TP Àulico Parte 1

[Escribir texto] UNIVERSIDAD

TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL RÍO

GRANDE Extensión Áulica Ushuaia

Carrera Tecnicatura Universitaria en

Pesquera

Materia: Química General Año: 2010 Guía de Trabajos Prácticos Áulicos

Autor: Dra. Cristina B. Colloca Miguel Davoli Página 1

Trabajo Práctico Áulico N° 1 Discuta con sus compañeros y docente los siguientes puntos...

1. Completar los siguientes cuadros

2. Determine cuántas fases y componentes hay en los siguientes ejemplos de S.M. Justifique sus respuestas. Agua con arena (F: .......C: ........) ................................................................................................................................................ Agua con 6 cubitos de hielo (F: ...... C: .......) ................................................................................................................................................ Un trozo de carbón (F:.......C:......) ................................................................................................................................................ Agua con 3 cubitos de hielo (F: ...... C: .......) ................................................................................................................................................

3. Lea y analice con detenimiento los siguientes ejemplos:

Se tienen dos S.M., A y B (A)Azufre en polvo (B) Agua destilada

Al sistema A se le agrega CS

2 (sulfuro de carbono) hasta completar el volumen del

recipiente, y al B una pequeña cantidad de sal de cocina. Luego se mezclan para dar un sistema final C. Considerando que el CS

2 y el agua son inmiscibles entre sí, y que el

azufre no se disuelve en agua pero sí en el CS2, dibuje el sistema material C y seleccione

la opción que considere correcta para describir al sistema. a) 4 fases, 2 componentes. b) 2 fases, 2 componentes. c) 2 fases, 4 componentes. d) 4 fases, 4 componentes





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4. Un químico tomó tres balones de vidrio (A), (B) y (C) de igual volumen, con válvula de cierre. En los dos primeros colocó 250 mL de agua y en el tercero 1 mL de agua. Los sumergió en un gran baño termostático conteniendo nieve carbónica (CO

2) pulverizada a

-78 °C para solidificar la masa de agua y eliminó e l aire conectándolos a una bomba de vacío. Cuando alcanzaron la misma temperatura del baño cerró las válvulas que los conectaban a la bomba de vacío. Posteriormente, introdujo los balones en baños térmicos a diferentes temperaturas: Balón 1 en un baño a 0 °C . Balón 2 en un baño a 25 °C . Balón 3 en un baño a 110 °C . Luego de un tiempo prolongado cuando cada balón alcanzó la temperatura del baño térmico observó las siguientes situaciones: En el balón (1) la masa de agua sólida se fundió parcialmente, en el balón (2) la masa de agua sólida se fundió totalmente y en el balón (3) la masa de agua sólida se evaporó totalmente. Dibuje el estado final de los balones. Recordando que tiene un sólo componente indique el número de fases que observa a simple vista (imagen macroscópica) y el número de fases (imagen microscópica) que puede deducir y/o predecir de acuerdo con sus conocimientos. Consulte con el docente.

5. Identifique si los siguientes ejemplos corresponden a sustancias puras o a mezclas, en este último caso indique los componentes que la forman: a) el aire d) la tierra b) el agua e) jugo de naranja c) un diamante f) dióxido de carbono

6. En un recipiente abierto se coloca un trozo de hielo (a –20°C ) y se calienta con un mechero observándose la siguiente variación de temperatura en función del tiempo:

a) Indique lo que sucede en cada uno de los puntos A, B, C, D y E b) Describa los cambios del sistema entre los puntos A → B, B → C, C → D y D → E.

7. En un laboratorio de enseñanza se realizó la siguiente experiencia: Se rotularon dos

recipientes de vidrio A y B, en ellos se colocaron muestras acuosas provenientes de dos botellas diferentes. Con los materiales adecuados se realizó el calentamiento de las muestras hasta la desaparición del líquido. Se observó que en el vaso A no había residuo alguno, mientras que en el B, aparición una sustancia blanca formando pequeños cristales cuyo análisis de laboratorio dio como resultado que se trataba de NaCl. Clasifique, en base a su análisis de la experiencia, a los S.M. iniciales y finales

8. I. ¿Ha comprobado que un cuerpo macizo de hierro arrojado al agua se hunde? ¿Siempre?

II. ¿Que piensa de la explicación: "eso ocurre porque el hierro es más pesado que el

agua"? ¿Conoce alguna mejor? III. ¿Qué concepto más correcto sugeriría para reemplazar al de “peso del hierro” en la

explicación anterior? IV. ¿Cómo se explica el hundimiento del hierro mientras que la madera flota en el agua?





