Problemas adicionales de Estequiometría, Soluciones y TP "Usos

PROBLEMAS DE ESTEQUIOMETRÍA, SOLUCIONES y USOS DE MATERIALES
PROBLEMA E1
a) Escribir la fórmula molecular de las siguientes sustancias: hidrógeno sulfato de
potasio, ácido clorhídrico, dióxido de carbono, carbonato de aluminio (III), cloruro
de sodio.
b) 3,50 grs de una muestra de FeS(s) cuya pureza es de 91,2 %, se mezclan con
0,250 litros de O2(g) medidos en CNTP. Si se obtienen 0,182 grs de FeO(s) y SO2(g)
calcular: (i) el rendimiento del proceso y (ii) el volumen de SO2(g) producido
durante la reacción química.
PROBLEMA E2
a) Se mezcla un volumen de solución de H2SO4 con una masa de Cr(OH)3 para
dar agua y 0,560 g de Cr2(SO4)3 con 95% de rendimiento. La reacción se detiene
cuando se consume totalmente el hidróxido.
(i) ¿Qué masa de muestra de hidróxido de cromo (III) al 65% de pureza se utilizó?.
(ii) Si la concentración de la solución de H2SO4 era 0,435 M, ¿qué volumen
reaccionó?.
b) Se mezclan 30,00 ml de una solución 2,0 % p/v de H2SO4 con 15,00 ml de una
solución de HNO3 cuya concentración es 3,5 N. Calcular la concentración molar de
los iones presentes en la solución final.
PROBLEMA E3
a) Para precipitar completamente el ión Pb(II) contenido en 50,0 ml de una
solución acuosa de Pb(NO3)2, se necesitan 0,450 g de Na2SO4. Calcular: (i) la
concentración molar del ión Pb(II) en la solución original; (ii) la concentración
molar de los iones en la disolución final, una vez precipitado el PbSO4(s).
b) Calcular el volumen de solución 2,52 % p/v que podrá prepararse por dilución
de 32,80 g de solución 1,95 M de Ca(NO3)2 cuya densidad es 1,02 g/ml.
PROBLEMA E4
El nitrato de calcio se obtiene por reacción de carbonato de calcio con ácido
nítrico. En la reacción se obtienen también CO2 y agua. Calcular: (a) La masa de
nitrato de calcio obtenida a partir de 250 g de una muestra de carbonato de calcio
de 80% de pureza sabiendo que el rendimiento de la reacción fue del 93 %. (b) El
volumen de CO2 obtenido en C.N.P.T. para el mismo rendimiento.
PROBLEMA E5
Se mezclan 120 ml de una solución de Na2SO4 0,235 M y 150 ml de una solución
de H2SO4 0,173 N (como ácido diprótico). De la mezcla se toman 50,0 ml a los que
se les agregan 80,0 ml de una solución de NaOH de concentración desconocida.
Se determina que en la mezcla final la concentración de protones es de 0,0172 M.
a) Calcule el %p/v de la solución de NaOH utilizada. b) Calcule la concentración
molar de todos los iones presentes en la solución final.
PROBLEMA E6
Se mezclan 100,0 ml de una solución 0,80 N de Ba(NO3)2 con 10,0 ml de una
solución 98% p/p (densidad= 1,84 g/ml) de H2SO4, produciéndose un precipitado
de BaSO4 según la reacción:
Ba(NO3)2 + H2SO4 ------- BaSO4 + HNO3
Calcular: a) los moles de BaSO4 que se producirán, b) los moles del reactivo en
exceso, c) la masa de reactivo en defecto que debe agregar para que reaccione
todo el reactivo que quedó en exceso.
PROBLEMA E7
Se mezclan 150 ml de solución de AgNO3 con 200 ml de solución de ZnCl2 y con
350 ml de solución de Zn(NO3)2 0,0800 M. Sabiendo que el AgCl es un precipitado
y que las concentraciones finales de Cl– y Zn+2 son respectivamente 0,0471 M y
0,0743 M, calcule la concentración en g/l del (de los) otro (s) ion (es), la masa de
precipitado y las concentraciones molares de las soluciones mezcladas.
