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• Alfredo Fernandez

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QUIMICA 1.-considere un recipiente de mercurio abierto a la atmósfera en un día en que la presión barométrica es de 754 toor. Calcule la presión total, en toor y en atmósferas, dentro del mercurio, a profundidades de (a) 100mm-, y (b) 5.04 cm. Resp. P.b = 754 torr P = F / A = m.g/A .h/h =m.*s*.h/v = p*.g*.h Como los Pliquidos =13.5 g/ml. a.-P a 100 mm. = 13.5g/ml. * 9.8m/s (cuadrado) *100mm. = 99.55 torr  854 torr b.-P a 5.04 cm. = 13.5 kg. /l * 10(cubo) l/m (cúbico) * 9.8 m/s(cuadrado) * 0.0504 =50.17 torr 804 torr 2.-las densidades del mercurio y del aceite de maíz son 13.5 g/ml. y 0.92 g/ml, respectivamente. Si el aceite de maíz se usase en un barómetro, ¿Cuál ser4ia la altura de una columna, en metros, a la presión atmosférica normal? (la presión de vapor del aceite es despreciable). Resp. P = F/A = m*g / a * h/h = m* g*h / v = p*g*h Phg * S * Hhg. = Paceite * S * Haceite 13.5 kg / l * 760 mm. = 0.92 kg / l * Haceite  3.-los tanques de acero para almacenamiento de gases son capaces de soportar presiones mayores de 150 atm. Exprese en psi. Resp150 atm. 1 atm. = 14.7 psi. 150 * 14.7 = 2205 psi 4.-las ruedas del automóvil se inflan normalmente aun presión de 28 psi según lo medido con el barómetro de ruedas. (a) Exprese esta presión en atmósferas. (b) suponiendo presión atmosférica normal, calcule la presión absoluta en una rueda. Resp. 28 psi. 14.7 psi. = 1 atm. a.- 28 / 14.7 = 1.904 atm. b.- Pabs =Patm + Pmon. Pabs = 1 + 1.904 = 2.904 atm 5.-suponga que, para un conjunto de condiciones fijas, el valor de k en PV = k es 18. (a) dibuja la grafica de P(eje x) frente a V(eje y) para los valores V = 1,2,3,4,6,12,15 y 18.¿cual es la forma de la curva? (b) dibuja la grafica de 1/P (eje x) frente a V (eje y) para los mismos valores de V.¿ que grafica se obtiene? Resp. PV = K = 18 PV = K  V/K = 1/P P

6.-una bombona que contiene 29 L. de gas de helio a una presión de 165 atm. Se usa para llenar globos de juguete a una presión de 1.1atm. Cada globo inflado tiene un volumen de 2.0 L. ¿cual es el numero máximo de globos que se pueden inflar? (Recuerde que 29 L. de helio a 1.1 atm. Quedaran en la bomba vacía) Rspta. V = 29 L. P1 * V1 = n*P2*V2 P = 165 atm.  Para llenar tenemos (29 l.*165 atm.-29 *1.1 atm. Pglobos =1.1 atm. = 4753.1 atm. /l Vglobo = 2 litros.  P1*V1 =n* P2V2 n = 4753.1 / 2.2 = 2160.5  Se inflaran 2160globos 2200 globos

7.-calcule el volumen de un gas ideal a las temperaturas del hielo seco (-78.5º C), N2 liquido (-195º C) y HE liquido (-268.9º C) si ocupa 5.00 L. a 25.0º C. Suponga presión constante. Represente los resultados y extrapole a volumen cero ¿a que temperatura se alcanzaría el volumen cero? Rspta. P = cte. V1/T1 = V2/T2  a.-5 L. / 298k. = V2 /-78.5 +273 = V2 = 3.20 b.- 5L. /298K. = V2 / 77.2 K. = V2. =1.295 L. c.- 5L. / 298K. = V2 / 4.1 = V2. = 0.068 L. 8.-una muestra de 280 ml. de neon ejerce una presión de 660 torr a 26º C ¿a que temperatura en ºC ejercería una presión de 880 torr con un volumen de 440 ml? Rspta. V1 = 280 ml. P1V1 / T1 = P2V2 / T2 P1 = 660 torr T2 = P2V2*T1/ P1V1 T1 = 26º C. = 299 K. = 880*440*299/660*280 T2. =? =626.47 P2 = 880 toor = 353º C. V2 = 440 ml. 9.- ¿Qué temperatura seria necesaria para duplicar el volumen de un gas ideal a CNTP si la presión desciende en un 25 %? Rspta. P1 = 1 atm P1V1 / T1 = P2V2 / T2

T1 = 0º C. V1 = V1 V2 = 2V1 T2 =? P2 = (3 / 4) P1

T2 = (¾)P1*2V1*T1 / P1V1 T2 = 3/2 T1 T2 = 3/2 *273 K. T2 = 409.5 K. = 136.5º C.

