UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2010 PRIMER EXAMEN PARCIAL Á
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2010
PRIMER EXAMEN PARCIAL ÁREA: QUÍMICA FECHA: 17/09/2010 TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 90 MINUTOS 1.- (20 puntos) a)
Escribir el nombre de los siguientes compuestos químicos:
1.
C6H5COOH
b)
Escribir la fórmula de los siguientes compuestos químicos:
6. Butil propil éter
2. CHO-CH2-CH2-CH2-CHO
7. Acetato de plomo
3.
CH3-CH2-CO-CH2-CH2-CH3
8. Etanodiol
4.
CH3-CH=C=CH-CH3
9. Ciclopropano
5.
CH≡C-CH2-CH2-C≡CH
10. Pentanoato de propilo
2.-(20 puntos) Una joya de oro y cobre de 37 gramos se introduce en una probeta que contiene un volumen inicial de 15 ml, se introduce la joya y el volumen incrementa a 17.5 ml, si la densidad del oro y cobre son 19.5 g/cm3 y 8.85 g/cm3 respectivamente. ¿De cuantos kilates es la joya? (El kilate significa las partes de oro en las partes de aleación, ejemplo: un anillo de 24 kilates significa 24 partes de oro en 24 partes de aleación) 3.- ( 20 puntos) Las escalas ºB y ºC (centígrados) coinciden en 0º. Si la temperatura de vaporización del helio es 4,2 K. y 134,4 ºB bajo cero a) Hallar la relación éntrela escala ºB y ºF.. b) Una sustancia que se encuentra a 30 °C, luego se la calienta en 100 °F y finalmente se enfría en 50K. Determinar la temperatura final del proceso expresado en la escala B. 4.-(20 puntos) Para obtener un nuevo combustible, se utilizan catalizadores sólidos de forma cilíndrica, cuyas dimensiones son: diámetro 14,17 pulg, y longitud 8x10-4 km, estos presentan 600 cavidades tubulares internas también de forma cilíndrica, cuyo largo coinciden con el catalizador, y cuyo radio es el 3% del radio del catalizador. Si la composición en masa del catalizador es de 35% de trialquil aluminio Al(CH3)3, con densidad relativa igual a 2.5 además de 40% de butil litio Li(C4H9) con densidad relativa igual a 2.8 y cloruro de benzoilo C6H5COCl, con densidad relativa 1.85, calcular : a) La masa real del catalizador en kg. b) A partir de 6000 lb de butil litio, cuantos catalizadores se podrán fabricar?. 5.- ( 20 puntos) Un recipiente contiene 431,54 cm3 de una mezcla de tolueno y benzoato de etilo, el cual tiene una densidad de 0,91 g/cm3. Si la masa del tolueno menos la masa del benzoato de etilo es 100g y el volumen del Benzoato de Etilo respecto del Tolueno es exactamente 2. Determinar: a) El numero de moléculas de Tolueno b) El numero de átomos de hidrogeno en el Benzoato de Etilo (Asumir volúmenes aditivos) PESOS ATOMICOS (uma): C=12;O=16;H=1;Al=27;Cl=35,5;Au=197;Cu=63,5
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2010
PRIMER EXAMEN PARCIAL ÁREA: QUÍMICA FECHA: 17/09/2010 SOLUCIONARIO 1.- (20 puntos) a)
Escribir el nombre de los siguientes compuestos químicos:
b)
Escribir la fórmula de los siguientes compuestos químicos:
1.
C6H5COOH
Ácido benzoico
6. Butil propil éter
CH3-CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH2-CH3
2. CHO-CH2-CH2-CH2-CHO
Pentanodial
7. Acetato de plomo
Pb(CH3COO)2
3.
CH3-CH2-CO-CH2-CH2-CH3
3- Hexanona
8. Etanodiol
HOH2C-CH2OH
4.
CH3-CH=C=CH-CH3
2,3-Pentadieno
9. Ciclopropano
C3H6
5.
CH≡C-CH2-CH2-C≡CH
1,5-Hexadiino
10. Pentanoato de propilo
C4H9-COO-C3H7
2.-(20 puntos) Una joya de oro y cobre de 37 gramos se introduce en una probeta que contiene un volumen inicial de 15 ml, se introduce la joya y el volumen incrementa a 17.5 ml, si la densidad del oro y cobre son 19.5 g/cm3 y 8.85 g/cm3 respectivamente. ¿De cuantos kilates es la joya? (El kilate significa las partes de oro en las partes de aleación, ejemplo: un anillo de 24 kilates significa 24 partes de oro en 24 partes de aleación) SOLUCIÓN El volumen desalojado del agua es el volumen de la joya
VH 2O = 17.5 ml − 15 ml = 2.5 ml = V joya Considerando volúmenes aditivos
V joya = V Au + VCu
V joya =
m Au
ρ Au
+
mCu
ρ Cu
Reemplazando datos se tiene:
2 .5 =
m Au m + Cu 19.6 8.85
(1)
La joya tiene una masa de 37 gramos, por lo tanto se tiene
m Au + mCu = 37
(2)
Resolviendo el sistema
m Au = 27,12 g mCu = 9,88 g Como se conoce que 24 kilates es 24 partes de oro en 24 partes de joya, entonces se tendrá
24 g de joya ∗ 27,12 g Au = 17,6 g → 18 g de Au 37 g joya Es decir que en 24 partes de joya hay 18 g de Au, por lo tanto la joya es de 18 kilates 3.- (20 puntos)Las escalas ºB y ºC (centígrados) coinciden en 0º. Si la temperatura de vaporización del helio es 4,2 K. y 134,4 ºB bajo cero a) Hallar la relación éntrela escala ºB y ºF..