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V. ¿Por qué un barco no se hunde? • Confronte sus respuestas con las de sus compañeros

9. La captura de peces lleva a la utilización de redes que se ubican en el paso de los

mismos y así retenerlos. Las mismas están construidas con una maya de material, al cual se le adosan bochas y pesas. Estas permiten mantener las mismas a una determinada profundidad. En que propiedad de los cuerpos se basa esta técnica, discuta con sus compañeros esta situación.

10. Las bochas usadas en la construcción de las redes de pezca poseen distintitos volúmenes. Para determinar el volumen de los mismo se utiliza sumergir los mismos en un recipiente graduado (marcado= y observando la variación de volumen. Busque en que principio físico de basa esta medida y determine los volúmenes de las siguientes mediciones Si se tuviera que suspender una red de m de largo a una profundidad de 6 m, cuantas pesas y bochas debería utilizar, en base a que propiedad de los cuerpos basaría el calculo de su volumen y peso. Determínelo.

12. Un litro de agua tiene una masa de 1 kg. Si se tiene un sistema formado por un litro de agua, otro formado por 15 litros de agua y otro por 120 litros de agua, ¿De cuántos kg será la masa de cada sistema?

13. Los siguientes cubos tienen el mismo volumen, pero diferentes masas. ¿Cuál es el más denso y cuál el menos denso?.

Coloque imaginariamente estos cubos en un recipiente con agua, ¿cuál/es flotaría/n? Explique ¿Qué pasaría con la densidad, si tenemos ahora cubos que tienen las misma masa y diferentes volúmenes?

14. ¿Qué cantidad de calor en joules se requiere para elevar la temperatura de 205 g de

agua de 21,2 °C a 91,4 °C? Dato: calor específico d el agua = 4,18 J / g . °C.

15. ¿Cuánto calor se debe eliminar de 25,9 gramos de agua a 60,0 °C para disminuir su

temperatura a 10,0 °C? Exprese su respuesta en joul es y calorías.

16. ¿Cuántas calorías de calor se requieren para elevar la temperatura de 50,0 g de plata (calor específico 0,0564 cal / g. °C ) de 20,0 °C a 50,0 °C.

17. ¿Cuánta energía en joules se libera cuando 100,0 g de aluminio (calor específico 0,900 J / g . °C ) se enfrían de 100,0 °C a 30,0 °C ?

18. Si 150 gramos de agua líquida a 100 °C se mezcl an con 250 gramos de agua a 10,0 °C en un recipiente aislado, ¿cuál será la temperatura final de la mezcla?





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19. ¿Cuánta agua a 80,0 °C se debe mezclar en un re cipiente aislado con 1,00 litro de agua a 15,0 °C, para que la temperatura de la mezcla sea de 30,0 ° C ?

20. Si 75,0 gramos de metal a 75,0 °C se agregan a 150 gramos de agua a 15,0 °C, la temperatura del agua se eleva a 18,3 °C. Consideran do que no se desprende calor al ambiente, ¿ cuál es el calor específico del metal?

21. ¿ Cuánta energía (en kilojoules) se requiere para transformar 10,0 g de hielo a -10 °C en vapor a 100 °C ? Este problema implica cambios de fase, por ende, la resolución implica varios pasos. a) Calcular primero la energía necesaria para elevar la temperatura de 10,0 g de hielo de -10,0 °C a 0 °C, un cambio de 10 °C. El calor espec ífico del hielo es 2,03 J / g °C. b) Utilizar el calor de fusión del agua 335 J / g, para obtener la energía necesaria para fundir la masa de hielo dada a 0 °C. [Nota: El ∆H de fusión del hielo será discutido en materias posteriores]. c) Calcular el calor necesario para elevar la temperatura del agua en 100 °C ( es decir, 100 °C - 0 °C ). El calor específico del agua es 4, 18 J / g. °C. d) Calcular la cantidad de calor requerida para transformar el agua líquida a 100 °C en agua vapor a 100 °C. El calor de vaporización del a gua es 40,7 kJ / mol o 2,26 kJ / g. e) Sumar todos los valores calculados en kJ. ( le damos los valores de energía calculados y Ud. debe plantear las ecuaciones correspondientes ). • Para elevar la temperatura del hielo de - 10 °C a 0 °C • Para transformar el hielo en agua líquida • Para elevar la temperatura del agua de 0 °C a 100 °C • Para transformar el agua en vapor





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Trabajo Práctico Áulico N° 2

1. Dados los siguientes elementos: a) Azufre (Símbolo S; Z = 16) b) Calcio (Símbolo Ca; Z = 20),

Escribir su configuración electrónica e indicar grupo y periodo al que pertenecen.