10.-un técnico de laboratorio se olvido que significaba el código de colores de algunas bombonas comerciales de gases, pero se acordaba que una de cada dos bombonas específicas contenía dos gases siguientes: HE, NE, AR o KR. Medidas realizadas a CNTP sobre las muestras de gases de las dos bombonas mostraron que las densidades eran 3.74 g/l. y 0.178 g/l. Determina mediante cálculos cuales de estos gases estaban presentes en cada bombona. Rspta. P = 3.74 g /L. P1 = 1 atm. m / v = 3.74 g / l T1 = 0º C. = 273º K. P1V1 = n*R*T = 3.742*0.082* 273 / 1 = 83 MM = P*R*T / P = 0.178 g/l * 0.082 *273 Mm = 3.98 HELIO 11.-un matraz de 503 m.l contiene 0.0243 moles de un gas ideal a una temperatura y presión determinada. Otro matraz contiene 0.0118 moles de gas a la misma temperatura y presión. ¿Cuál es el volumen del segundo matraz? Rspta. V = 503 N1 = 0.0243 moles P1V1 = n1 R T1 N2 = 0.0118 P1V2 = n2 R T1 P2 = P1 n2 / V2 = n1 / V1  V2 = 244.25ml. T2 = T1 12.- ¿cuantas moléculas gaseosas hay en un recipiente de 1.00 L. si la presión es de 2.50 x 10(a la menos -9) torr y la temperatura es de 1225 K? Rspta. V = 1 litro P = 2.5 * 10(ala menos 9) torr T = 1225 K PV =n RT N = PV / RT = 3.27 * 10(ala menos 14)  El numero de moléculas es = 1.972 * 10 (ala décima) moléculas 13.- un liquido altamente volátil se dejo vaporizar completamente en un matraz de 250ml. introduciéndolo en agua hirviendo. A partir de los datos siguientes, calcule el peso molecular del líquido. Masa del matraz vacío 65.347 g.; masa del matraz lleno con agua a temperatura ambiente = 327.4 g.; masa del matraz y del liquido condensado = 65.739 g.; presión atmosférica = 743.3 torr; temperatura de agua hirviendo = 99.8º C. densidad de la temperatura ambiente = 0.997 g/ml. Rspta. V matraz = 250 ml. M matraz vació = 65.347 g.  M H2O = 262.053g. M matraz con H2O = 327.4 g.  M liq. = 0.392 g.

P atm. = 743.3 torr = 0.98 P atm. 743.3 torr = 0.98 P H2O a tam = 0.997 T h2o = 99.8º C V h2o = m / p = 262.0533 / 0.9975 = 262.87 ml. V gas = V matraz – V h2o = 87.16 PV = Nrt  n = RT / PV = 0.082 * 293 * 10 (al cubo) / 0.98 * 87.16 = 286 moles

14.- un gas puro contiene 85.63 % de carbono y 14.37 % de hidrogeno en masa. Su densidad es de 2.50 g/l. a CNTP ¿Cuál es su forma molecular? Rspta. 15.-un estudio sobre escaladores que subieron a la cima del monte EVERST sin oxigeno suplementario revelo que las presiones parciales de O2 y de CO2 en sus pulmones eran de 35 torr y 7.5 torr, respectivamente. La presión barométrica en la cima era de 253 torr. Suponga que los gases pulmonares están saturados de humedad a la temperatura corporal de 37º C. calcule la presión parcial del gas inerte (fundamentalmente nitrógeno) en los pulmones de los escaladores. Rspta. Pr.O2 = 35 torr Pr CO2 = 7.5 torr Pbar. = 253 torr T = 37º C. Pv 37º C. = 47.1 torr Suma Pr =Pt

