Principios de Química I Problemas PRINCIPOS DE QUIMICA I GUIA DE PROBLEMAS Unidad Docente de Principios de Química ESCUELA DE QUIMICA, UCV COAUORES Han contribuido a la elaboracin de esta !uía los Pro"esores Eduardo Al#arado Víctor So$o Mar% Lorena Arau$o &imm% Castillo DERECHOS RESERVADOS 2011 por Escuela de Química UCV Ciudad Universitaria, Caracas. Todos los derechos reservados. Queda prohibida, salvo excepción prevista en la ley, cualquier forma de reproducción distribución, comunicación pública y transformación de esta obra sin contar con autorización de los titulares de propiedad intelectual. La infracción de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (art. 270 y sgts. código penal) CONENIDO Pro!rama "# Unidad I# $undamentos de %a Química '('( )ema )ema *( '( Este+uiometría Ci"ras si!ni"icati#as '(*( '(( )ema ( -omenclatura % "ormulacin de compuestos inor!.nicos '(/( )ema /( 0eacciones % ecuaciones +uímicas '(1( )ema 1( Disoluciones &# Unidad II# $undamentos de %a Química *('( )ema 2( Estructura atmica *(*( )ema 3( )abla peridica *(( )ema 4( Enlace +uímico *(/( )ema 5( 0eacciones redo6 '# Unidad III# Gases( %í)uidos * s+%idos ('7( )ema '7( El estado !aseoso (''( )ema ''( Me8clas de !ases % reacciones en estado !aseoso ('*( )ema '*( Introduccin al estado lí+uido Cambios de 9ase ('( )ema '/( '( Disoluciones ('/( Ideales Pro!rama UNIDAD I# $undamentos de Química EMA "# Introducci+n a %a Ciencia * %a Química Un repaso super"icial sobre el ori!en % e#olucin de la ciencia % la +uímica en particular: el camino de la Al+uimia a las -anopartículas( El m;todo cientí"ico, sus principios e implicaciones( 0epaso de conceptos matem.ticos b.sicos( Ma!nitudes, Unidades <!, =!, L, mL, etc(> % cmo escribirlas( EMA &# Le*es $undamenta%es e Introducci+n a %a Este)uiometría Clasi"icacin de la materia( La#oisier % la Le% de la Conser#acin de la Masa: Einstein % la Le% de Conser#acin de la Ener!ía: Proust % la Le% de las Proporciones De"inidas: Dalton % la Le% de las Proporciones M?ltiples: @a%Lussac % la Le% de los Vol?menes de Combinacin( Btomos % mol;culas el sur!imiento % aceptacin de la teoría atmica de la materia( La Hiptesis de A#o!adro % el concepto de mol( Concepto de uma % relacin !mol uma( 9rmulas moleculares relaciones entre el n?mero de partículas, la masa, el n?mero de masas mol, lamolares, densidad,composiciones etc( La masacentesimales atmica( El %si!ni"icado de los subíndices en una "rmula +uímica( C.lculo de "rmulas empíricas( EMA '( Nomenc%atura * ,ormu%aci+n de compuestos inor!-nicos# er8elius % los Símbolos +uímicos( La -omenclatura )radicional % los "undamentos de las nomenclaturas Stoc= % Sistem.tica( EMA .# Reacciones * Ecuaciones )uímicas# Descripcin % tipos de reacciones +uímicas( Ecuaciones +uímicas( Di"erencia entre reacciones % ecuaciones +uímicas( alanceo de ecuaciones % el si!ni"icado de los coe"icientes en una ecuacin( C.lculos este+uiom;tricos( 0elaciones entre masas % mol, aplicaciones( 0eacciones con reacti#o limitante( C.lculo de la pure8a de un reacti#o a partir de la cantidad obtenida de un producto( )EMA 1( Diso%uciones# Los estados slido, lí+uido % !aseoso: di"erencias % similitudes( Di"erencia entre "ase % estado "ísico( Me8clas Fomo!;neas % Fetero!;neas( Las disoluciones como me8clas Fomo!;neas en "ase lí+uida( Soluto % sol#ente( Sol#atacin, % el por+u; del límite de solubilidad: dependencia de la solubilidad con la temperatura( Di"erencia entre disolucin % dilucin( Unidades de concentracin Gmm, Gm#, G##, partes por milln <ppm>, molaridad, molalidad: "raccin molar % su aplicacin en !ases( Intercon#ersin de unidades( Preparacin de disoluciones % diluciones( Descripcin del material de #idrio a utili8ar en un laboratorio para la preparacin de soluciones % los pasos a se!uir( UNIDAD &# Estructura At+mica * Mo%ecu%ar )EMA 2( Introducci+n a %a estructura a t+mica# 0ecuento de los di"erentes modelos atmicos % propuestas sobre la estructura de la materia El modelo de )Fomson( El modelo de 0utFer"ord % la naturale8a nuclear del .tomo( Planc=, Einstein % la cuanti8acin de la ener!ía( El modelo cu.ntico de oFr( La dualidad ondapartícula de De ro!lie, el Principio de Incertidumbre de Heisenber! % la Ecuacin de ScFrdin!er( rbitales atmicos % n?meros cu.nticos n, l, m l % ms( Con"i!uraciones electrnicas Principio de e6clusin de Pauli, re!la de Hund, % Principio de Au"bau( )EMA 3( La a/%a peri+dica# Dbereiner, -eJlands, CFancourtois( La )abla de Mendele$e# % Me%er( La )abla Peridica moderna % las nue#as propuestas( Principales propiedades peridicas radio atmico, ener!ía de ioni8acin( Conceptos de a"inidad electrnica % electrone!ati#idad( )endencias !enerales de las propiedades +uímicas de los elementos( 9ormas de di#idir la )abla Peridica @rupos principales: blo+ues s, p, d, ": metales, nometales, metaloides( )EMA 4( En%aces )uímicos# Enlaces Intramoleculares Concepto de enlace( )ipos de enlaces inico, co#alente <normal % dati#o> % met.lico( )ipos de enlaces +ue "ormarían dos elementos cuales+uiera se!?n su posicin en la tabla( 0e#isin del concepto de Electrone!ati#idad( Polaridad de los enlaces( Estructuras de LeJis % la 0e!la del cteto( 9orma espacial de las mol;culas )eoría de la 0epulsin de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia( Enlaces Intermoleculares 9uer8as de #an der Kaals Puentes de Fidr!eno, interacciones dipolodipolo, "uer8as de dispersin de London( Interacciones in dipolo % re#isin del "enmeno de sol#atacin en soluciones )EMA 5( Reacciones de 01ido2Reducci+n 3RedO14 Estado o n?mero de o6idacin( Di"erencia entre #alencia % estado de o6idacin( Conceptos de o6idacin % reduccin( A!ente o6idante % a!ente reductor( Concepto de semiecuacin( alanceo de ecuaciones 0ed6 por el m;todo del inelectrn( UNIDAD '# Gases( Lí)uidos * S+%idos )EMA '7( E% Estado Gaseoso# 0e#isin de las di"erencias % similitudes entre los estados slido, lí+uido % !aseoso( Comportamiento % características de los !ases( Características( Concepto de !as ideal % de !as real( Los e6perimentos de o%le % Mariotte % la relacin presin#olumen( @a%Lussac, la Fiptesis % Le% de A#o!adro % la relacin cantidad #olumen( La Le% de CFarles, la modi"icacin de Lord el#in % el concepto de temperatura absoluta( La ecuacin de estado de los !ases ideales( Condiciones( )eoría cin;tica de los !ases( Postulados, deducciones, #elocidades moleculares, distribucin( Ener!