2. Escriba la configuración electrónica del estado fundamental de cada uno de los siguientes elementos: N, Ba, Fe, Sn, Cl, Br, Kr, Ne

3. Completar el siguiente cuadro teniendo en cuenta que se puede estar frente a un ión, o un elemento:

Símbolo Cantidad de

Protones Cantidad de Neutrones

Cantidad de Electrones

Número de Masa (A)

Número Atómico

Carga Neta

K 22 18 41 N 8 10 15 I 54 129 53 P 15 32 0

Ca 21 18 41 4. Los elementos en la naturaleza se encuentran en distintas formas isotópicas con

diferentes abundancias naturales. Dado los siguientes elementos indicar cuales corresponden a isotopos de un mismo elemento. 5

11X , 7 15X, 19

39X, 22 47X, 7

14X, 19 40X, 22

49X, 5 10X, 19

41X.

5. Determine si cada una de las siguientes configuraciones electrónicas representa el estado fundamental o un estado excitado del átomo dado

a) b) 1s 2s 2p 1s 2s 2p

c) d)

1s 2s 2p 1s 2s 2p 6. Cada una de las siguientes configuraciones de nivel de valencia es posible para un

átomo neutro de un cierto elemento. De qué elemento se trata y qué configuración representa el estado fundamental?

a) b) 3s 3p 3s 3p

c) d) 3s 3p 3s 3p 7. Cuántos electrones no apareados están previstos en la configuración del estado

fundamental de cada uno de los siguientes átomos Pb, Cd, Br, N, C 8. Sobre la base de su conocimiento de la periodicidad, ubique cada uno de los

siguientes grupos de elementos en orden de energía de ionización decreciente. JSR. a) Se, O, Te; b) Pb, Ba, Cs; c) F, Br, I.

9. Ordene los elementos en cada uno de los siguientes grupos en orden de radio atómico decreciente: a) S, Cl, Si; b) Co, Ti, Cr; c) Zn, Hg, Cd; d) Sb, Bi, P

10. Ubique los siguientes iones en orden creciente de radio iónico : S-2 , Cl- , P-3 11. Cuál de los iones de cada uno de los siguientes pares posee el mayor radio: a) Ca+2 ,

Ba+2 ; b) As-3 , Se-2 ; c) Sn+2 , Sn+4 12. Cuál de los elementos de cada uno de los siguientes pares de elementos tiene mayor

afinidad electrónica: a) F, O; b) N, C; c) Cl, Br; d) Si, Pb; e) Li, Na





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13. Complete las siguientes ecuaciones nucleares: 14. Determine la constante de desintegración para a) tritio, t½ = 12,3 años, b) litio 8, t½ =

0,84 seg.; c) nitrógeno 15 t½ = 10,0 min. 15. Determinar la vida media de a) potasio 40, k= 5,3 x 10-10 años-1; b) cobalto 60, k=

0,132 años-1, c) nobelio 255, k= 3,85 x 10-3 s-1 16. Un químico quería estudiar el mecanismo de la siguiente reacción de hidrólisis del

éster orgánico acetato de metilo:

La pregunta que surge es si el átomo de oxígeno presente en el producto metanol deriva del acetato de metilo inicial o del agua agregada. Proponga un experimento que utilice isótopos que le permitirían al químico determinar el origen del átomo de oxígeno





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Autor: Dra. Cristina B. Colloca Lic. César Ballan Miguel Davoli Página 9


1. Dibujar el diagrama de Lewis de los siguientes compuestos

Fosfina (PH3) Trióxido de azufre (SO3)

Óxido férrico (Fe2O3)

Sulfuro de hidrógeno (H2S)

Dióxido de carbono (CO2)

Fluoruro de aluminio (AlF3)

Nitrógeno molecular (N2)

Cloruro de calcio (CaCl2)

Pentóxido de dicloro (Cl2O5)

Óxido de potasio (K2O)

2. Cuáles de las siguientes moléculas son excepciones a la regla del octeto de Lewis?

a) CO2, b) BeF2, c) SO3

3. Cuáles de las siguientes moléculas no contienen un doble enlace? a) N2, b) CO2, c) C2H4, d) NO2, e) SO3

4. La ingestión de ácido oxálico, H2C2O4, que se encuentra en diversas verduras y otras

plantas, puede producir náuseas, vómitos y diarrea. Tomando en exceso, puede ser tóxico. Trace la estructura de Lewis de la molécula. Suponga que la estructura de esqueleto se describe con HO2CCO2H.

