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• Louis Fernandez

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ESTUDIANTE: DOCENTE: GRUPO:

TIPO DE PRATICA: NUMERO DE EJERCICIOS:

INICIAL APELLIDO PATERNO

PROBLEMAS DE QUIMICA 100 1ER PARCIAL REGLAS:  Entregar la practica rellenando los datos del carimbo de arriba en la primera hoja.  Entregar lar practica el ultimo dia de clases.  En tipo de practica colocar: 1) Asistencia: si es que el estudiante asiste regularmente a clases de auxiliatura. 2) Solo Practica: para estudiantes que no vienen a clases de auxiliatura por cualquier motivo.  El número de problemas a presentar seran los siguientes: 1) Asistencia: 20 problemas cualquiera de la practica. 2) Solo Practica: 25 problemas cualquiera de la practica.  No es necesario reescribir enunciados, pero si es necesario colocar las respuestas enmarcadas en recuadro y separar los problemas convenientemente

EFUSION Y DIFUSION: 1. El tiempo para que cierto volumen de nitrógeno se efunda por un orificio es de 35 segundo. Calcular el peso molecular de un gas que precisa de 50 segundos para que se efunda por el mismo orificio en idénticas condiciones de presión y temperatura. 2. Un gas se difunde a una velocidad de 8m/s en un aparato de difusión, donde el metano lo hace con una velocidad de 12 m/s. ¿Cuál es el peso molecular del gas desconocido? 3. En un recipiente que contenía oxígeno puro, la presión disminuyo de 2000 a 1500 mmhg en 47 min, cuando este gas se escapa por un orificio pequeño. Después el mismo recipiente se llenó con un gas desconocido, y la presión AUXILIAR: UNIV. LIMA BAUTISTA ANTONIO LEONEL

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disminuyo de 2000 a 1500 mmhg en una hora y media en un proceso análogo al anterior. Determine el peso molecular del gas desconocido. 4. Las moléculas de amoniaco y cloruro de hidrogeno escapan de las soluciones de amoniaco y ácido clorhídrico. Cuando se difunden juntas, se forma una nube blanca de cloruro de amonio sólido. Suponga que se coloca un tapón de algodón saturado con solución de ácido clorhídrico en el extremo de un tubo de 1 m de longitud y simultáneamente se inserta otro tapon saturado con solución de amoniaco en el otro extremo del tubo. Calcular: a) ¿A cuántos centímetros respecto al tubo donde se encuentra el acido clorhídrico se formara por primera vez el humo blanco? b) Si la temperatura es de 300 K, ¿cuál es la velocidad media cuadrática del amoniaco? c) Determine el tiempo en el cual se encontraran ambos gases. 5. Considere dos recipientes de 20 cm de altura y 10 cm de diámetro. Uno de los recipientes, contiene un gas A de densidad de 0.85 g/lt. Este gas se vacia espontáneamente en 2 horas y 20 minutos, el otro recipiente contiene el gas B el cual se vacia en 45 min. Determine la densidad del gas B , si en ambos casos el proceso se lleva a cabo bajo las mismas condiciones de presion y temperatura. 6. El tiempo en que se tarda en pasar cierto volumen de nitrógeno gas, por un efusimetro es 100 seg a) Calcular el tiempo que demora en pasar igual volumen por este efusimetro, para una mezcla gaseosa compuesta por 80% en dióxido de carbono y el resto en monóxido de carbono en relación masica. El sistema permanece a temperatura constante de 86°F. b) Calcular la velocidad cuadratica media de la mezcla gaseosa en el sistema. GASES REALES. 1. Utilizando la ecuación de estado ideal y la ecuación de van der walls, calcule la presion que ejercen 50 moles de CO2 EN UN RECIPENTE DE 30 LT Y A 27 °C. a  3.59

lt atm * lt 2 b  0.0427 2 mol mol

2. Cual es el volumen que ocupa 100 gr de CO2 en un recipiente para gases, si se conoce que la presion que ejercen es de 75 atm a 335K, según 