PROBLEMA E8
Un volumen de 10,00 ml de una solución 0,3008 M de HCl se neutraliza con 15,80
ml de KOH de concentración desconocida. Indicar la reacción química que tiene
lugar y calcular la concentración en % p/p de la solución original de hidróxido. La
densidad de la solución de KOH es 1,045 g/ml.
PROBLEMA E9
En la titulación de 10,00 ml de solución 0,245 M de KOH se gastan 17,25 ml de
solución de H3PO4. Calcular normalidad de la solución de ácido (como ácido
triprótico).
PROBLEMA E10
Se mezclan 150 ml de solución de AgNO3 0,0471 M con 200 ml de solución de
ZnCl2 3,35 % p/v, observándose la precipitación de AgCl(s). a) Calcular la masa de
cloruro de plata formado y b) la concentración en g/l de los iones en la solución
final. c) Calcular la masa del reactivo en defecto que se debe agregar para que
precipite todo el reactivo que está en exceso.
PROBLEMA E11
a) Una masa m de hidróxido de sodio es pesada varias veces en 3 balanzas
arrojando los siguientes resultados:
balanza A: 1,2598g 1,2676g 1,2502g 1,2722g
balanza B: 1,2217g 1,2220g 1,2209g 1,2212g
balanza C: 1,2439g 1,2477g 1,2459g 1,2411g
Exprese correctamente la masa en cada balanza e indique y justifique cuál es la
más precisa.
b) La masa m pesada anteriormente es disuelta en agua suficiente para preparar
50 ml de solución (con precisión 0,1ml). Luego se titulan 10,00 ml de esta solución
gastándose 12,50 ml de una solución de ácido nítrico 0,49775 M. Calcule la masa
de hidróxido de sodio en los 50 ml de la solución original e indique cuál fue la
balanza más exacta.
c) Otros 10,00 ml de la solución de hidróxido son agregados a 3,5x102 ml de agua
y 180,0 ml de otra solución de hidróxido de sodio 0,0987 M. Calcule la molaridad
de la solución resultante.
PROBLEMA E12
Un alumno pesa diferentes volúmenes de una solución de sulfato de cobre (II)
obteniendo los siguientes resultados:
V (ml): 4,85; 7,52; 5,80; 8,35; 4,10
Masa (g): 5,2344; 7,8348; 6,2640; 9,0183; 4,4285
a). Calcule y exprese correctamente la densidad de la solución.
b). Utilizando otros métodos, se obtienen los siguientes valores de densidad para
la solución anterior, cuya densidad aceptada es 1,0762 g/ml:
Método I: 1,072  0,001 g/ml
Método II: 1,05  0,02 g/ml
Método III: 1,075  0,003 g/ml
Método IV: 1,1  0,1 g/ml
¿Cuál es el método más preciso y cuál es el más exacto?.
c). Si la concentración de la solución de sulfato de cobre (II) es de 5,50 % p/p,
calcule la concentración molar y normal de los iones en solución con las cifras
significativas correctas. Considere la densidad aceptada.
PROBLEMA E13
Se tienen balanzas con las siguientes sensibilidades: balanza A (6,25 div/mg);
balanza B (0,024 div/mg) y balanza C (1,67 div/mg). Aceptando que la precisión de
la pesada está asociada a un error de lectura de 0,5 divisiones, ¿qué balanza/s
elegiría para pesar una masa de 10,0030 g?.
PROBLEMA E14
Un termómetro tiene una columna de mercurio de 13,6 cm de altura cuando mide
la temperatura de un baño de agua a temperatura ambiente (25 ºC). Cuando este
mismo termómetro es colocado en un baño de agua/hielo (0,0 ºC) la altura de la
columna es de 7,3 cm. a) Calcule la sensibilidad del termómetro. b) ¿Qué altura
espera que tenga la columna de mercurio al colocar el termómetro en una estufa a
37,0 ºC? c) Una de las siguientes mediciones fue realizada con este termómetro.