ía cin;tica % su relacin con la temperatura( Comparacin de resultados tericos con e6perimentales( Le% de di"usin % e"usin de @0AHAM, concepto de di"usin % e"usin( )EMA ''( Me5c%as de !ases * reacciones en est ado !aseoso# Le% de las presiones parciales de Dalton( 0eacciones en estado !aseoso( 0ecoleccin de !ases sobre a!ua( Des#iacin del comportamiento ideal !ases reales )EMA '*( Introducci+n a% estado %í)uido Características de las disoluciones( )ipos de enlaces predominantes( E+uilibrio lí+uido#apor, e#aporacin( Propiedades !enerales de los lí+uidos presin de #apor, punto de ebullicin % con!elacin( )EMA '( Cam/ios de $ase Enlaces en los cambios de "ase( Dia!ramas de 9ase % procesos in#olucrados( Interpretacin del dia!rama( Cambios ener!;ticos, t;rmicos % de presin( E$emplos a!ua, di6ido de carbono, %odo( )EMA '/( Diso%uciones Idea%es De"inicin( Le% de 0aoult( Aplicaciones( Disolucin de solutos no #ol.tiles( Propiedades coli!ati#as descenso de la presin de #apor, aumento del punto de ebullicin, descenso del punto de con!elacin, presin osmtica( UNIDAD I $undamentos de )uímica ema "# Ci,ras si!ni,icati6as G%osario A%)uimia# La al+uimia <del .rabe al=Nmi%O> es una anti!ua pr.ctica protocientí"ica % una disciplina "ilos"ica +ue combina elementos de la +uímica, la metalur!ia, la "ísica, la medicina, la astrolo!ía, la semitica, el misticismo, el espiritualismo % el arte( MucFos a"irman +ue la e6presin actual, le!ada directamente por los .rabes, puede ser di#idida en dos partes el artículo al % el t;rmino cFemia +ue si!ni"ica tierra o suelo ne!ro( Se!?n esta Fiptesis, los musulmanes se re"erían a las oscuras tierras de E!ipto donde Fabrían aprendido los primeros secretos de la misteriosa ciencia( scientiaRconocimientoR> <del latínmediante es el de con$unto de conocimientos Ciencia# La ciencia estructurados obtenidos la obser#acin patrones re!ulares, desistem.ticamente ra8onamientos % de e6perimentacin en .mbitos especí"icos, de los cuales se !eneran pre!untas, se constru%en Fiptesis, se deducen principios % se elaboran le%es !enerales % es+uemas metdicamente or!ani8ados( E6o%uci+n# Es el con$unto de trans"ormaciones o cambios a tra#;s del tiempo +ue Fa ori!inado la di#ersidad de "ormas de #ida +ue e6isten sobre la )ierra a partir de un antepasado com?n $actores de con6ersi+n# Es una "raccin en la +ue el numerador % el denominador son medidas i!uales e6presadas en unidades distintas, de tal manera, +ue esta "raccin #ale la unidad( Ma!nitud# Una ma!nitud es una propiedad o cualidad de un ob$eto a la +ue se le pueden asi!nar distintos #alores como resultado de una medicin cuantitati#a( M7todo cientí,ico( El m;todo cientí"ico <del !rie!o µετά Facia, a lo lar!o οδός camino: % del latín scientia conocimiento: camino Facia el conocimiento> es un m;todo de in#esti!acin usado principalmente en la produccin de conocimiento en las ciencias( El m;todo cientí"ico es un proceso destinado a e6plicar "enmenos, establecer relaciones entre los FecFos % enunciar le%es +ue e6pli+uen los "enmenos "ísicos del mundo % permitan obtener, con estos conocimientos, aplicaciones ?tiles al Fombre( Partes