La ecuación general de los gases

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 a  20

La ecuación de vander walls

lt atm * lt 2 b  0.569 2 mol mol

3. Un mol de CO2 a 350 K y presion P1 ocupa un volumen V1, este gas se comprime hasta que P2=10P1, de manera que el volumen se reduzca a la decima parte a temperatura constante. Calcule V1 emple la ecuación de vander walls con:

a  3.62

atm * lt 2 mol2

b  0.043

lt mol

4. Determine mediante la ecuación de Van der Walls y a ecuación general de los gases ideales la temperatura centígrada a la que 30 moles de amoniaco ocupa 30 dm3 a la presion de 20 atm, además calcular: a) El numero de moléculas del sistema descrito b) La velocidad cuadrática media en Km/s Considerar las constantes 𝑎 = 4.19

𝑎𝑡𝑚∗𝑙𝑡 2 𝑚𝑜𝑙2

𝑙𝑡

; 𝑏 = 0.037 𝑚𝑜𝑙 .

5. Determinar la presion que ejerce el tetracloruro de carbono a 40 °C, si 2 moles ocupan un volumen de 40 lt. a) Utilizando la ecuación general de los gases ideales b) Mediante la ecuación de Van der Walls, Considerar las constantes:

lt atm * lt 2 ; b  0.01383 2 mol mol d) La velocidad cuadrática media

c) a  20.4

ESTADO LIQUIDO 1. El tolueno es un líquido que se emplea en la fabricación de TNT (Dinamita). su punto de ebullición normal es de 111°C y su calor normal de evaporación es de 35.9 KJ/mol. ¿Cuál será la presión normal del tolueno a 110°C? RTA:𝑃2 = 545.68𝑚𝑚𝑔ℎ. 2. Un alpinista sube a una montaña donde la presión atmosférica es de 400 mmhg. Determine el punto de ebullición del agua a esta altura. Presión de vapor 187.5 (H2O) mmhg

233.7

289.7

355.1

433.6

525.6

760

T °C

70

75

80

85

90

100

65

RTA:T=355.93 K AUXILIAR: UNIV. LIMA BAUTISTA ANTONIO LEONEL

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3. La presión de vapor de mercurio a 323K y 433K es de 0.0127 mmhg y 0.081 PSI respectivamente. a) Calcular el calor de vaporización para el mercurio. b) Determine el número de átomos de mercurio presentes en el pavor a 25 °C, si el mercurio se encuentra en un recipiente de dos mil centímetros cúbicos. RTA a):ΔH= 14648.62 cal/mol; b)1.21 × 1017 atomos de mercurio. 4. El calor de vaporización del freón 12 (CF2Cl agente antirefrigerante) es 39.9 cal/gramo. Determinar de presión en atmosferas que deben de soportar las serpentinas refrigerantes, cuando en un día caluroso a 40°C se apaga el refrigerador. RTA: 𝑃2 = 898 𝑎𝑡𝑚. 5. Se dispone de los siguientes datos de presión de vapor en función de la temperatura para el alcohol metílico T °C

0

25

50

60

75

Pv mmhg

29.7

122

404

600

1126

a) Calcular el ΔH de evaporación del alcohol metílico. b) La temperatura de ebullición de este alcohol en La Paz. c) La presión de vapor del alcohol metílico a 104°F 6. El alcohol isopropilico C3H8O, se vende como “alcohol para frotar”. Su presión de vapor es 100 mmhg a 39.5 °C y 400 mmhg a 67.8 °C. a) Estime su calor molar de vaporización b) Prediga el punto de ebullición normal del alcohol isopropilico RTA: a) ΔH=1.366.13 cal/mol; b) 355.74 K 7. A la presión normal, el pentano hierve a 27 °C y el octano a 125 °C. ¿A qué temperatura tendrá el octano la misma presión de vapor que el pentano a 20 °C, si la entalpia de vaporización del pentano con respecto a la del octano es 4? RTA: 353.2K 8. La tensión de vapor del tetracloruro de carbono (CCl4) aumenta en un 4.43% por grado, cerca de 27°C. Calcular el calor latente de vaporización a dicha temperatura, la presion de vapor a dicha temperatura es de 127.4 mmhg. RTA: ΔH= 31.62 KJ/mol. AUXILIAR: UNIV. LIMA BAUTISTA ANTONIO LEONEL