5. Mediante la figura A y las tendencias en los radios covalentes y metálicos, explique la tendencia de electronegatividad a aumentar de izquierda a derecha en un renglón de la tabla periódica.

6. Cuál de los siguientes átomos es el más electronegativo? S, As, P, Se, Cl, Br

7. Deduzca la geometría en torno al átomo central de las siguientes moléculas o iones:

a) PH3, b) ICl3, c) PO4-3, d) SO4

=, e) MnO4-

8. Con frecuencia, los mismos elementos forman compuestos con moléculas de formas muy

distintas. Deduzca la geometría en torno al átomo central de las siguientes moléculas o iones: SnF2, SnF3

-, SnF4, SnF62-

8. Agrupar las siguientes moléculas según su geometría (planas, lineales, tetraedras)

SO3, CH4, BH3, CO2, SiF4, H2O, C2H2, PF3

9. Explique por qué la molécula del CH3Cl es polar, pero no la del CCl4

10. Cuál de las siguientes moléculas deben ser polares? CH3OH, CO2, H2O, CH3OCH3, CH3CO2H

11. Para cada una de las siguientes propiedades, escriba un compuesto binario sólido que la presente: a) Conduce la electricidad en estado sólido b) Es un aislante c) Es un semiconductor d) Tiene un punto de fusión muy alto e) Tiene un punto de fusión bajo f) Los electrones entre los átomos del compuestos en forma desigual

12. Muchos compuestos covalentes tienen olores muy característicos, como el H2S que desprenden los huevos podridos, y el CH3CO2H del vinagre. Los compuestos iónicos





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como el NaCl y el Al2O3no tienen olor. Cuál es la diferencia entre las propiedades físicas de los compuestos iónicos y covalentes, a la que se puede deber el olor?

13. Porque si se dispone de un bloque de NaCl este no conduce la corriente eléctrica, pero si se disuelve en agua si ocurre la conducción.

14. Explique porque cuando mezcla aceite y agua estos dos líquidos no mezclan

15. Explique porque el alcohol etílico y el agua forman un mezcla homogénea

16. Cada vez que un pez es capturado, con la muerte de mismo comienzan una serie de

procesos que llevan a la destrucción de varias de sus macromoléculas. Una de ellas son las proteínas, estas son polímeros de amino ácidos (a.a.) que poseen distintas funciones de acuerdo a sus estructuras (primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria). Dichas funciones pueden ser Estructural (colágeno y queratina), Reguladora (insulina y hormona del crecimiento), Transportadora (hemoglobina), Defensiva (anticuerpos),Enzimática (sacarasa y pepsina), Contráctil (actina y miosina). La estructura primaria establece como y que tipos de a.a. se unen para formar la cadena polipéptida. La secundaria es el plegamiento de la misma. La terciaria es debido al plegamiento en el espacio. La cuaternaria es el plegamiento de más de una cadena polipéptida. La destrucción debida a Buscar las estructuras de los a.a. y establecer en base a las mismas la estructura secundaria de la proteína.

17. Una de las más comunes intoxicaciones que ocurren debido al consumo de moluscos se debe a un grupo de toxinas marinas. Una de ellas (toxinas paralizantes) poseen como esqueleto patrón del cual derivan todo el conjunto, la que se escribe a continuación Teniendo en cuenta su estructura y que su medio de extracción a un pH en el cual los grupos N se encuentran protonados y los grupos COOH libre se encuentran desprotonados. Justifique, cuál de los siguiente (agua, CCl4) es más correcto su extracción





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1. Calcule el número de moles presentes en: a) 10 g de carbonato de Calcio. b) 14 g de Hierro c) 24,5 g de formaldehído H2CO d) 34 g de sacarosa C12H22O11. e) 33,5 g de ácido acético CH3COOH.

2. Si sobre un pedazo de papel que pesa 0,2401 g se estampa una firma con lápiz de grafito y luego de la firma el papel pesa 0,2410 g, indique cuántos átomos de Carbono contiene dicha firma.