Indique, justificando, cuál de ellas fue: 17,085 ºC; 17,2 ºC; 18,25 ºC; 19 ºC.
PROBLEMA E15
a) La altura de la columna de mercurio de un termómetro alcanza una altura de 5
cm a 28 oC, en tanto que a 37 oC la altura es de 15 cm. ¿Cuál es su sensibilidad?.
b) ¿Cuál será la precisión del termómetro anterior si las divisiones del termómetro
están separadas entre si 0,5 mm?.
c). Exprese las temperaturas del punto a) correctamente de acuerdo al resultado
del punto b).
a) ¿Cuál o cuales de las siguientes temperaturas se midieron correctamente con
ese termómetro: 14,564 oC, 12 oC, 10,2 oC, 16,48 oC.
PROBLEMA E16
a) Cierto volumen de agua es medido usando tres instrumentos volumétricos
distintos. Se obtienen los siguientes valores:
Instrumento 1: 17,360 ml; 17,587 ml; 17,322 ml; 17,180 ml; 17,825 ml
Instrumento 2: 17,780 ml; 17,775 ml; 17,770 ml; 17,781 ml; 17,766 ml
Instrumento 3: 17,570 ml; 17,600 ml; 17,590 ml; 17,635 ml; 17,615 ml
Exprese correctamente el volumen en cada caso.
b) A un recipiente vacío de masa 106,2850 g se le agrega un volumen de agua. La
masa del recipiente con agua es 123,867 g. Si la densidad del agua a esta
temperatura es 0,999975 g/ml, calcule el volumen de agua correctamente
expresado.
c) Si el volumen calculado en el punto anterior se considera el “valor aceptado”,
indique, justificando adecuadamente, cuál de los instrumentos del punto a) es el
más exacto y cuál el más preciso.
PROBLEMAS ADICIONALES DE GASES
PROBLEMA G1
Se realizó una experiencia para demostrar la validez de la ley de Boyle-Mariotte
similar a la realizada en el laboratorio. La altura de la columna de mercurio de la
rama cerrada está 15 cm por encima del nivel de mercurio en la rama abierta y la
presión atmosférica es de 750 torr. Calcule la presión del gas encerrado en la
rama cerrada en torr, atm y mmHg.
760 torr = 1 atm =760 mmHg
PROBLEMA G2
Se realizó una experiencia para demostrar la validez de la ley de Boyle-Mariotte
similar a la realizada en el laboratorio. La altura de la columna de mercurio de la
rama cerrada está 15,00 cm por encima del nivel de mercurio en la rama abierta;
la presión atmosférica es de 750 torr; la temperatura es de 27 oC, la altura de la
columna de gas es de 5,50 cm y el diámetro del tubo que contiene el gas es de
0,40 cm. Si el gas contenido en el equipo es N2, calcular: (a) la presión del gas, (b)
la masa del gas y (c) proponer otros dos pares de valores de presión y volumen tal
que se cumpla la ley de Boyle-Mariotte.
PROBLEMA G3
Se realiza una experiencia de Boyle-Mariotte en un equipo similar al usado en el
TP. El diámetro interno del tubo que contiene el aire es 1,0 cm y la columna de
aire mide 20,0 cm de longitud. El nivel de mercurio en la rama abierta está 4,0 cm
por encima del nivel de mercurio en la rama cerrada. La presión externa es 736
torr y la temperatura es 25,0 ºC.
a) Calcule la masa de aire encerrada en el tubo (composición en moles de aire:
80,0 % N2, 20,0 % O2)
b) Calcule la diferencia de alturas entre las dos ramas cuando la columna de aire
mide 23,0 cm de longitud.
PROBLEMA G4
Se realiza una experiencia de Boyle-Mariotte en un equipo similar al utilizado en el
TP, introduciendo una mezcla de 0,010 g de N2 y una cantidad desconocida de O2.