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9. El calor latente de vaporación del tolueno es de 7980 cal/mol en su punto de ebullición de 111°C. hallar la presion de vapor del tolueno a 84°C. RTA:344.6 mmhg. 10. A las temperaturas de 20 °C y 50°C, las tensiones de vapor de la acetona son de 185 y 613 mmhg, respectivamente. Hallar una ecuación propia de la acetona de la forma:

logP  

A C T

De tal forma que marque la variación de su tensión de vapor con la temperatura. RTA:

A  1641.36 B  7.87

DISOLUCIONES.  UNIDADES DE CONCENTRACION Y DILUCION: 1. Se tiene 1000 ml de un acido clorhídrico concentrado de densidad 1.19 gr/cc y 37% en masa de HCl. ¿cuál es la molaridad, formalidad, normalidad, molalidad y fracción molar del soluto y disolvente? RTA: 12.06 M;12.06 F;12.06 N; 16.09 molal; 𝑋𝐻𝐶𝑙 = 0.225 2. Calcular molaridad, formalidad, normalidad, molalidad y fracción molar y porcentaje en masa de una solución de densidad 1.05 gr/cc y concentración de 300 ppm en sulfito de aluminio RTA: 1.07 × 10−3 𝑀; 6.43 × 10−3 𝑁; 1.02 × 10−3 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙; 𝑋𝑠 = 1.84 × 10−5 ; 0.03% 𝐴𝑙2 (𝑆𝑂3 )3 3. Cuál es la masa de soluto en gramos de: a) 26 ml de solución de sacarosa 0.150 M b) 1 litro de acido acético 0.250 M c) Una solución de potasa caustica 0.5 molal, si 800 gr son disolvente d) 1 Kg de solución de sulfato de sodio al 12% en masa de sulfato de sodio e) 737 cc de una solución que contiene 6.38 ppm de nitrato plumboso f) 2009 ml de disolución de sulfato de magnesio de concentración 5.80gr de soluto por litro de disolución. RTA: a) 1.3338 gr; b) 15 gr; c) 22.4 gr; d) 120 gr; e) 4.70 × 10−3 𝑔𝑟; f) 11.65 gr. 4. En 1000 gr de agua a 20°C se disuelven 725 lt de amoniaco medido a 20 °C y 744 mmhg. La disolución tiene una densidad de 0.882 gr/ml. Calcular la normalidad, molalidad de la disolución y el aumento de volumen que experimenta el agua al disolver el amoniaco gaseoso. RTA: 17.34 N; 29.54m; 0.704 lt.

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5. Se diluye a un volumen 5 veces mayor un acido sulfúrico concentrado de densidad 1.805 gr/ml que contiene 88.43% en peso de acido calcular el volumen de acido diluido que se necesita para preparar 5 litros de acido sulfúrico normal. RTA: 767 ml. 6. Se tiene 2 lt de una solución de HCl 4 M y se diluye con un volumen desconocido de agua, obteniéndose una solución de la que se extraen 10 ml para diluirlo hasta alcanzar 0.200 lt de solución 0.1 M. encontrar el volumen en litros de agua utilizada en la primera dilución (en todo el proceso asumir que los volúmenes son aditivos). RTA: 2 lt de agua. 7. Se tiene un acido sulfurico concentrado de densidad 1.827 gr/ml y 92.77% en peso de acido sulfurico. Calcular como hay que diluir este acido en volumen (1 lt) y en peso (1000gr), para obtener un acido sulfurico que contenga 1 gr de 𝐻2 𝑆𝑂4 por 1 𝑐𝑚3 de disolución. El acido resultante tiene una densidad de 1.549 gr/ml RTA:1 lt a 1.695 lt; 1000 gr con 437 gr de 𝐻2 𝑂.  MEZCLA DE SOLUCIONES SIN REACCION Y BALANCES: 8. En un recipiente “V” de capacidad se agrega una solución de acisdo nítrico 2M hasta la quinta parte; luego se agrega una solución del mismo soluto 1M hasta llegar a la mitad del recipiente. Por ultima se llena totalmente el recipiente con agua. Encuentre la normalidad de la solución resultante. RTA: 0.7N 𝐻𝑁𝑂3. 9. ¿Cuántos mililitros de solución de HCl al 10% (con una densidad 1.047 gr/ml), se debe agregar a una solución de 50 ml de solución al 37.23% con densidad de 1.19 gr/ml para obtener una solución de HCl al 25%?. RTA:46ml. 10. Se mezcla 300 gr de una solución de acido acético al 80% en peso con 160 gr de otra disolución de acido acético al 50%. Si la densidad resultante de la disolución resultante es 1.10 gr/ml, calcule para la disolución resultante:  La concentración del porcentaje en masa  La fracción molar del soluto  La normalidad  La molalidad RTA: a) 69.56&; b) 0.407; c) 12.75N; d) 38.09m. 11. Calcular las cantidades de carbonato sodico hidratado (𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 ∗ 10𝐻2 𝑂) y de agua que se necesitan para 12 lt de disolución al 13.90% de carbonato anhidro y de densidad igual a 1.145 gr/ml. ¿calcular la molaridad, normalidad, molalidad de esta solucion?. RTA: 5153 gr de 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 ∗ 10𝐻2 𝑂; 8587 de H2O; 1.501M; 3.003N; 1.614m.