 Po2 + Pco2 + Ph2o + Pn2 = Pt 35 + 7.5 + 47.1 + Pn2 + = 253 Pn2 = 163.4 torr

16.- un matras de 6.00 L. que contiene HE a 6.00 atm. Se conecta con una matraz de 3.00 L. que contiene N2 a 3.00 atm. Y se deja que los gases se mezclen. (a) Halle las presiones parciales de cada gas después de que se hayan mezclado. (b) Halle la presión total de la mezcla. (c) ¿Cuál es la fracción molar del helio? Rspta. N = RV / RT = 6atm. * 61 €n2 = 3atm.* 31 / RT € T = € he + € n2 = 36 / RT + 9 / RT = 45 / RT X he = (36/RT) / (45/RT) = 0.8 X n2 = (9/RT) / (45/RT) = 0.2 TOTAL = V total = € t * RT / Vt = 45 / 9 = 5 atm. Pparcial = fracción molar * Ptotal Pparcial helio = 0.8 * 5 = 4 atm. Pparcia n2 = 0.2 * 5 = 1 atm. 17.- halle la presión de una muestra de tetracloruro de carbono, CCI4, si 1.000 mol. Ocupa 35.0 L. a 77.0º C. (ligeramente por encima de su punto de ebullición normal). Suponga que el CCI4 obedece (a) la ley de los gases ideales;(b) la

ecuación de van der waals. Las constantes de van der waals para el CCI4 son = 20.39 L(al cuadrado) atm/mol(al cuadrado) y b = 0.1333 l/mol. Rspta. € = 1 mol. V = 35 l. T = 77º C. = 350 K. Gas ideal P = nRT/V = 1*0.082*350 / 35 = 0.82 atm. Van der. walls (P + an (cuadrado)/V (cuadrado)) (V –nb) = Nrt a.- 20.39 l. atm. / mol (P + a /V2) (V-b) = RT b.- 0.133 l /mol P = RT / (v – B) - a / v (cuadrado) = (0.082* 350 / 35 -0.1383) – 20.39 / 35 = 28.7 / 37.86 – 0.0167 = 0.806 atm. 18.- si 1.67 l. de nitrógeno y 4.42 l. de hidrogeno se dejan reaccionar, ¿cuantos gramos NH3 (g) se pueden formar? Suponga que todos los gases están ala misma temperatura y presión, y que el reactivo limitante se consume completamente. La ecuación es: N2 (g) + 3H2 (g) > 2NH3 (g). Rspta. N2(g) + 3H2(g)  2NH3 G 28 g/mol 6 s/mol 39 g/mol V 22.4 l 67.2 l 44.8 l. 1.67 4.42 l.  1.47 + 4.42 = 2.94l. = 2.23 g. de NH3 19.- las siguientes reacciones tiene lugar en una mascara de gas (aparato de respiración portátil) que a veces usan los mineros bajo tierra. El H2O y el CO2 proceden del aire exhalado, y el O2 es inhalado a medida que se produce. KO2 es súper oxido potasico. El CO2 se convierte en la sal sólida KHCO3, hidrógeno carbonato potasico, de bodoque el CO2 no se inhale en cantidades significantes: 4KO2(s) + 2H2O(l) > 4KOH(s) + 3 O2(g) CO2(g) + KOH(s) > KHCO3(s) (a) ¿que volumen de O2 medido en CNTP se produce mediante la reacción completa de 1.00g. de KO2? (b) ¿Cuál es este volumen a la temperatura del cuerpo, 37º C. y 1 atm.? (c) ¿Qué masa de KOH se produce en (a)? (d) ¿Qué volumen de CO2 medido en CNTP, reaccionara con esa masa de KOH? (e) ¿Cuál es el volumen de CO2 en (d) medido a 37º C. y 1 atm? Rspta. 4KO2 (s) + 2H2O  4KOH + 3O2 4moles 2moles 4moles 3moles 4*71 g. 36g. 224g. 96g. 284g. 0.338g. De O2 1g. a.- € o2 = 0.338 / 32 = 0.01 moles  0.224l. b.- PV = Nrt V = Nrt / p = 0.01*0.082*310 / 1 = 0.2542 l. c.- 284--------------224 1g.--------------- X X= 0.79g. De KOH

d.- CO2 + KOH  KHCO3 44 + 56 100 x 0.79 e.- 44g. ------22.41 l. 0.6207----- X PV. Nrt / p = 0.358 l.