de% m7todo cientí,ico( Observación: es una acti#idad reali8ada por un ser #i#o <como un ser Fumano>, +ue detecta % asimila la in"ormacin de un FecFo, o el re!istro de los datos utili8ando los sentidos como instrumentos principales( El t;rmino tambi;n puede re"erirse a cual+uier dato reco!ido durante esta acti#idad( Inducción8 la accin % e"ecto de e6traer, a partir de determinadas obser#aciones o e6periencias particulares, el principio particular de cada una de ellas( Hipótesis8 es una proposicin aceptable +ue Fa sido "ormulada a tra#;s de la recoleccin de in"ormacin % datos, aun+ue no est; con"irmada sir#e para responder de "orma tentati#a a un problema con base cientí"ica( Experimentación8 consiste en el estudio de un "enmeno, reproducido !eneralmente en un laboratorio repetidas #eces en las condiciones particulares de estudio +ue interesan, eliminando o introduciendo a+uellas #ariables +ue puedan in"luir en ;l( Se entiende por #ariable todo a+uello +ue pueda causar cambios en los productos de un e6perimento % se distin!ue entre #ariable ?nico, con$unto o microscpico( Antítesis <del !rie!o αντίθεσις – contraposición, oposición : de las raíces anti~ – contra~ % Tesis – airmación, a!ioma> describe en !eneral una contra"airmación <ne!acin> a una proposicin <tesis>( Conclusión8 es una proposicin al "inal de un ar!umento, lue!o de las premisas( Porcenta9e# Un porcenta$e es una "orma de e6presar un n?mero como una "raccin de '77 <por ciento, +ue si!ni"ica Tde cada '77>( Es a menudo denotado utili8ando el si!no porcenta$e G, +ue se debe escribir inmediatamente despu;s del n?mero al +ue se re"iere, sin de$ar espacio de separacin( >, +ue si!ni"ica tierra> a la ciencia +ue Química# Se denomina +uímica <del .rabe =me <=em, estudia la composicin, estructura % propiedades de la materia, como los cambios +ue ;sta e6perimenta durante las reacciones +uímicas % su relacin con la ener!ía( Unidades# Una unidad de medida es una cantidad estandari8ada de una determinada ma!nitud "ísica( En !eneral, unidad de medida toma su #alor a partirse de un patrn ocomo de unaunidades composicin de otras de"inidasuna pre#iamente( Las primeras unidades conocen b.sicas o unidades de base <"undamentales>, mientras +ue las se!undas se llaman unidades deri#adas( Un con$unto de unidades de medida en el +ue nin!una ma!nitud ten!a m.s de una unidad asociada es denominado sistema de unidades( Ci,ras si!ni,icati6as Las ci"ras si!ni"icati#as son los dí!itos de un n?mero +ue consideramos no nulos( Norma Son si!ni"icati#os todos los dí!itos distintos de cero( E9emp%o :;&' tiene cuatro ci"ras si!ni"icati#as Los ceros situados entre dos ci"ras si!ni"icati#as son si!ni"icati#os( "<= tiene tres ci"ras si!ni"icati#as Los ceros a la i8+uierda de la primera ci"ra si!ni"icati#a no lo son( <(<<= tiene una ci"ra si!ni"icati#a Para n?meros ma%ores +ue ', los ceros a la derecFa de la coma :(<< tiene tres ci"ras si!ni"icati#as son si!ni"icati#os( Para n?meros sin coma decimal, los ceros posteriores a la ?ltima ; > "<& tiene una ci"ra si!ni"icati#a ci"ra distinta de cero pueden o no considerarse si!ni"icati#os( Así, ;(< > "<& tiene dos ci"ras si!ni"icati#as para el n?mero 