b) Una sustancia que se encuentra a 30 °C, luego se la calienta en 100 °F y finalmente se enfría en 50K. Determinar la temperatura final del proceso expresado en la escala B. T ( B) = 30 ºC + 100 ºF -50 K = ¿? 273 K
4,2 K
0ºB
-134,4 ºB
32ºF
0ºC
-451,84ºF
-268,8ºC
a) B= b) b.1.- 30 ºC a ºB B= B=
30 ºC
C
B = 0,5 C
B = 15 ºB
b.2.-100 ºF a ºB B=
=18,89 ºB
b.3.- 50 ºK a º B ºC = 50 -273 = -223 B = 0,5 (-223ºC) =-111,5 ºB T(ºB) = 15 ºB + 18,89 ºB –(-111,5ºB) = 145,39 ºB 4.-(20 puntos) Para obtener un nuevo combustible, se utilizan catalizadores sólidos de forma cilíndrica, cuyas dimensiones son: diámetro 14,17 pulg, y longitud 8x10-4 km, estos presentan 600 cavidades tubulares internas también de forma cilíndrica, cuyo largo coinciden con el catalizador, y cuyo radio es el 3% del radio del catalizador. Si la composición en masa del catalizador es de 35% de trialquil aluminio Al(CH3)3, con densidad relativa igual a 2.5 además de 40% de butil litio Li(C4H9) con densidad relativa igual a 2.8 y cloruro de benzoilo C6H5COCl, con densidad relativa 1.85, calcular : a) La masa real del catalizador en kg. b) A partir de 6000 lb de butil litio, cuantos catalizadores se podrán fabricar? DATOS: Diámetro =14,17 pulg = 36 cm Longitud = 8x10-4 km = 80 cm 3% del radio del catalizador = 0,54 cm Calculo del volumen del catalizador
De las cavidades tubulares Volumen total de las cavidades tubulares 73,28 cm3 x 600 tubos = 43972,24 cm3 El volumen real del catalizador será: Vcat = 81430 cm3 – 43972,24 cm3 = 37457,76 cm3 Calculo de la densidad del catalizador
La masa real del catalizador: b) 6000 lb Butil*
453,6 g butil 1 kg butil 100 kg catalizador 1 catalizador * * * = 76 catalizadores 1lb butil 1000 g butil 40 kg butil 89, 6 kh catalizador
5.-(20 puntos) Un recipiente contiene 431,54 cm3 de una mezcla de tolueno y benzoato de etilo, el cual tiene una densidad de 0,91 g/cm3. Si la masa del tolueno menos la masa del benzoato de etilo es 100g y el volumen del Benzoato de Etilo respecto del Tolueno es exactamente 2. Determinar: a) El numero de moléculas de Tolueno b) El numero de átomos de hidrogeno en el Benzoato de Etilo (Asumir volúmenes aditivos) SOL. a)
V2 =2 V1
m1 − m2 = 100 g
Tolueno = C6 H 5CH 3
Benzoato de Etilo = C6 H 5COOC2 H 5
Condición de volúmenes aditivos:
V1 + V2 = 431, 54 cm3
V2 = 2 V1 V1 + 2 V1 = 431,54 cm3
⇒
3 V1 = 431,54 cm3
V2 = 2 V1 = 2 (143,85 cm3 ) = 287, 7 cm3 m1 + m2 = 431, 54 cm3 .
ρ3 =
m3 V3
⇒
V1 = 143,85 cm3
⇒ m3 = V3 . ρ3
0,91 g = 392, 7 g 1 cm3
Resolviendo el sistema de ecuaciones:
m1 + m2 = 392, 7 g m1 − m2 = 100 g
492, 7 g = 246,35 g 2
2 m1 = 492, 7 g
⇒
m1 =
m1 − m2 = 100 g
⇒
m2 = m1 − 100 g = 246,35 g − 100 g = 146,35 g
⇒
m1 = 246,35 g
m2 = 146,35 g N º ( molec tol ) = 246,35 g tolueno x
6, 023.1023 molec tolueno = 1, 613.1024 molec tol 92 g tolueno
N º ( molec tol ) = 1, 613.1024 molec tol 6, 023.1023 molec BE 10 atm H b) N º ( atm de H en BE ) = 146,35 g BE x x = 5,876.1024 atm H 150 g BE 1 molec BE
N º ( atm de H en BE ) = 5,876.1024 atm H en el BE
PESOS ATOMICOS (uma): C=12;O=16;H=1;Al=27;Cl=35,5;Au=197;Cu=63,5