El diámetro interno del tubo que contiene el gas es de 1,0 cm, y la columna de gas
mide 15 cm de longitud. El nivel de Hg en la rama abierta está 3 cm por encima
respecto al de la rama cerrada, la presión atmosférica es igual a 1,2 atm y la
temperatura ambiente es de 30 oC. Calcular la composición (en fracción molar) de
la mezcla gaseosa.
PROBLEMA G5
Calcule el peso molecular relativo de un gas cuya densidad es 0,67 g/l a 19 ºC y
723 torr. ¿Cuál sería la densidad a 50 ºC y 780 torr.
PROBLEMA G6
Se realizó la determinación de la densidad de un gas mediante un método similar
al utilizado en el TP, obteniéndose los siguientes resultados:
Temperatura: 20 oC; presión atmosférica: 770 torr.
Masa de la ampolla conteniendo el gas: 120,6525 g
Masa de la ampolla conteniendo el agua: 595,037 g
Masa de la ampolla vacía: 120,1318 g
Densidad del agua a la temperatura de trabajo: 0,9980 g/ml.
(a) Calcular la densidad del gas con las cifras significativas correctas; (b) calcular
el error relativo si el valor aceptado es 1,200 g/l y (c) calcular la densidad a 40 oC y
0,75 atm.
PROBLEMA G7
Calcular la densidad del CO2 en CNPT (760,00 torr y 273,15 K) en base a los
siguientes datos experimentales:
masa de la ampolla vacía a 20,0 oC: 95, 2534 g.
masa de la ampolla llena con gas a 20,0 oC: 95, 4489 g.
Masa de la ampolla con agua a 20,0 oC: 194,45 g
agua = 0,9982 g/ml; Patm = 750,1 mmHg
PROBLEMA G8
Se realiza una experiencia para determinar la densidad del CO2 como en el TP
obteniéndose los siguientes datos:
masa de la ampolla de Regnault vacía = 178,26 g
masa de la ampolla cargada con CO2 = 179,25 g
masa de la ampolla llena de agua = 701,3 g.
La temperatura de trabajo fue 19,0 ºC, la presión atmosférica 736,5 mmHg y la
densidad del agua a 19,0 ºC es 0,998405 g/cm3.
a) Calcular la densidad del CO2 en CNTP según la experiencia y el error relativo
porcentual si el valor aceptado es 1,977 g/l.
b) Explicar, justificando en cada caso, si el error cometido pudo deberse a las
siguientes situaciones: (i) no se equilibró la presión de CO2 dentro de la ampolla
con la presión atmosférica luego de desconectarla del Kipp; (ii) no se hizo
suficiente vacío antes de hacer la pesada de la ampolla vacía; (iii) el tren
purificador del Kipp no tenía el frasco conteniendo sílica gel.
PROBLEMA G9
Un compuesto tiene una composición igual a 85,7% de C y el resto de H. Si la
densidad del vapor es 2,11 g/l a 30 oC y 700 torr, deduzca su fórmula molecular.
PROBLEMA G10
En un experimento similar al trabajo práctico de densidad de gases se desea
medir la masa molecular promedio del aire seco. Se obtienen los siguientes datos:
masa de la ampolla vacía: 91,4715 g; masa de la ampolla con agua: 271,25 g;
masa de la ampolla llena con aire seco a 23 oC y 744 torr: 91,6843 g.
i)
Calcule la masa molecular del aire seco.
ii)
Suponiendo que el aire seco es una mezcla de O2 y N2 solamente,
calcule el porcentaje en moles de O2 en el aire seco.
PROBLEMA G11
La densidad del CO2 en CNTP es 1,977 g/l.
a) ¿Cuánto pesará una ampolla de Regnault llena con CO2 a 764,4 mmHg de
presión y 18 ºC si su volumen es 491,7 ml y vacía pesa 137,42 g?
b) ¿Cuánto pesará la misma ampolla llena de agua? (densidad del agua a 18 ºC =
0,9985976 g/ml)
c) ¿Qué presión tendrá el gas dentro de la ampolla si ésta se lleva a 48 ºC? ¿Cuál
será la densidad del gas en estas condiciones?.