37 podríamos considerar una o dos ci"ras si!ni"icati#as( Esta ambi!Wedad se e#ita utili8ando la notacin cientí"ica( Son ci"ras si!ni"icati#as <c(s> todos a+uellos dí!itos +ue pueden leerse directamente del aparato de medicin utili8ado, tienen un si!ni"icado real o aportan al!una in"ormacin, son dí!itos +ue se conocen con se!uridad <o e6iste cierta certe8a>( Cuando uno Face ciertos c.lculos, las ci"ras si!ni"icati#as se deben escribir de acuerdo a la incertidumbre del instrumento de medicin( Situaciones particu%ares Cuando las ci"ras no tienen sentido( La medida *,7/32 =! obtenida con una balan8a con resolucin de 7,777' =!, tiene cinco ci"ras si!ni"icati#as *,7,/ 3 % 2( El , no puede leerse en esta balan8a % por consi!uiente no tiene sentido( El punto decimal( Cuando tenemos +ue ,3'/ m 3,'/ dm 3',/ cm 3'/ mm, en todos los casos Fa% / ci"ras si!ni"icati#as( La posicin del punto decimal es independiente de ellas( Re!%as -?meros di"erentes de cero como ci"ras si!ni"icati#as( Cual+uier dí!ito distinto de cero es si!ni"icati#o( E$emplo 1'mm tiene tres ci"ras si!ni"icati#as ''*/! tiene cuatro ci"ras si!ni"icati#as El cero como ci"ra si!ni"icati#a( Los ceros utili8ados para posicionar la coma <antes de n?meros di"erentes de ;l>, no son ci"ras si!ni"icati#as( E$emplo 7,7715, tres ci"ras si!ni"icati#as <en notacin cientí"ica 1,5 6 '7 > ,3'/ m 7,773'/ =m ,3'/ 6'7 =m )omando en cuenta la se!unda i!ualdad se #e +ue el n?mero de c(s es / % los ceros a!re!ados no cuentan comoceros c(s situados entre dí!itos distintos de cero son si!ni"icati#os Los E$emplo 7'mm tiene tres ci"ras si!ni"icati#as '77/! tiene cuatro ci"ras si!ni"icati#as Si un n?mero es ma%or +ue la unidad, todos los ceros escritos a la derecFa de la coma decimal cuentan como ci"ras si!ni"icati#as E$emplo ,17'm tiene cuatro ci"ras si!ni"icati#as 5,717! tiene cuatro ci"ras si!ni"icati#as Para n?meros sin coma decimal, los ceros ubicados despu;s del ?ltimo dí!ito distinto de cero pueden ser o no ci"ras si!ni"icati#as( E$emplo Así *777 cm puede tener * ci"ras si!ni"icati#as <*, 6 '7 />, ci"ras si!ni"icati#as <*,7 6 '7 /> / ci"ras si!ni"icati#as <*,77 6 '7 />( Sería m.s correcto indicar el error, por e$emplo *777 ± ' <1 ci"ras si!ni"icati#as> Redondeo en n?meros Es mu% com?n +ue en cocientes como por e$emplo '7 o '2 o en n?meros irracionales como son π o e, se ten!a un sin n?mero de ci"ras decimales( En estos casos, el redondeo se e"ect?a usando los si!uientes criterios a( Si el dí!ito +ue si!ue a la derecFa de la ?ltima ci"ra si!ni"icati#a es menor +ue cinco, simplemente se suprime ;ste % todos los dem.s +ue le si!a, e$emplo, si se trata de redondear a d;cimas 3,4 < c(s> redondeado, da 3,4 <* c(s> '*,1/4 c(s> redondeado, da '*,1 < c(s> b( Si lo +ue si!ue a la derecFa de la ?ltima ci"ra si!ni"icati#a es ma%or +ue cinco, la ?ltima ci"ra si!ni"icati#a crece una unidad( E$emplo si se trata de redondear a mil;simas ,/413 < 1 c(s> redondeado, da ,/42 </ c(s> 2,'553 c(s> redondeado, da 2,*77 </ c(s> c( Si la ci"ra +ue si!ue a la +ue se +uiere redondear es precisamente cinco, la ci"ra redondeada sube una unidad si es impar, % se conser#a suprimiendo el cinco, si es par( E$emplo