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Anexo – Tarea 3 Estados de agregación y disoluciones Tablas para el desarrollo de los ejercicios Nombres y apellidos:

Jhan Carlos Liscano Yara

Número de estudiante seleccionado:

4

Correo institucional:

[email protected]

Programa académico:

Tecnología en regencia de farmacia

Número de grupo:

201102_361

Nombre del tutor:

Ingrid Dayana soto

Ejercicio 1. Gases Tabla 1. Propiedades y leyes de los gases

1. Balanceo de la reacción y nombre de reactivos y productos (1 punto)

CaC2(s)+2H2O(l)→ Ca(OH)2(ac)+C2H2(g) Obtención de acetileno Reactivos: CaC2(s):cloruro de calico H2O(l):agua productos:

Ca(OH)2(ac):hidroxido de calcio C2H2(g):acetileno

2. Importancia del proceso químico (1 puntos)

Proceso Químico: Obtención de acetileno El acetileno es el alquino más sencillo. Es un gas, altamente inflamable, un poco más ligero que el aire e incoloro. Produce una llama de hasta 3.000º C, El acetileno es un compuesto exotérmico. Esto significa que su descomposición en los elementos libera calor. Por esto su generación suele necesitar elevadas temperaturas en alguna de sus etapas o el aporte de energía química de alguna otra manera. En la presente práctica se hace un análisis de la obtención del acetileno a partir dela descomposición del Carburo de Calcio mediante una reacción de hidrólisis.

3. Ejercicios 3.1. Leyes de los gases (2 puntos)

3.2. Mezcla de gases y presiones parciales (2 puntos)

Compuesto gaseoso:

Compuesto gaseoso:

1

C2H2(g) Datos del ejercicio: V1: 8,5L T1: 302,15K T2: 398,15K Ecuaciones que utiliza: Ley de Charles V1 V2 = T 1 T2 Solución numérica del ejercicio: V 2=

V 1 ∙ T 2 ( 8,5 L )( 398,15 K ) = =11.2 L T1 302,15 K

C2 H 2 Datos del ejercicio: Masa de C2H2 0,4mol Masa de CH4: 0,62mol Volumen de la solución: 15L Temperatura: 273,15K Constante (R): 0,082 atm*L/mol*k Ecuaciones que utiliza: P ∙V =n ∙ R ∙ T Solución numérica del ejercicio: n∙ R ∙T = V 0.56 atm de C2H2

(

P C 2 H 2=

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): Cuando la temperatura es de 125°C se ocupa un volumen de 11.2L

L. atm ( 273,15 K ) mol ∙ K =¿ 15 L

)

( 0,4 mol ) 0,082

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): l∙ atm ( 0,62mol ) 0,082 ( 273,15 K ) mol ∙ K n∙ R ∙T PCH = = =¿ V 15 L 0,92 atm de CH4 Presión total PT =PC 2 H 2+ PCH =0,56+ 0,92=1,48 atm

(

)

4

4

) Si 6.0 g del gas se mezclan con 9.0 g de CH4 en un recipiente de 15.0 L a 0 ºC. la presión parcial deC 2 H 2 es 0.56 atm cada gas y la presión total es CH4 0,92atm 3.3. Ecuación del gas ideal (2 puntos)

3.4. Densidad del gas (2 puntos)

Compuesto gaseoso: C2H2 Datos del ejercicio: V: 0,174L R: 0,082 atm*L/mol*K T: 258,15K n: 0,096 mol de C2H2

Compuesto gaseoso: C2H2 Datos del ejercicio: M: 26g/mol P: 0,990 atm R: 0,082 atm*L/mol*K T: 328,15K

Ecuaciones que utiliza: P ∙V =n ∙ R ∙ T

Ecuaciones que utiliza: P∙M d= R∙ T Solución numérica del ejercicio:

Solución numérica del ejercicio:

2

n∙R∙T = V = 11,6 atm

(

atm ∙ L ( 258,15 K ) mol ∙ K d= 0,174 L

( 0,096 mol ) 0,082

P=

)

( molg ) =0,95 g L atm ∙ L ( 328,15 K ) (0,082 mol ) ∙K ( 0,990 atm ) 26

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta):

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta):

La presión ejercida es de 11,6 atm

La densidad del gas es de 0,95 g/L

4. Referencia (normas APA)

-

https://normasapa.com/normas-apa-2019cuestiones-mas-frecuentes/

Figura 1.Químigrama “propiedades y leyes de los gases”(5 puntos) Pistas horizontales: 2.1

Teoría física y química que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases.