PROBLEMA G12
En una experiencia de determinación de peso molecular por el método de Victor
Meyer se obtuvieron los siguientes resultados:
Masa de la ampollita: 2,2001g
Masa de la ampollita con la sustancia problema: 2,3726 g
Presión atmosférica: 755,0 torr
Temperatura: 20,8 oC
Altura de agua: 4,0 cm por encima del nivel externo
Presión de vapor del agua a 20,8 oC: 18,422 torr
Volumen de aire: 41,0 ml
Si la composición de la muestra es: 24,2 % de C, 4,0% de H y 71,7% de Cl,
calcular: (a) el peso molecular de la sustancia, (b) el error relativo porcentual
cometido den la determinación; (c) el volumen de gas en la campana para gases,
si por un mal insuflado hubieran pasado 15% en moles de sustancia problema de
una determinación anterior.
REACCIONES DE OXIDACIÓN - REDUCCIÓN
PROBLEMA R1
Sabiendo que el Al reduce al Zn, Pb y Co, que el Zn es oxidado por el Pb y Co y
que el Pb no reacciona con el CoCl2. Ordene los cuatro elementos según su
tendencia a oxidarse y escriba las reacciones indicadas balanceadas.
PROBLEMA R2
En el laboratorio se observan las siguientes reacciones:
Z3+ + X  Z2+ + X2+
Y + Z3+  no ocurre
Y + W2+  Y+ + W
Indique el orden creciente de tendencia a oxidarse utilizando las especies
correctas. Complete y balancee las siguientes ecuaciones en caso de que ocurran:
Y + Z2+
X + Y+
W + X2+
Z3+ + W
PROBLEMA R3
Un frasco sin rótulo podría contener una de las siguientes sustancias: Na2SO3,
FeSO4 o IK. A los efectos de identificar la sustancia, se pesan 0,1530 g de la
misma y se titulan con 8,80 ml de una solución 0,0553 M de KMnO4. (a) Establecer
qué sustancia contenía el frasco y (b) balancear por el método del ión-electrón
todas las reacciones redox posibles.
PROBLEMA R4
Se toman 10,00 ml de una muestra que contiene I2 y se titulan con solución de
Na2S2O3 0,1000 M, gastándose 7,50 ml. Calcule cuántos grs de I2 se pesaron para
preparar 50,00 ml de la solución original.
PROBLEMA R5
Se prepara una solución de H2O2 tomando 10,00 ml de otra solución más
concentrada y llevando a 500 ml en un matraz. Con la solución más concentrada
se titularon 0,5100 g de IK, gastándose 22,00 ml (la titulación se realizó en medio
ácido). Calcular las concentraciones Normal y Molar de ambas soluciones de
peróxido de hidrógeno.
PROBLEMA R6
A 15,00 ml de una solución de KMnO4 se agrega H2O2 en exceso en medio ácido.
Se recogen 22,50 ml de O2(g). Si la reacción tiene un 100,0% de rendimiento, cuál
será la concentración Molar de la solución?. ¿Cuál sería la normalidad en medio
ácido y medio alcalino?.
PROBLEMA R7
Sabiendo que el Cu no es capaz de reaccionar con el HCl pero en cambio es
oxidado frente al AgNO3, intente completar las siguientes reacciones si es que
ocurren: Cu(NO3) + Ag 
Ag + HCl 
H2 + AgNO3 
PROBLEMA R8
Se determinó la pureza de una muestra de sulfato ferroso disolviendo 2,500 g de
la misma en agua acidificada con ácido sulfúrico y llevando a volumen en un
matraz de 50,00 ml. Se tomaron 10,00 ml de esa solución y se titularon con
permanganato de potasio 0,1000 N gastándose 25,00 ml hasta visualizar el punto
final. a) ¿Cómo determinaría experimentalmente el punto final de la titulación?. b)
Escriba las hemirreacciones y la ecuación molecular equilibrada. c) Indique agente
oxidante y reductor. d) Exprese la pureza del sulfato ferroso en % p/p. PAR: Mn =
55; K = 39; S = 32; O = 16; Fe = 55.8; H = 1.