si la ?ltima ci"ra si!ni"icati#a es la de las cent;simas( ',/:1 redondeado, da ',/4 /1,'1 redondeado, da /1,/ par impar Operaciones con ci,ras si!ni,icati6as #$ma % resta con ciras si&niicati'as El resultado se e6presa con el menor n?mero de ci"ras decimales( Si se +uieren sumar una medida con mil;simas a otras dos con cent;simas % d;cimas, el resultado deber. e6presarse en d;cimas( E$emplo *2,7 X',/41 7,5 Menor n?mero de ci"ras decimales <'c(d> *4,/'1 12, 47 El resultado redondeado sería 12,4 <' ci"ra decimal> ($)tip)icación % *i'isión con ciras si&niicati'as Si se tiene un +ue producto di"erentes ci"ras entonces el resultado redondeado obedecer. a a+uella medida ten!acon el menor n?mero de si!ni"icati#as, ci"ras si!ni"icati#as *,171/ 6 *,*7 Menor n?mero de ci"ras si!ni"icati#as <> 3',1''44 El resultado redondeado es 3',1 < c(s> Al di#idir /,147 ÷ 7(3* '*(''4*4 El resultado redondeado +ue se reporta es '*, < c(s> $actores de con6ersi+n In,ormaci+n t7cnica operaciones aritm;ticas b.sicas X m.s o suma *X13 i!ual a o mismo #alor a' menos o resta 2/* Y6 multiplicacin di#isin <> par;ntesis <>Z cuadrado <>[ cubo ab si!ni"ica una di#isin ∆ <delta> M?%tip%os E$emplo 2* 6Y /* 4 <3*> X / 1 X / 5 <>Z Z 6 5 <>[ [ 6 6 *3 Si a 4 % b *, ab 4* 4 Y * / ∆) di"erencia de temperaturas Para determinar cual+uier "actor de con#ersin, donde inter#ienen dos o m.s unidades, el procedimiento es mu% simple: por e$emplo, el "actor para con#ertir m =! a "tlib, el cual es '2,7''4/3, se determina de la si!uiente manera E9ercicios resue%tos '( De un blo+ue de barro de 4 cm de arista( \Cu.ntas es"eras de ',1 cm de di.metro pueden Facerse] Solucin Primero calculamos el #olumen del blo+ue de barro <+ue no es nada m.s +ue la arista al cubo>, lue!o este ser. el #olumen total +ue tendremos para "abricar las es"eras( #b <4 cm> 1'* cm AFora calculamos el #olumen de una es"era de di.metro de ',1 πD π<',1 cm> v ',33 cm 2 2 9inalmente se tiene +ue 'es"era ^es"eras 1'* cm 6 *45,*2 es"eras ',33cm *( Un colibrí adulto tiene un peso promedio de ,* !, mientras +ue un cndor de cali"ornia tiene un peso de *'lb( \Cu.ntas #eces es m.s pesado el cndor +ue el colibrí] Datos ,* ! peso del colibrí peso cndor *' lb Con#ersiones (*! a lb( ' =! *,' lb 3,7/ ,* ! '777 ! ' ! '77 7,7737/ lb *' lb 7(7737/ lb *7(55*52 lbs 0espuesta El cndor pesa *7(55*52lbs m.s +ue el colibrí ( Determine la cantidad de =! de a!ua +ue se utili8aron en determinado proceso, si al calentar la muestra de a!ua de *7 !rados C a 37 !rados C se absorbieron ',36'7/ & de ener!ía( Sabiendo +ue E m <c(e>∆t Datos )i *7 C: )" 37 C: E ',36'7/ &: calor especí"ico <ce> /,'4/&! C ',36'7/ & m </('4/&! C> <37 C *7 C> de manera +ue m ser. m 4',* ! /( E6presar 1(2 días a microse!undo */F 27min 27se! 'micro se! '' 6 micro se! 1,2 días x ' día 6 'F 6 'min 6 7,777777 se! /,44/ 6 '7 micro se! 1( E6presar ',1 libra a centi!ramos 6 centi!ramos <c!s> ',1 lb 6 7,/115 ! '777 ! ' c! ' lb 6 ' ! 6 7,7' ! 2474,42 c! 2( E6presar 4,12 millas a pul!adas( 1*45 pies '* pul! ' milla 6 ' pie 11*11'24 pul! 3( Determine el n?mero de ci"ras si!ni"icati#as de las si!uientes mediciones a> /34 cm, b> 2,7' !, c> 7(4*1 m, d> 7,7/ =!, e> ','7 6 '7'* .tomos % "> 3777 mL 6 pul!adas <pul!