3. Cuántos átomos de Na hay en 284 g de Na2SO4? 4. Cuántos átomos contiene un cubo de aluminio de 1,5 cm de arista y densidad 2,7 g/ml 5. De que tamaño sería un cubo de Fe que contenga el mismo número de átomos que el del

problema anterior? Densidad del Fe = 7,86 g/ml 6. Calcular el volumen en litros que ocupan 7,40 g de amoníaco (NH3) en CNPT. 7. Calcular el volumen en litros que ocupan 49,8 g de cloruro de hidrógeno (HCl) en CNPT. 8. Cuál es la máxima masa de Al(OH)3 que podrá prepararse por reacción de 13,4 g de AlCl3

con 10,0 g de NaOH según la siguiente reacción:

AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3 NaCl

9. Al calentar clorato de potasio (KClO3) se forma Cloruro de potasio (KCl) y oxígeno molecular (O2). Si se descomponen 250 g de KClO3, calcular: a) la masa de KCl que se forma; b) el volumen de oxígeno que se obtiene en CNPT.

10. En la reacción del aluminio con el ácido clorhídrico se desprende hidrógeno. Se colocan en un matraz 30,0 g de Al de 95 % de pureza y se agregan 100 cm³ de ácido clorhídrico comercial (35 % m/m, densidad 1,17 g/cm³). a) Indicar cuál es el reactivo limitante; b) Calcular el volumen de hidrógeno obtenido a 0 ºC y 760 mmHg

11. Una muestra de 1,42 g de acetiluro de calcio (CaC2) impuro reacciona con agua dando Hidróxido de calcio y acetileno (C2H2, gas). Si se obtienen 390 dm³ de acetileno a 15 ºC y 748 mm Hg, calcular: a) los moles de gas obtenidos; b) el porcentaje de acetiluro de calcio en la muestra.

12. Calcular la molaridad de una solución preparada disolviendo 23,4 g de sulfato de sodio en agua hasta obtener un volumen de solución de 125 ml.

13. Calcular la masa de soluto en gramos presentes en 0,200 litros de cada una de las siguientes soluciones: a) HCl 0,514 M b) Ca(OH)2 0,010 N c) MgSO4 . 7 H2O 3,0 M d) H3PO4 2,25 N Nota: Para los items a y b considerar neutralización completa, para el item d neutralización parcial hasta el segundo próton

14. Una solución acuosa de cloruro férrico, preparado a partir de FeCl3. 6 H2O contiene 35 ppm de iones férricos por litro. ¿Cuál es la normalidad de la disolución respecto al cloruro férrico?(tenga en cuenta una reacción con AgNO3)

15. Calcular el volumen de solución de ácido clorhídrico 37 % m/m, densidad 1,17 g/cm³ que se necesitan para prepara las siguientes soluciones: a) 0,100 l de solución 2,5 M; b) 0,100 kg de solución 2,50 molal; 0,100 kg de solución 20 % m/m.

16. La densidad de una solución acuosa de sulfato de cinc 1,245 M es 1,193 g/cm³ a 15 ºC. Calcular: a) el % m/m de ZnSO4 en la solución; b) la fracción molar de ZnSO4.

17. Cuántos ml de una solución de H2SO4 3,0 M se requieren para preparar 0,450 l de ácido sulfúrico 0,10 M?





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Autor: Dra. Cristina B. Colloca Página 13


1. Determine la presión final cuando (a) se transfieren 7,5 ml de criptón a 2,00 x 105 kPa a un recipiente de volumen 1,0 litros; (b) se comprimen 54,2 cm3 de O2 643 Torr hasta 7,8 cm3. Considere que la temperatura es constante.

2. (a) suponga que se transfieren 4,00 litros de metano a una presión de 800 Torr a un recipiente de volumen 3,20 litros. Cuál es la presión final del metano si el cambio ocurre a temperatura constante? (b) Se comprime un gas orgánico fluorado en un cilindro desde un volumen inicial de 936 ml a158 Pa hasta 468 ml a la misma temperatura. Cuál es la presión final?

3. Se tiró un tubo de aerosol de 250 ml a 25 °C y 1,10 atm en un incinerador. Cuando la temperatura dentro del tubo alcanzó 625 °C, el tubo explotó. Cuál fue la presión en el tubo justo antes de que explotará, si se supone que alcanzó la máxima presión a esa temperatura?

4. Un recipiente de almacenamiento de gas hidrógeno para exteriores con un volumen de 300 m3 está a 1,5 atm y 10 °C a las 2:00 de la mañana. A las 2:00 de la tarde la temperatura se eleva hasta 30 °C. Cuál es la nueva presión de hidrógeno en el recipiente?