PROBLEMA R9
a) Sabiendo que el Zn es atacado por el ácido clorhídrico y el cobre y la plata no lo
son y que en la reacción del cobre con la solución de nitrato de plata la solución
final era color celeste, complete (si ocurren) y equilibre las reacciones en el
laboratorio:
i) Zn + HCl, ii) Zn + AgNO3, iii) Cu + AgNO3 , iv) Cu + HCl
b) Ordene los iones Zn2+, Cu2+, H+ y Ag+ de acuerdo a su capacidad oxidante. c)
Escriba las hemirreacciones que involucran el agua oxigenada como agente
reductor y como agente oxidante en medio ácido e indique cómo se calcula el
peso equivalente en cada caso.
PROBLEMA R10
Se hacen reaccionar 2,70 g de KMnO4 con 0,16 moles de H2O2 en medio ácido
(H2SO4). a) Escribir las ecuaciones redox y la ecuación molecular balanceada. b)
¿Cuántos litros de oxigeno en CNPT se obtienen?. c) ¿Cuántos equivalentes de
reactivo en defecto reaccionan?. d) ¿Cuántos equivalentes de reactivo en exceso
quedarán sin reaccionar?.
PROBLEMA R11
a) Sabiendo que: A++ + Bo  Ao + B+ A++ + Co  no reaccionan C++ + Do  Co
+ D++ y Do + B+  Bo + D++ Ordenar las especies correctas según poder
reductor creciente e indicar si ocurren o no las siguientes reacciones: Ao + D++ 
y Bo + C++ .
PROBLEMAS ADICIONADOS DE TERMOQUIMICA Y CALORIMETRÍA
PROBLEMA T1
Calcule la entalpía estándar de formación del sulfuro de carbono (CS2) teniendo en
cuenta que:
C(grafito) + O2(gas)  CO2(gas)
∆Ho = -393.5 kJ
S(rómbico) + O2(gas)  SO2(gas)
∆Ho = -296.1 kJ
o
∆H = -1072 kJ
CS2(liq.) + 3 O2(gas)  CO2(gas) + 2 SO2(gas)
PROBLEMA T2
Calcular el calor de formación del benceno, C6H6(l), si se conoce su calor de
combustión
(-780 kcal/mol) y los calores de formación del H2O(l) (-68 kcal/mol) y del CO2(g) (-94
kcal/mol).
PROBLEMA T3
a) Calcular el H de combustión del acetileno gaseoso (C2H2) sabiendo que el Hf
de CO2(g) es –94,1 kcal/mol, el de H2O(l) es –68,3 kcal/mol y el de C2H2(g) es 54,8
kcal/mol.
b) Calcular el cambio de entalpía que se produce cuando 10 g de agua se
calientan desde –10 hasta 120 ºC a presión constante. Datos: Hvap = 539 cal/g;
Hfus = 80 cal/g; c(H2O(g)) = c(H2O(s)) = 0,52 cal/ºCg; c(H2O(l)) = 1 cal/ºCg
PROBLEMA T4
En una experiencia realizada en el TP de determinación del calor de neutralización
se colocan en un calorímetro de E= 40,0 cal/oC;150,0 ml de agua destilada y 20,0
ml de solución de NaOH 1,2255 M (a 25.00 oC); luego se agregan 10,00 ml de un
ácido fuerte de concentración 0,7220 M. Sabiendo que la temperatura final del
sistema es 25,90 oC y que el hidróxido está en exceso , indique, justificando su
respuesta, si el ácido agregado es monoprótico o diprótico (desprecie el calor de
dilución). ∆Hneutr. = -13.7 Kcal/eq.
PROBLEMA T5
En un calorímetro de E = 49,0 cal/ºC se hacen reaccionar 30,0 ml de NaOH
1,2732 M con 10,00 ml de una solución 0,7402 M de un ácido fuerte desconocido.
