Ejercitación Adicional: Sistemas Materiales I.I.C. F.Q. 1°] ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? a) “Un sólido cristalino puede ser representado como partículas muy cercanas unas de otras, ordenadas regularmente.” b) “En un gas las partículas están más separadas entre sí con respecto a las de un sólido o a las de un líquido.” c) “Las partículas que constituyen un gas se mueven en forma casi independiente unas de otras y entre ellas hay espacio vacío”. 2°] ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? Justifique. a) “Un sistema formado por azúcar y agua puede ser homogéneo o heterogéneo, dependiendo de la temperatura a la cual se encuentre”. b) “Un sistema formado por varias sustancias diferentes siempre tendrá más de una fase”. c) “Un sistema formado por dos cubos de hielo en agua tiene un componente y dos fases” d) “Son propiedades intensivas de un sistema su punto de fusión, su densidad, su punto de ebullición y su volumen”. e) “El punto de ebullición del agua es siempre 100°C” 3°] Los puntos de fusión normales del mercurio y del etanol son -39°C y -117°C respectivamente, y ambos son líquidos a temperatura y presión ambientes. ¿Cuál/es de las siguientes afirmaciones es/son correcta/s? a) “A -37°C el etanol y el mercurio son gases” b) “ A -100 °C ambas sustancias son sólidas”. c) “ A -113 °C el etanol es líquido y el mercurio es sólido” d) “A -30°C el etanol es sólido y el mercurio es líquido” 4°] A una presión de 1 atm una cierta sustancia funde a -38 °C y hierve a 137 °C. Se necesita realizar una experiencia con esa sustancia en estado líquido a 1 atmósfera. ¿A cuál/es de estas temperaturas se podrá realizar la experiencia? a) -40 °C b) 130 °C c) 140 °C d) -20°C 5°] Una muestra de una solución de agua y sal ocupa un volumen de 50.0 ml y tiene una masa de 54.8 g. Calcular la densidad de la solución. 6°] Se dispone de dos muestras de igual masa. Sabiendo que la densidad de la muestra A es 0.130 g/ cm3 y la densidad de la muestra B es 0.420 g/ cm 3, determinar cuál muestra tiene un volumen mayor. 7°) La densidad del agua líquida a 4° C y 1 atm. es 1,00 g/cm3; y en estado gaseoso a 100 °C y 1 atm su densidad es 5,88 x10-4 g/cm3. Explicar a que se debe tal diferencia. 8°] ¿Cuál/es de las siguientes afirmaciones es/son correctas? Justifique. a) “ la sal de mesa y el vino son sustancias simples” b) “ el agua (H2O) es una sustancia simple “ c) “ el oxígeno (O2) es una sustancia compuesta” d) “ Una solución es una mezcla homogénea de al menos dos sustancias” 9°) Clasificar los siguientes sistemas en sustancias simples, soluciones: a) Calcio (Ca) b) Agua y alcohol e) Ozono (O3) f) Amoníaco (NH3) i) Azúcar disuelta en agua compuestas, mezclas heterogéneas o c) Carbono (C) d) nafta g) Aire filtrado h) granito j) Óxido de calcio (CaO) 10°) Un sistema está formado por 35,0 g de azufre en polvo, 15,0 g de limaduras de hierro y 10.0 g de limaduras de cobre. a) ¿Se trata de un sistema homogéneo o heterogéneo? b) Calcule su composición centesimal. 11°] Una solución acuosa, cuya masa es 250 g contiene 5 % de azúcar y 12,2 % de sal. Calcular las masas de azúcar, sal y agua presentes en la solución. Edición 2012 1 Prof. Lic. Pablo Andrés Manzano Ejercitación Adicional: Sistemas Materiales I.I.C. F.Q. 12°] Se dispone de 550 g de una solución de etanol y agua conteniendo 10.0 % de etanol. Se agregan al sistema dos cubitos de hielo de 6.00 g cada uno y un trozo de alambre de cobre ( =8.92 g/cm3) cuyo volumen es de 600 mm3. a) Determinar cuántas sustancias constituyen el sistema final, ¿Cuáles de ellas son simples y cuáles compuestas? b) Calcular la composición centesimal del sistema final. Respuestas ejercicios 1 a 12: 1°) V-V-V 2°) F-F-V-F-F. 3°) F-F-V-F 4°) b, d 5°) 1,096 g/ml 6°) Muestra B (V=m/d) 8°) F-F-F-V 9°) a) SPS-b)S-c)SPS-d)S-e)SPS-f)SPC-g)S-h)MH-i)S-j)SPC 10°) a) He- b) 58.33 %S – 25 % Fe – 16.67 % Cu 11°) 12.5 g de Azúcar – 30,5 g de sal y 207 g de agua 12°) a) 3 sustancias: agua ©, etanol © y cobre (s) . b) 9.7 % etanol – 87.25 % agua – 2.12 % Hielo – 0.94 % Cu 13º) De la siguiente lista: destilación-emulsión-intensiva-incrustaciones-niebla-filtración Seleccionen: a) el nombre de una mezcla del tipo aceite-agua. b) Lo que se forma en una pava cuando hierve en ella agua dura. c) Un ejemplo de sistema heterogéneo d) Un método que permite separar los componentes de una solución. e) Un método físico de separación 14º) Para cada una de las siguientes afirmaciones indique si es correcta o falsa y por qué: a) La filtración es un método de fraccionamiento b) El volumen es una propiedad intensiva c) El peso específico del hierro es 7,86 y el del aluminio es 2.7, en consecuencia, un container lleno de hierro pesa 2.91 veces más que el mismo container lleno de aluminio. 