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PROPIEDADES COLIGATIVAS.  SOLUTO NO ELECTROLITICO  DESCENSO DE LA PRESION DE VAPOR Y LEY DE RAOULT 1. La sacarosa es un compuesto no volátil cuando se disuelve en agua. Se prepara una una disolución de sacarosa disoviendo 18.5 gr de 𝐶12 𝐻22 𝑂11 en 54 gr de agua a 25 °C. Calcular: a) La presion de vapor de la disolución b) La fracción molar de soluto en la disolución c) La concentración molal RTA: a)23.33 mmhg; b)𝑋𝑠 = 0.018 ; c)1.00 molal 2. ¿Cuántos gramos de sacarosa se deben de agregar a 552 gr de agua para obtener una disolución cuya presion de vapor es 2.0 mmhg menor que la del agua pura a 20 °C? . La presión del agua pura a 20 °C es de 17.5 mmhg. RTA: 1299.6 mmhg 3. A 20 °C la presion de vapor del alcohol metílico (𝐶𝐻3 𝑂𝐻) es 94 torr y la presion de vapor del acohol etílico (𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻) es 44 torr. Ya que están relacionados estrechamente, estos compuestos forman un sistema de 2 componentes que obedece a ley de Raoult en cualquier gamma de concentraciones. Si se mezclan 20gr de metanol y 100gr de etanol. Calcule: a) La presion que ejerce el metanol y el etanol en la solución en torr b) La presion de la solución en mmhg c) La fracción molar del metanol y el etanol en la fase de vapor d) La fracción molar del metanol y el etanol en la fase liquida RTA: a)𝑃𝑣𝑀 = 20.96 𝑡𝑜𝑟𝑟 y 𝑃𝑣𝐸 = 34.19 𝑡𝑜𝑟𝑟; b)55.15 mmhg; c)𝑌𝑀 = 0.380 y 𝑌𝐸 = 0.620; d) 𝑋𝑀 = 0.223 y 𝑋𝐸 = 0.777 4. La solución de 2 liquidos volátiles A y B obedecen la ley de Raoult. A cierta temperatura se encuentra que la presion total sobre una solución dada es de 400 mmhg. La fracción molar de A en el vapor es de 0.350 y la fracción molar de B en el líquido es de 3.00 . Calcular las presiones de vapor de los líquidos puros asi como las presiones de vapor de A y B en la solución. ∗ ∗ RTA: i)𝑃𝑣𝐴 = 200 𝑚𝑚ℎ𝑔 y 𝑃𝑣𝐵 = 866.67 𝑚𝑚ℎ𝑔; ii)𝑃𝑣𝐴 = 130𝑚𝑚ℎ𝑔 y 𝑃𝑣𝐵 = 260𝑚𝑚ℎ𝑔  ASCENSO DE LA TEMPERATURA DE EBULLICION Y DESCENSO DE LA TEMPERATURA DE CONGELAMIENTO 5. Suponiendo un comportamiento ideal, calcule el punto de ebullición de la disolución de la urea [𝐶𝑂(𝑁𝐻2 )2 ] al 10% en peso. RTA: 100.963 °C 6. Una disolución de glicocola preparada al disolver 1.62 gr de agua, y la disolución hierve a 100.60 °C. calcular el peso molecular de glicocola. RTA: 74.9 gr/mol