4.14

Es una propiedad de un gas, asociada al espacio que este ocupa cuando se expande espontáneamente hasta llenar su recipiente. Nombre de la Ley que se expresa como sigue: “el volumen de una cantidad fija de gas mantenida a presión constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta”. Es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se describe perfectamente con la ecuación del gas ideal. La presión parcial de un gas en una mezcla es su ______ ________ multiplicada por la presión total. La gravedad opera y hace que la atmosfera en su totalidad ejerza una fuerza sobre la superficie, creando una ________ ________.

12.3 14.1 16.1 18.1

Pistas verticales: 1.2

Variable empleada para medir la energía cinética promedio de las moléculas de un gas.

3.1

Es una constante que simboliza con el término R, y se emplea en la ecuación del gas ideal. Es un instrumento de medición utilizado para medir la presión de un gas.

6.1 8.1 10.1 12.1 3

Es la dispersión de una sustancia dentro de un espacio o dentro de una segunda sustancia. Nombre de la Ley que se expresa como sigue: “el volumen de una cantidad fija de gas mantenida a temperatura constante es inversamente proporcional a la presión” Variable empleada para expresar la cantidad del gas.

0 16.4

Es conocida como la ley de los volúmenes de combinación y se expresa como sigue: “a una presión y temperatura dadas, los volúmenes de gases que reaccionan entre sí están en proporciones de números enteros pequeños”. Presión ejercida por un componente dado de una mezcla de gases.

18.6

-1 -1 2 T 3 E 4 M 5 P 6 E 7 R 8 A 9 T 1 U 10 R 1 A 12 31 G 14 15 F 16 71 P 18 9

- - - - -6 2 C 3 4 5 M E O R I A N N S O T M A E N T T R T O D E L E Y D O A S I D E G R A C C I S R E S I O S

- - -9 7 C 8 C I N L I N D R O

1 0 L E Y D E B O Y L E

1 1 T

H

A

O N M N A

E C

1 2 I

1 3 C

R

M O L

E

O

L

A

R

M

O

S

F

1 4 A

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

20

V

O

L E Y D E A V O G A D R O

U

M

E

N

I

C

S

A L

T

E

R

P R E S I O N P A R C I A L

Ejercicio 2. Fuerzas intermoleculares Tabla 2. Fuerzas intermoleculares y diagramas de fase

2. Tipo de fuerza 4

1. Fuerzas intermoleculares (4 puntos) 3. Descripción 4. Clasificación moléculas

(C5H12, CHCl3, CH3OCH3, CHBr3, NH3, I2)

Ión-dipolo

Es una fuerza intermolecular que se da cuando los iones de una sustancia interactúan con los dipolos de una molécula covalente polar.

Dipolo-dipolo

Consiste en la atracción electrostática entre el extremo positivo de una molécula polar y el negativo de otra. 

Dispersión de London

Fuerzas intermoleculares débiles que surgen de fuerzas interactivas entre múltipolos temporales en moléculas sin momento multipolar permanente.