Además en el calorímetro se agregan 80,0 ml de agua. El T obtenido es de 1,31
ºC. Al repetir la experiencia pero arrojando los 10,00 ml de ácido ahora sobre
110,0 ml de agua el T obtenido es de 0,11 ºC. Sabiendo que el H de
neutralización es –13700 cal/equivalente determinar si el ácido era mono o
diprótico.
PROBLEMA T6
Calcule la cantidad de calor que hay que proporcionarle a 125 grs de hielo a una
temperatura de –10 oC para llevarlo a vapor a 150 oC. Los calores específicos del
hielo y del vapor son iguales a 0,50 cal/g oC. Los calores latentes de fusión y de
vaporización son 1440 cal/mol y 10500 cal/mol.
PROBLEMA T7
Un calorímetro adiabático de 40 cal/oC de capacidad calorífica se llena con 100 ml
de agua caliente, equilibrándose la temperatura del sistema en 85 oC. Se le
agregan al mismo 20 g de hielo a –5 oC. Calcular la temperatura final del sistema.
Calor específico del agua liquida: 1 cal/g oC
Calor específico del hielo: 0,5 cal/g oC
Calor de fusión del agua: 80 cal/g.
PROBLEMA T8
Sabiendo que a 25 ºC y 1 atm la entalpía de formación del NH4NO3 (s) es –87,93
kcal/mol y que las entalpías normales de formación del N2O (g) y del H2O (l) son
+19,49 kcal/mol y –68,37 kcal/mol, respectivamente, calcule el H para la
reacción: NH4NO3 (s)  N2O (g) + 2 H2O (l)
PROBLEMA T9
A un calorímetro de E=45 cal/oc que contiene 100 ml de agua y 20,0 ml de NaOH
0,456 M se le agregan 10,0 ml de H2SO4 0,354 M. Si durante una experiencia
similar donde la solución de NaOH fue sustituida por 20,0 ml de agua se produjo
una variación de temperatura de 0,02 oC, y el calor de neutralización es 13700
cal/eq, calcule: i) el calor de dilución por equivalente de ácido; ii) la variación de la
temperatura total que se habrá medido en la experiencia de neutralización.
PROBLEMA T10
Establezca si las siguientes premisas son verdaderas o falsas, justificando su
respuesta:
1. Todos los calorímetros tienen el mismo equivalente en agua E.
2. El calor liberado en la neutralización de HNO3 con KOH es –13.7 kcal/equiv.
3. El calor liberado en la neutralización de ácido acético (ácido débil) con hidróxido
de amonio (base débil) es –13.7 kcal/equiv.
PROBLEMA T11
(a) Para determinar el E (equivalente en agua) de un calorímetro se le agregan 20
ml de agua destilada estabilizándose la temperatura en 25,0 oC. Luego se le
agregan 150 g de cobre a 200 oC siendo la temperatura final del sistema igual a
63,0 oC (suponga que el calorímetro es adiabático). ¿Cuál es el valor de E?
Calor específico del Cu = 0,092 cal/g oC; Calor especifico del H2O liquida = 1 cal/g
o
C
(b) Al calorímetro anterior se le agregan 180 ml de agua destilada, 20,00 ml de
HNO3 0,850 M y 40,00 ml de NaOH 0,720 M. ¿Cuál será la variación de
temperatura que sufrirá el sistema? (suponga que las soluciones, el agua y el
calorímetro estaban inicialmente a igual temperatura, realice las mismas
suposiciones que en el trabajo práctico).
H(neutralización) = -13700 cal/equ; H(dilución del ácido) = -1000 cal/equ.
PROBLEMA T12
Para determinar el equivalente en agua (E) de un calorímetro se le agrega 10 g de
hielo estabilizándose la temperatura en –5 ºC. Luego se agrega 120 g de cobre a
200 ºC siendo la temperatura final del sistema igual a 26,0 ºC (suponer que el
calorímetro es adiabático). ¿Cuál es el valor de E?