15º) Los anestésicos locales en aerosol, se basan en la evaporación de una sustancia volátil, algo equivalente en cuanto a sus resultados, a aplicarse hielo sobre la zona dolorida. Explique brevemente el funcionamiento de estos anestésicos locales a partir de sus conocimientos sobre los cambios de estado. 16º) Se prepara un sistema material a partir de las siguientes sustancias: 300 ml de agua 250 ml de alcohol cuya densidad es 0.79 g/ml 150 ml de aceite cuya densidad es 0.82 g/ml 15 g de sal soluble 45 g de azúcar 25 g de arena 80 g de limadura de hierro 120 g de limadura de cobre 80 g de naftalina molida. 4 clavos de hierro de 8 g c/u Clasifique el sistema indicando tipo de sistema, fases, componentes, tipos de sustancias. Plantee un mecanismo secuencial separativo indicando la composición centesimal del sistema en cada etapa del proceso. 17º) Calcular la composición centesimal de los sistemas siguientes: a) una mezcla de albañilería que contiene 50 kg de arena, 20 kg de cal y 10 kg de cemento. b) 98 g de ácido sulfúrico que contienen 2 g de Hidrógeno, 64 g de oxígeno y el resto de azufre. c) Una torta cuyos ingredientes son ¼ kg de harina, 4 huevos de 50 g c/u, 80 g de manteca y 150 g de azúcar. Rtas: a) 62,5 %;25%;12,5% b) 2,04 %;65,31%;32,65% c) 36,8%;29,4%;11,8%;22% Edición 2012 2 Prof. Lic. Pablo Andrés Manzano Ejercitación Adicional: Sistemas Materiales I.I.C. F.Q. 18º) El acero inoxidable grado 317 contiene 0,08 % de C, 2 % Mn, 0,04 % P, 0,03 % S, 0,75 % Si, 20 % Cr, 14 % Ni, 4 % Mo y el resto hierro. ¿Qué cantidad de cada uno de estos metales se necesita para fabricar un cuchillo cuya hoja pesa 125 g? Rta: 100 mg C, 2,5 g Mn, 50 mg P, 37,5 mg S, 937,5 mg Si, 25 g Cr, 17,5 g Ni, 5 g Mo, 73,875 g Fe 19º) La leche de vaca es un sistema constituido aproximadamente por 3,5 % de grasa, 5 % de hidratos de carbono, 1 % de sales minerales, 3% de proteínas y el resto agua. Calcular: a) Volumen de leche (p: 1,030 g/cm3) necesario para obtener una tonelada de leche en polvo suponiendo que el agua se evapora totalmente. b) Composición centesimal de la leche así obtenida. Rtas: a) 7767 litros; 28% grasa; 40 % hidratos de carbono; 8 % sales; 24 % proteínas. 20º) Se disuelven 200 g sal en una olla que contiene 3 litros de agua. Luego se evapora hasta alcanzar la mitad del volumen original y se agregan 50 g más de sal. Calcular la composición centesimal del sistema final. Rta: 14,28 % Sal – 85,71 % Agua 21º) Para la construcción de una campana de una iglesia en Inglaterra se utilizó una aleación constituida por 80% de cobre, 10,25% de estaño, 5,50% de zinc y 4,25% de plomo. Sabiendo que el peso de la campana es de 1,5 toneladas, calcular que cantidad de cada uno de los metales se requirió para su construcción. Rta: 1,2 T Cu;153,75 kg Sn ;82,5 kg Zn y 63,75 kg Pb 22º) La alpaca de primera calidad es una aleación que contiene 25% zinc, 52% cobre y el resto níquel. ¿Cuánto pesará una barra cilíndrica de alpaca de 80 cm de largo por 7 cm de diámetro? Pe: Zn: 7,14 g/cm3, Cu: 8,92 g/cm3; Ni: 8,902 g/cm3 Rta: 25,84 Kg 23º) Para la fabricación de leche condensada se parte de leche entera (Pe: 1,03 g/ml) compuesta por 4,8 % de hidratos de carbono, 3,2 % de proteínas, 3,9 % de grasas y el resto agua a la cual se le evapora agua obteniéndose un líquido cuya densidad es 1,3 g/ml, luego se le agrega un 30 % en peso de azúcar. Calcular la composición centesimal de la leche condensada. Rta:. 52,33 % Hidratos; 19,5 % Proteínas; 23,77 % Grasas y 4,4 % Agua Edición 2012 3 Prof. Lic. Pablo Andrés Manzano