5. Un químico prepara una muestra de bromuro de hidrógeno y determina que ocupa 250,0 ml a 65 °C y 500 Torr. Qué volumen ocuparía a 0 °C a la misma presión?

6. Un globo de helio posee un volumen de 22,5 litros, cuando la presión es 0,951 atm y la temperatura es 18 °C. Se enfría el globo a una p resión constante hasta que la temperatura es -15 °C. Cuál es el volumen del globo en esta etapa?

7. Le informan que 35,5 ml de xenón ejercen una presión de 0,255 atm a 45 °C. (a) Qué volumen ocupa la muestra a 1 atm y 298 K? (b) Qué presión ejercería si fuera transferida a un frasco de volumen 12,0 ml a 20 °C? (c) Calcule la temperatura necesaria para que el xenón ejerza una presión de 5,00 x 102 Torr en el frasco.

8. (a) un frasco de 125 ml contiene argón a 1,30 atm y 77 °C. Qué cantidad de Ar está presente (en moles)? (b) Un frasco de 120 ml contiene 2,7 µg de O2 a 17 °C. Cuál es la presión (en Torr)? (c) Un frasco de 20,0 litros a 215 K y 20 Torr contiene nitrógeno. Qué masa de nitrógeno está presente (en gramos)? (d) Una muestra de 16,7 g de criptón ejerce una presión de 1,00 x 102 Torr a 44 °C. Cuál es el volumen del recipiente (en litro)? (e) Una ampolla de 2,6 µl de xenón tiene una presión de 2,00 Torr a 15 °C. Cuántos átomos de Xe están presentes?

9. Un equipo doméstico de gasificación de agua emplea cilindros de acero con dióxido de carbono, cada uno con un volumen de 250 ml. Cada cilindro pesa 1,04 kg cuando está lleno y 0,74 kg cuando está vacío. Cuál es la presión del gas (en atm) en un cilindro lleno a 20 °C?

10. El efecto de la alta presión sobre los organismos, incluidos los seres humanos, se estudia para obtener información acerca del buceo a altas profundidades y la anestesia. Una muestra de aire ocupó 1,00 litros a 25 °C y 1,00 atm. Qué presión (en atm) se necesita para comprimir el aire a 239 cm3 a esa temperatura?

11. Se sabe que el monóxido de nitrógeno (NO) actúa como un neurotransmisor. Para prepararse para estudiar su efecto, se recogió una muestra en un recipiente cuyo volumen fue de 250,0 ml. A 19,5 °C, la presión del gas en este recipiente es de 24,5 kPa. Qué cantidad (en moles) de NO se recogió?

12. Qué masa de amoníaco ejercerá la misma presión que 12mg de sulfuro de hidrógeno en el mismo recipiente y con las mismas condiciones?

13. Ordene los siguientes gases en orden de densidad creciente: N2, NH3, NO2. La temperatura y la presión son las mismas para las tres muestras.

14. Cuál es la densidad (en g/l) del cloroformo (CHCl3) vapor a (a) 2,00 x 102 Torr y 298 K; (b) 100 °C y 0,962 atm?





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15. La densidad de un compuesto gaseoso de fósforo es 0,943 g/l a 420 K cuando su presión es de 727 Torr. (a) Cuál es la masa molar del compuesto? (b) Si el compuesto permanece gaseoso, cuál sería su densidad a 1,00 atm y 298 K?

16. Un compuesto empleado en la fabricación del film para envasar alimentos contiene 24,7% C, 2,1% H y 73,2% Cl por masa. El almacenamiento de 3,557 g del compuesto gaseoso en un recipiente de 755 ml a 0 °C produce u na presión de 1,10 atm. Cuál es la fórmula molecular del compuesto?

17. La nitroglicerina es un líquido sensible al impacto que detona por medio de la reacción

4 C3H5(NO3)3 (l) 6 N2(g) + 10 H2O (g) + 12 CO2 (g) + O2 (g)

Calcule el volumen total de los gases producidos a 215 kPa y 275 °C a partir de la detonación de 1,00 lb (454 g) de nitroglicerina.

18. A través de una serie de pasos enzimáticos, el dióxido de carbono y el agua sufre fotosíntesis para producir glucosa y oxígeno de acuerdo a la ecuación

6 CO2 (g) + 6 H2O (l) C6H12O6 (s) + 6 O2 (g)

Dado que la presión parcial del dióxido de carbono en la troposfera es de 0,26 Torr y que la temperatura es de 25 °C, calcule el volumen de aire necesario para producir 10,0 g de glucosa.

