 2 H : 0 ( g ) + CO, g ) Kc(T) 27,78

a) Indica en qu sentido evoluciona el sistema para llegar al equilibrio.

b) Calcula la concentracin molar del oxgeno en el sistema final, sabiendo que en el equilibrio el recipiente contiene 3.80 mol de agua.

c) Representa grficamente la concentracin molar del CH 4 en funcin del tiempo, indicando claramente los valores numricos correspondientes al estado inicial y al de equilibrio.

2. E n un recipiente rgido de 10,0 dm3 se coloca una mezcla de 1,84 mol de nitrgeno gaseoso y 1.02 mol de oxgeno gaseoso. Se calienta hasta la temperatura T, establecindose el equilibrio representado por:

N 2(g) + 0 , ( g ) ^ 2 N O ( g )

Se verifica que en esas condiciones han reaccionado 0,0200 mo

N 2 (g) . a) Calcula Kc a la temperatura T. b) Determina el nmero de moles de oxgeno gaseoso presentes

en el equilibrio. c) Si al sistema en equilibrio se le agrega 0,500 mol de N , (g),

indica (sin realizar clculos) si la concentracin de 0 2 (g) aumenta/disminuye/no cambia. Justifica tu respuesta.

3. A la temperatura T se coloca, en un recipiente rgido de 3,00 L, 2,00 mol de H 2 0 (g). El sistema evoluciona hasta alcanzar el equilibrio, representado por:

2HjO(g) ^ 2 H 2 (g) + 0 , (g ) Se verifica que en el equilibrio la [O,] = 0,100 M .

a) Calcula Kc a la temperatura T. b) Determina el nmero de moles de hidrgeno gaseoso presentes

en el equilibrio. c) Representa grficamente la concentracin molar de agua

gaseosa en funcin del tiempo, indicando claramente los valores numricos correspondientes al estado inicial y al de equilibrio.

4. En un recipiente de 5,00 dm 3 se coloca una mezcla gaseosa compuesta por 0,500 mol de CO, 0,500 mol de oxgeno y 0,500 mol de C0 2 . Se calienta el sistema que, a los 80,0 C, alcanza el equilibrio, representado por:

2 C O ( g ) + 0 2 ( g ) ^ 2 C 0 2 ( g ) Kc = 66,7

a) Indica en qu sentido evoluciona el sistema inicial para llegar al equilibrio. Justifica tu respuesta.

b) Determina el nmero de moles de CO presentes en el sistema final, sabiendo que ( C O , ] e q = 0,140 M .

c) Considerando que la reaccin en estudio es exotrmica, indica cmo se ver afectada la concentracin de CO, (g), si se aumenta la temperatura del sistema. Justifica tu respuesta.

5. En un recipiente de 10,0 dm 3 se mezclan, a una cierta temperatura T, 0,200 mol de N , 0 4 Cg) con 0,400 mol de N O ; (g). El siste

Problemas y ejercicios de aplicación para química001

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