Datos: ce del Cu = 0,092 cal/gºC; ch del H2O sólida = 0,51 cal/gºC; ce del H2O
líquida = 1 cal/gºC; Hfus del agua = 80 cal/g.
PROBLEMA T13
Se usa un calorímetro cuyo E es 30 cal/gºC en un experimento de calor de
neutralización, agregando 40,0 ml de agua destilada, 40,0 ml de solución de
NaOH 1,510 M y por último 10,00 ml de solución de H2SO4 0,930 M. ¿Cuál será la
variación de temperatura que sufrirá el sistema? Considere despreciable el calor
de dilución del NaOH.
Datos: H neutralización = –13700 cal/eq; H dilución del ácido = –1000 cal/eq
PAR: C = 12; H = 1; O = 16; Mn = 55; S = 32; K = 39; Na = 23; Cl = 35,5; N = 14.
PROBLEMA T14
a) Calcule el calor liberado cuando se mezclan a 25 ºC 10 ml de solución de ácido
sulfúrico 0,15 M, 20 ml de solución de ácido clorhídrico 0,10 M y 10 ml de solución
de hidróxido de sodio 0,40 M ( Hn = –13,7 kcal/eq, desprecie el calor de dilución).
b) Si la mezcla anterior se realiza en un termo que contiene 50 ml de agua a 25 ºC
y cuyo equivalente en agua es 27 cal/ºC, ¿cuál será la temperatura final del
sistema?
PROBLEMA T15
(a) Calcular el calor de formación del pentano C5H12(l), si su calor de combustión
es –838,78 kcal/mol y los calores de formación del H2O(l) y del CO2(g) son –68.3
kcal/mol y –94.0 kcal/mol, respectivamente.
(b) Calcular el cambio de energía interna a 25 oC que acompaña a la reacción del
inciso (a).
PROBLEMA T16
Las entalpías de formación a 25 oC del metano (CH4) gaseoso, del CO2(g) y del
agua liquida son –19,8 kcal/mol, -93,9 kcal/mol y –68,3 kcal/mol, respectivamente.
(a) Determinar la entalpía de combustión del metano (considere que se produce
agua liquida). En otro experimento, se queman 0,50 g de metano con la cantidad
estequiométrica de oxigeno en un calorímetro (E = 45 cal/oC) que contiene 2000
ml de agua inicialmente a 25 oC. (b) Calcular la temperatura final y (c) la variación
de energía interna molar de la combustión de metano.
Calor específico del agua = 1,0 cal/g oC; densidad del agua = 1 g/cm3
R = 1,98 cal/mol K
PROBLEMA T17
a) Se mezclan 50,0 ml de una solución de HNO3 2,55 %p/v con 20,0 ml de otra
solución de H2SO4 0,283 M. Se toman 10,0 ml de la solución resultante y se
agregan a un calorímetro igual al usado en el trabajo práctico. El calorímetro
contiene 70 ml de H2O y 30 ml de una solución de NaOH 0,35 M. Sabiendo que el
equivalente en agua del calorímetro es 29,5 cal/ºC, que el calor de neutralización
es –13,7 kcal/eq, que el calor específico del H2O es 1,00 cal/gºC y que el calor de
dilución de la solución de los ácidos es despreciable, calcular el aumento de
temperatura de la experiencia.
b) Predecir para las siguientes situaciones si el cambio de temperatura será
mayor, menor o igual al obtenido en el inciso a). Justifique adecuadamente.
(i) Si el mismo experimento se realiza en otro calorímetro de mayor equivalente de
agua.
(ii) Si se agregan al calorímetro 30 ml de H2O en vez de 70 ml.
(iii) Si el calor de dilución no es despreciable.
PROBLEMA T18
Conocidas las siguientes entalpías de formación normales del gas propano (C3H8)
(–183,8 kJ/mol), del dióxido de carbono gaseoso (–393,5 kJ/mol) y del agua
líquida (–285,5 kJ/mol). Calcule el calor de combustión del propano a 298 K y 1
atm.