19. Una muestra de gas amoníaco de 15,0 ml a 1,00 x 102 Torr y 30 °C se mezclan con 25,0 ml de gas cloruro de hidrógeno a 1,5 x 102 Torr y 25 °C y se lleva a cabo la siguiente reacción:

NH3 (g) + HCl (g) NH4Cl (s)

(a) Calcule la masa de NH4Cl que se forma. (b) Identifique el gas que se encuentra en exceso y determine su presión a 27 °C luego de q ue la reacción se completa (en el volumen combinado de los dos frascos originales).

20. Un recipiente de volumen 22,4 litros contiene 2,0 moles de H2 (g) y 1,0 mol de N2 (g) a 273,15 K. Calcule (a) sus presiones parciales y (b) la presión total

21. Un instrumento consiste en un frasco de 4,0 litros que contiene gas nitrógeno a 25 °C y 803 kPa, conectado mediante una válvula a un f rasco de 10,0 litros que contiene gas argón a 25 °C y 47,2 kPa. Se abre la v álvula y los gases se mezclan. (a) Cuál es la presión parcial de cada gas luego de la mezcla? (b) Cuál es la presión total de la mezcla de gases?

22. La presión total de una mezcla de los gases dióxido de azufre y nitrógeno a 25 °C en un recipiente de volumen 500 ml es de 1,09 atm. Se pasa la mezcla a través de polvo caliente de óxido de calcio, que elimina el dióxido de azufre por medio de la reacción

CaO(s) + SO2 (g) CaSO3 (s)

y luego se transfiere a un recipiente de volumen 150,0 ml, donde la presión es de 1,09 atm a 50 °C. (a) Cuál es la presión parcial de SO2 en la mezcla inicial? (b) Cuál era la masa de SO2 en la mezcla inicial?





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Trabajo Práctico Áulico N° 6 1. El agua se expande cuando se congela. Cuánto trabajo realizan 100 g de agua

cuando se congela a 0°C y hacen estallar una cañerí a de agua que ejerce una presión opuesta de 1070 atm? Las densidades del agua y del hielo a 0°C son de 1,00 g.cm -3 y 0,92 g.cm-3, respectivamente.

2. Cada uno de los cuatro cilindros de un nuevo tipo de motor de combustión tiene una desplazamiento de 2,5 litros (el volumen del cilindro se expande 2,5 litros cada vez que el combustible se enciende) (a) Si cada uno de los pistones en los cuatro cilindros se desplaza con una presión de 1,4 kbar y cada cilindro se enciende un vez por segundo, cuánto trabajo puede hacer el motor en 1 minuto? (b) El trabajo es positivo o negativo respecto del motor y su contenido?

3. Una muestra de gas se calienta en un cilindro al suministrarle 524 kJ de calor. Al mismo tiempo, un pistón comprime el gas y realiza 340 kJ de trabajo. Cuál es el cambio en la energía interna del gas durante este proceso?

4. La energía interna de un sistema aumentó 982 J cuando absorbió 493 J de calor. (a) El trabajo fue realizado por el sistema o sobre él. (b) Cuánto trabajo se realizó?

5. Se coloca en un calentador un gas en un cilindro y gana 5500 kJ de calor. Si el cilindro aumentara el volumen de 345 ml a 1846 ml contra una presión atmosférica de 750 Torr durante este proceso, cuál es el cambio en la energía interna del gas en el cilindro?

6. Un calentador eléctrico de 100 W (1W = 1 J. s-1) opera durante 10,0 min para calentar el gas en un cilindro. Al mismo tiempo, el gas se expande de 2,00 L a 10,00 L contra una presión atmosférica constante de 0,975 atm. Cuál es el cambio en la energía interna del gas?

7. El cambio en la energía interna para la combustión de 1,00 mol de CH4 (g) en un cilindro según la reacción: CH4(g) +2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O (g) es -892,4 kJ. Si un pistón conectado al cilindro realiza 492 kJ de trabajo de expansión debido a la combustión, cuánto calor se pierde desde el sistema (mezcla de la reacción)?

8. (a) Calcule el calor que debe proporcionarse a una olla de cobre de 500,0 g que contiene 750,0 g de agua para elevar su temperatura de 23,0 °C al punto de ebullición del agua, 100,0 °C. (b) Qué porcentaje del calor se usa para elevar la temperatura del agua?