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7. El sulfuro de carbono hierve a 46.4 °C, y su calor latente de ebullición es de 86.2 cal/gr. Una disolución de 4.202gr de iodo en 100 gr de 𝐶𝑆2 hierve a 46.79 °C. calcular la constante molal del punto de ebullición del sulfuro de carbono, el peso molecular de iodo en este disolvente y su fórmula molecular. RTA: 2.37 °C/molal ; 255.3 gr/mol; 𝐼2 8. Se disuelven 3.96gr de acido benzoico (𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻), en 80.6 gr de benceno y la disolución congela a 4.47 °C. el benceno puro congela a 5.5 °C. Hallar el peso molecular y la formula del acido benzoico disuelto en el benceno. (benceno 𝐾𝑐 = 5.12 °𝐶/𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙) . RTA: 244.3 gr/mol; (𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻)2 9. Una disolución de 1.436 gr de un hidrocarburo en 29.3 gr de benceno tiene un punto de congelación de 2.94°C. el hidrocarburo contiene un 14.37% de hidrogeno; hallar su fórmula molecular. El punto de congelación del benceno es de 5.5 °C y su constante molal del punto de congelación es de 5.12 °C/molal RTA: 𝐶7 𝐻14 ℎ𝑒𝑝𝑡𝑒𝑛𝑜 10. Una química forense recibe para análisis un polvo blanco. Disuelve 5.00 gr de la sustancia en 8.00 gr de benceno. La disolucion se congela a 3.9 °C. ¿puede concluir la química si el compuesto es cocaína 𝐶17 𝐻14 𝑁𝑂4 ?. El benceno puro congela a 5.5 °C y Kc=5.12 °C/molal. RTA: No es cocaína por que los pesos moleculares de ambas sustancias no son iguales; 𝑀𝑝𝑜𝑙𝑣𝑜 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 = 303 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙  PRESION OSMOTICA 11. Calcular la presion osmotica a 20 °C de una disolucion de acido formico, que contiene 1 gr de substancia por litro. RTA: 397 mmhg 12. Una disolucion contiene 25 gr de albumina de huevo por litro, ejerce una presion osmótica de 13.5 mmhg a 25°C.determinar el peso molecular de dicha proteína. RTA:34435056 gr/mol 13. Se disuelve en agua una muestra de 7.480 gr de un compuesto organico para obtener 300 ml de una disolución. La disolucion tiene una presion osmótica de 1.43 atm a 27 °C. el análisis de este compuesto muestra que contiene 41.8% de C; 4.7% de H; 37.3% de O y 16.3% de N. calcular la formula molecular del compuesto. RTA: 𝐶15 𝐻20 𝑂10 𝑁5  SOLUTO ELECTROLITICO 14. En un aparato para elaborar helados de tipo casero, se abate el punto de congelación del baño de hielo que rodea al helado, disolviendo NaCl para obtener una solución salina al 15% en masa de NaCl congela a -10.8 °C. - Cuál es el factor de Van Hoff en esta solución - Cual es grado de disociación aparente del cloruro de sodio

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RTA: a) i=1.19; b) α=0.9 15. A 100°C la presion de vapor de una solución de ferrocianuro de potasio 𝐾3 [𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 ], que contiene 20 gr de la sal en 500 gr de agua, es igual 746.3 mmhg. Calcule el valor del factor de Van Hoff para esta sal en estas condiciones. RTA: i=2.52 16. La presion del vapor de agua pura a 25 °C es de 23.76 mmhg, y la del agua de mar es de 22.98 mmhg. Suponiendo que el aguade mar solo contiene NaCl, calcule su concentración molal. RTA:0.9420 molal.

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