Puentes de hidrógeno

La fuerza por puente de hidrógeno o enlace de hidrógeno es la fuerza eminentemente electrostática atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo

Molécula(s): C5H12 Justificación: atracción entre un ion y el polo de carga opuesta de una molécula polar

Molécula(s): CHBr3, CHCl3 Justificación: distribución de la nube electrónica entre 2 átomos con deferente electronegatividad Molécula(s): CHCl3 , I2 Justificación: interacción de 2 dipolos que están inducidos en los átomos o moléculas

Molécula(s): NH3, CH3OCH3 Justificación: el átomo de hidrogeno está unido covalentemente a un elemento tal como el N,O

5. Reacción Química (4 puntos) CaC2(s)+2H2O(l)→ Ca(OH)2(ac)+C2H2(g) (a) ¿Qué clase de fuerza de atracción intermolecular debe vencerse para evaporar el compuesto?, argumente su respuesta. RTA.dipolo-dipolo

5

Formula molecular del líquido: 2H2O(l) Fórmula molecular del gas: C2H2(g)

(b) Consulte el punto de ebullición para cada sustancia, ¿Cuál de los dos compuestos tiene las fuerzas de atracción intermoleculares más débiles?. Explique.

Punto de ebullición del líquido: 100°C Punto de ebullición del gas: -78.46 °C

Punto de ebullición: CaC2:2.300°C 2H2O: 101,4°C

faces del Oxigeno

Ca(OH)2:2.850°C

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Temperatura °C

C2H2:-84°C compuesto que tiene las fuerzas de atracción más débiles es 2H2O el

-300

-250

-200

-150

-100

-50

6. Diagrama de fases (7 puntos) Presion (atm)

0

b. ¿Qué es más denso, O2(s) u O2(l)?. Explique. En estado sólido el oxígeno es más denso porque en este estado las partículas están mucho más juntas que en los otros estados de la materia y eso hace que, a mismo número de partículas, el volumen que éstas ocupan es menor, por lo que la densidad es mayor. c. Al calentarse el O2 sólido, ¿sublima o funde a una presión de 1 atm?. Se funde el solido

7. Referencia (normas APA)

6

-

https://normasapa.com/normas-apa-2019cuestiones-mas-frecuentes/

Ejercicio 3. Concentraciones físicas y químicas Tabla 3. Proceso de disolución 1. Disolución La adrenalina (C9H13NO3) es una hormona que dispara la liberación de moléculas de glucosa adicionales en momentos de tensión o emergencia. Una disolución de 0.84 g de adrenalina y 48.0 g de CCl4 tiene una densidad de 1.72 g/mL. 2. Soluto

adrenalina (C9H13NO3)

3. Disolvente

Agua, H2O 4. Solubilidad (8 puntos) agua (H2O) Explicación: si es soluble porque H2O es un disolvente universal

a. Tipo de interacción (fuerza intermolecular) que presenta el soluto con cada uno de los siguientes disolventes y predecir si este será soluble o no:

disulfuro de carbono (CS2) Explicación: baja en solventes no polares es apolar benceno C6H6 Explicación tiene una fuerza intermolecular de London y no es polar tetracloruro de carbono CCl4 Explicación: es una molécula apolar y forma parte de puentes de hidrogeno 5. Unidades de concentración físicas (3 puntos)

6. Porcentaje en masa (%m/m) Datos del ejercicio: Masa de C9H13NO3(soluto)= 0,84g Masa de H2O(solvente)=48,0g Densidad de la disolución: 1,72 g/ml Ecuaciones que utiliza: masa de soluto % de masa= ∗100 masa del disolvente Solución numérica del ejercicio: 0,84 g % de masa= ∗100=1,75 % 48,0 g 7

Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): El porcentaje de masa es de 1,75% 7. Porcentaje masa volumen (%m/v) Datos Masa de la solución: 48,84g Densidad de la solución: 1,72 g/ml Masa de soluto: 0,84g Fórmula para hallar el volumen de la solución masa de la solucion 48,84 g V= = = 28,3ml densidad de la solucion 1,72 g/ ml Porcentaje masa/volumen masa de soluto 48,84 g % de m/v= ∗100 = ∗100=172,4 % volumen solucion 28,3 ml

8. Partes por millón (ppm)

Ppm=

masa soluto 0,84 g ∗10 6= ∗106 = 0,0175 x 106 =17,500 masa disolucion 48,0 g 9. Unidades de concentración químicas (4 puntos)