9. Un trozo de metal con una masa de 20,0 g a 100,0 °C se coloca en un calorímetro que contiene 50,7 g de agua a 22,0 °C. La temperatura f inal de la mezcla es de 25,7 °C. Cuál es la capacidad calorífica específica del metal? Suponga que no hay pérdida de energía hacia el entorno.

10. La entalpía de combustión del ácido benzoico, C6H5COOH, que a menudo se utiliza para calibrar los calorímetros es de – 3227 kJ.mol-1. Cuando se quemaron 1,236 g de ácido benzoico en un calorímetro, la temperatura aumentó 2,345 °C. Cuál es la capacidad calorífica del calorímetro?

11. (a) Cuando se congelan 25,23 g de metanol, CH3OH, se liberan 4,01 kJ de calor. Cuál es la entropía de fusión del metanol? (b) Una muestra de benceno vaporizó a 25 °C. Cuando se le proporcionan 37,5 kJ de calor, se vaporizaron 95 g de benceno líquido. Cuál es la entalpía de vaporización del benceno a 25 °C?

12. Cuánto calor se necesita para convertir 80,0 g de hielo a 0,0 °C en agua líquida a 20,0 °C?

13. Un cubo de hielo de 50,0 g a 0,0 °C se agrega a un vaso que contiene 400,0 g de agua a 45,0 °C, Cuál es la temperatura final del si stema?. Suponga que no se pierde calor hacia el entorno.

14. El disulfuro de carbono puede prepararse a partir del coque (una forma impura de carbono) y azufre elemental: 4 C(s) + S8 (s) 4 CS2 (l) ∆H0 = + 358,8 kJ (a) Cuánto calor se absorbe en la reacción de 1,25 mol de S8? (b) Calcule el calor absorbido en la reacción de 197 g de carbono con un exceso de

azufre. (c) Si el calor absorbido en la reacción fue de 415 kJ, cuánto CS2 se produjo?





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15. La oxidación de nitrógeno en el caño de escape caliente de motores a reacción y automóviles sucede por la reacción: N2 (g) + O2 (g) 2NO (g) ∆H0 = + 180,6 Kj (a) Cuánto calor se absorbe en la formación de 1,55 mol de NO? (b) Cuánto calor se absorbe en la oxidación de 5,45 L de nitrógeno medido a 1,00 atm

y 273 K? (c) Cuando se completó la oxidación de N2 a NO en un calorímetro de bomba, el calor

absorbido fue de 492 J. Qué masa de gas nitrógeno se oxidó? 16. La combustión del octano se expresa por la reacción termoquímica:

2 C8H18 (l) + 50 O2 (g) 16 CO2 (g) + 18 H2O (l) ∆H0 = - 5471 kJ (a) Estime la masa de octano que necesitaría quemarse para producir calor suficiente

para elevar la temperatura del aire en una habitación de 3,65 m x 3,65 m x 2,44 m de 40 °F a 78 °F en un día de invierno leve. Use la composición normal del aire para determinar su densidad y presuma una presión de 1,00 atm.

(b) Cuánto calor se liberará de la combustión de 3,78 L de gasolina (si se acepta que es exclusivamente octano)? La densidad del octano es 0,70 g. mL-1.

17. Dos fases sucesivas en la fabricación industrial del ácido sulfúrico son la combustión del azufre y la oxidación del dióxido de azufre a trióxido de azufre. A partir de las entalpías de reacción estándar: S(s) + O2 (g) SO2 (g) ∆H0 = -296,83 kJ 2 S(s) + 3 O2 (g) 2 SO3 (g) ∆H0 = -791,44 kJ Calcule la entalpía de reacción para la oxidación de dióxido de azufre a trióxido de azufre en la reacción: 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)

18. En la fabricación de ácido nítrico por la oxidación de amoníaco, el primer producto es óxido nítrico que luego se oxida a dióxido de nitrógeno. A partir de las entalpías de reacción estándar N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) ∆H0 = +180,5 kJ N2 (g) + 2 O2 (g) 2 NO2 (g) ∆H0 = +66,4 kJ Calcule la entalpía de reacción estándar para la oxidación de óxido nítrico a dióxido de nitrógeno: 2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g)

19. La entalpía de formación estándar del nitrato de amonio es -365,56 kJ.mol-1 a 298 K. Estime su valor a 250 °C.





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Autor: Miguel Davoli Página 18

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