X = 0.6207l. X = 0.316 l.

20.-representemos a la gasolina como octano, C8H18. Cuando se queman combustibles de hidrocarburos en presencia de suficiente oxigeno, se forma CO2 REACCION A 2C8H18 (l) + 25O2 (l) -----16CO2 (g) + 18H2O (g). Pero cuando el suministro de oxigeno es limitado, se forma el gas venenoso monóxido de carbono, CO REACCION B 2C8H18 (l) + 17º2(g) ----- 16CO (g) + 18H2O (g).cualquier motor de automóvil, no importa el grado de puesta a punto, quema su combustible mediante alguna combinación de estas dos reacciones. Suponga que un motor de un automóvil esta funcionando en punto muerto en un garaje cerrado con un volumen de aire de 97.5m (cúbicos). Este motor quema el 95% de su combustible mediante la reacción A y el resto mediante la reacción B. (a)¿Cuántos litros de octano, densidad 0.702g/ml, se deben quemar para que el CO alcance una concentración de 2.00g/m (cúbicos)? (b) si el motor funcionando en punto muerto quema combustible a una velocidad de 1gal/hora (0.0631 L/min.), ¿Cuánto se tarda en alcanzar la concentración de CO de (a)? Rspta.[2C8H18 + 25 O2  16CO2 + 18 H2O) * 0.95 [2C8H18 + 17 O2  16CO + 18 H2O) * 0.05 V = 57.5m (cúbicos) € átomo = 0.702 s/m CO = 2.00 s/m(cubicos) 1.9 C8H18 + 23.75 O2  15.2 CO2 + 17.1 H2O 0.1C8H18 + 0.85 O2  0.8 CO + 0.9 H2O 2C8H18 + 24.6 O2  15.2 CO2 + 0.8 CO + 18 H2O MOL 2 24.6 15.2 0.8 18 MASA 228g. 787.2g. 668.8g. 22.4g. 324. GRAMOS 1984.8 g. 2*97.5 € = m /v = V = 1984.8 / 0.702 = 2.82 L. b.- 0.0631L  1 min. 2.82 l.  X V = 150 m(cuvicos) Tint. 10º C. = 283 K T2 = 18º C. = 291 K V1 / T1 = V2 / T2  V2 = 154.24 Se escapo = 4.24m (cúbicos) = 4240 litros

X = 44.8 min.

21.-imagine que vive en una cabaña con un volumen interior de 150m. (Cúbicos). En una mañana fría la temperatura interior es de 10º C., pero por la tarde el sol ha calentado la cabaña hasta 18º C. la cabaña no esta sellada; por tanto, la presión interior es la misma que la exterior. Suponga que la presión permanece constante durante el día ¿cuantos metros cúbicos de aire serian expulsados de la cabaña por el calentamiento del sol? ¿A cuentos litros equivale? Rspta.-

22.-la humedad relativa es la relación entre la presión de vapor de agua en el aire y la presión de vapor en el aire que esta saturado con vapor de agua a la misma temperatura: HR = . A menudo esta relación se multiplica por 100, para dar la humedad relativa en tanto por ciento. Suponga que el porcentaje de humedad relativa es del 80% a 91.4º F (33º C.)En una casa con un volumen 245m (cúbicos) .después se pone en marcha un aparato de aire acondicionado. Debido a la condensación del vapor de agua sobre el espiral frío del aparato, también se elimina vapor de agua a medida que se enfría. Cuando la temperatura del aire ha alcanzado 77.0º F (25.0º C.), el porcentaje de humedad relativa medido resulta ser del 15% (a) ¿Qué masa de agua ha sido eliminada del aire de la casa. (b) ¿Qué volumen ocuparía esta agua liquida a 25º C. Rspta.-

23.-el cianógeno tiene un 46.2% de carbono y un 53.8% de nitrógeno en masa. A una temperatura de 25º C. y presión de 750 torr, 1.00g. De cianógeno gas ocupa 0.476 L. Determine la formula empírica y la formula molecular del cianógeno. Rspta.24.- las bombillas incandescentes contienen gases inertes, como el argon, para