10. Molaridad (m) Datos Moles de soluto:0,84 g x

1 mol =4,5 moles 183 g

Litros de solución: L moles de soluto 4,5 mol M= = = 16,0 molar litros de solucion 0,28 L Hay 16,0 moles de C9H13NO3 por cada litro de disolución 11. molalidad (m) Datos Moles de soluto: 4,5 mol Kg de solvente:0,048 Kg moles de soluto 4,5 mol m= = =93,7 Kg kilogramos de solucion 0,048 Kg

12. Normalidad (N) 8

Datos EQ de = C9H13NO3 = Volumen= 28,3 ml EQ 183 N= = =6.46 volumen 28,3 ml 13. Fracción molar (Xsoluto) Datos Moles del soluto: 4,5 Moles de disolvente: 0,048 X soluto =

moles del soluto 4,5 mol = =0.08 moles de soluto+moles de solvente 4,5 mol+ 48.0 mol

14. Referencia (normas APA)

-

https://normasapa.com/normas-apa-2019cuestiones-mas-frecuentes/

Ejercicio 4. Propiedades coligativa Tabla 4. Propiedades físicas de las disoluciones (15 puntos) 1. Descripción del ejercicio La adrenalina (C9H13NO3), también conocida como epinefrina, es una hormona y un neurotransmisor. Una disolución de 0.64 g de adrenalina en 36.0 g de agua causa una

9

elevación de 0.49 ºC en el punto de ebullición. Determine la masa molar de la adrenalina. Calcule la presión de vapor de la disolución a 25 ºC y el cambio en el punto de congelación.

2. Cálculo de las propiedades coligativas Datos del ejercicio: La disminución en la presión de vapor es de 0,03 mm Hg. La disminución del punto de congelación es de 0,093 °C La elevación del punto de ebullición es de 0,026 °C La presión osmótica de la solución es 1,2218 atm Se disuelven 0,100 g de enzima (lisozima) en 150 g de agua a 25 °C. Soluto:  enzima (lisozima) Solvente: agua masa molar de la enzima:  13,39 g/mol masa molar del agua:  18 g/mol Presión de vapor de agua a 25 °C :  23,76 mm Hg Se considera que la densidad de la solución = densidad del agua Ecuaciones que utiliza: π . v = n. R. T          ⇒    π  = (n/v ) R. T      ⇒   π = M. R. T Solución numérica del ejercicio: π : presión osmótica M : Molaridad R :  0,082 atm . L / K. mol T : temperatura (K) M = moles soluto / L de solución gramos de solución = 0,1 + 150 = 150,1 g Asumiendo que densidad de la solución = densidad del agua: 150, 1 g × 1ml / 1 g = 150,1 ml 150,1 ml × 1 L / 1000 ml = 0,1501 L solución Entonces: M = 0,0075 mol / 0,1501 L M = 0,05 mol/L π = 0,05 mol /L × 0,082 atm. L /K. mol × (25 + 273) K 10

π = 1,2218 atm Punto de ebullición ΔTe = Ke. m Ke: constante de ebullición = 0,52 °C. kg / mol m :  molalidad (mol / kg) ΔTe = 0,52 °C. kg / mol  ×  0,05 mol /kg ΔTe =  0,026 °C La  elevación  del punto de ebullición es de 0,026 °C Punto de congelamiento ΔTc  =  Kc  × m ΔTc :  disminución de punto de congelación Kc: constante de congelación = - 1,86 °C. kg / mol m :  molalidad (mol / kg) molalidad = moles de soluto / kg de solvente molalidad = 0,0075 mol / 0,150 kg agua molalidad = 0,05 ΔTc  =  - 1,86 °C. kg / mol  × 0,05 mol /kg ΔTc  =  - 0,093 °C La  disminución del  punto de congelación es de 0,093 °C Análisis de los resultados obtenidos (incluye la respuesta a la pregunta): la disminución del punto de congelación es de 0.093°C

Conclusiones En la naturaleza podemos encontrar a la materia en tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso que dependen de la relación que existe entre las fuerzas de atracción o repulsión a la que estén sujetos los átomos que conformen la materia. Además, estos estados pueden 11

ser afectados por factores como la temperatura y presión ocasionando cambios de estado de la materia en donde se afecta la interacción entre las moléculas.

12