> 4,12 millas 6 Se si!uen las re!las para la determinacin de las ci"ras si!ni"icati#as( Por lo tanto las respuestas son a> , b> , c> , d> *, e> / % "> /( 4( E"ect?e las si!uientes operaciones aritm;ticas a> ''*1/,' ! X 7,'54 !, b> 22,15 L ,'' L, c> 4,'2 m 6 1,'11, d> 7,7'1/ =!÷ 44, mL, e> *,2/ 6 '7 cm X ,*3 6 '7* cm( En la adicin % la sustraccin, el n?mero de decimales de la respuesta est. determinado por el n?mero +ue ten!a el menor n?mero de decimales( En la multiplicacin % la di#isin, las ci"ras si!ni"icati#as est.n determinadas por el n?mero +ue ten!a la menor cantidad de ci"ras si!ni"icati#as( a> ''*1/,' ! X 7,'54 ! ''*1/,*54 ! aFora se redondea % la respuesta es ''*1/, ! b> 22,15 L _ ,'' L 2,/33 aFora se redondea % la respuesta es 2,/4 L c> 4,'2 m 6 1,'11 /',57124 aFora se redondea % la respuesta es /',5 m 7,7'1/ =! =! d> 44, mL 7,777'3//71/2 ml aFora se redondea a 7,777'3/ =!mL e> Primero se cambia ,*3 6 '7 * cm a 7,*3 6 '7 cm, lue!o se e"ect?a la operacin <7,*3 X *,2/> 6 '7 donde la respuesta ser. *,53 6 '7 cm 5( Se desea obtener una muestra de 31 ! de cloruro de sodio <sal de mesa> por e#aporacin Fasta se+uedad de a!ua de mar +ue contiene ,1G en masa de cloruro de sodio( \Cu.ntos litros de a!ua de mar deber.n ser utili8ados]( Supon!a +ue la densidad del a!ua de mar es ',7 !mL( Para con#ertir los !ramos de cloruro de sodio en !ramos de a!ua de mar, necesitamos un "actor de con#ersin( Adem.s necesitamos con#ertir ;stos !ramos de a!ua de mar en mL de a!ua de mar, para "inalmente lle#arlos a litros de a!ua de mar( '77 ! a!ua de mar 'mL a!ua de mar ' L a!ua de mar ] L a!ua de mar 31 ! cloruro de sodio 6 ,1 ! cloruro de sodio ',7 ! a!ua de mar '777 mL a!ua de mar La respuesta ser. entonces *,' L de a!ua de mar Pro/%emas A# Proporciones * porcenta9es '('( Una lata de re"resco contiene 11 mL, cu.ntas latas es necesario abrir para poder llenar 1 #asos de *77 mL( Solucin latas '(*( A principios del a`o *773 se disminu% el Impuesto al Valor A!re!ado <IVA> desde '/ G Fasta 5SiG(un $u!o costaba Solucins( s( *417, *3*1 antes de la aplicacin de la medida, \cu.nto debería costar lue!o de la aplicacin]( '(( Un comerciante especulador est. !anando el *17 G por encima del costo de su mercancía( Si #ende un bien en s(9( *'7,77, \cu.nto le cost inicialmente]( Solucin s9( 27 '(/( La eti+ueta de un cFocolate li!ero de circulacin nacional anuncia +ue el mismo contiene '2 ! de carboFidratos % '' ! de !rasas totales en una racin de 7 !(\Qu; porcenta$e del cFocolate no es ni carboFidrat o ni !rasa]( Solucin '7G '(1( Diana, la Fermana ma%or, mide ','* #eces lo +ue mide su Fermana Luisa, +uien es el doble de alta +ue su Fermanito @abriel, +ue acaba denacer % mide tan solo medio metro de altura( \Cu.nto mide Diana]( Solucin *,'*m '(2( Si a es / #eces b % c es * #eces b, \cu.ntas #eces c es a]( Solucin * <a es * #eces c: a *c>> 2 mm '(3( Se sabe +ue ' cm <' cc> es e+ui#alente a ' mL( \Cu.ntos mm Fa% en ' L]( Solucin 'L ' 6 '7 '(4( Una pelota de "?tbol tiene un di.metro de unos 7 cm, mientras +ue una de tenis tiene un di.metro de unos 3 cm( Si el #olumen de una es"era es/ π r, \cu.ntas #eces m.s #oluminosa es una pelota de "?tbol +ue una de tenis]( Solucin /5, #eces '(5( Andr;s % suno#ia Carla suelen ir atrotar los $ue#es en latarde( Comien8an $untos en laentrada del par+ue, pero como Andr;s es lento, CarlaFace tres #ueltas por cada dos+ue completa ;l( Han acordado +ue al coincidir en la entrada de nue#oterminar.n de trotar(\Cu.ntas #ueltas da Andr;s entotal]( Solucin *#ueltas '('7( La compa`ía de telecomunicaciones Startronic C(A( entr al mercado de capitales con un total de '7(777 acciones, delas cuales 1*G pertenecían inicialmente alEstado( Un tercio de las acciones restantes "ueron o"ertadas en la olsa de Valores de Caracas, en donde la empresa transnacional apitalistiscFMuttersind <M> ad+uiri la mitad de la o"erta, los in#ersionistas particulares ad+uirieron un cuarto % el Estado ad+uiri el cuarto restante( Los otros dos ercios t de las accionesno poseídas inicialmente por el Estado "ueron repartidos entre los traba$adores de la empresa( \Cu.ntas acciones tiene cada !rupo]( Solucin estado 1277: M477: In#ersionistasparticulares /77:)raba$adores *77( <accion es> '(''( \Cu.ntos panes de a locFa podía comprarse con s( *1] <' locFa '*,1 >( Solucin *77 panes de a locFa '('*( Dos trenes #ia$an en direcciones opuestas acerc.ndose uno al otro, el primero de ellos a /7 =mF % el otro a 27 =mF( Si la estacin de partida del primer tren estab a a *77 =m de la del se!undo, \cu.nto tiempo tardar.n en encontrarse % a +u; distancia de la se!unda estacin lo Far.n]( Solucin *F: '*7 =m de la estacin ( ( Si miel a!ua de mar tiene un '('( El #olumen de a!ua de mar en la )ierra es de apro6imadamente 7777777 ,1G de masa de cloruro de sodio % una densidad de ',7 !mL( \Cu.l es la masa apro6imada de cloruro de 2 ton sodio, e6presada en toneladas, disuelt a en el a!ua de mar en la )ierra <'ton *777 lb>(Solucin 1,1 6 '7 especi"ica por su n?mero de calibrado dealambre americano( '('/( El di.metro del alambre met.lico, a menudo se Un alambre de calibre '2 tiene un di.metro de 7,7174* in( \Qu; lon!itud de alambre, en metros, Fa% en un ( carrete de calibre '2]( La densidad delcobre es 4,5* !cm Solucin 4,4 m '('1( Una #elocidad típica de depsito del pol#o <llu#ia de pol#o> del aire no contaminado es de '7 ton por milla cuadrada % por mes( a> \Cu.l es la llu#ia de pol#o, e6presada en mili!ramos por metro cuadrado % por Fora]( b> , \cu.nto tiempo tardar. en acumularse una capa de pol#o de ' Si el pol#o tiene una densidad media de * !cm * F' : b> /2,2 a`os o 17 a`os mm de espesor](Solucin a> /,5 m! m '('2( Un termmetro 9aFrenFei t % otro Celsius se introducen en el mismo medio( \A +u; temperatura eClsius, corresponde una lectura num;rica enel termmetro 9aFrenFeit]( a> b> c> d> \I!ual a la del termmetro Celsius] \Doble de latemperatura del termmetro Celsius] \Una octa#a parte de la deltermmetro Celsius] \77 m.s alta +ue la del termmetro Celsius]( Solucin a> /7 C, b> '27 C, c> '5,' C % d> 1 C( '('3( En el distrito re!ional de Vancou#er, se lora el a!ua potable de la re!in en una proporcin de 'ppm, es decir, ' =ilo!ramo de cloro por milln de =ilo!ramos de a!ua( El cloro se a`ade en "orma de Fipoclorito de sodio, +ue tiene /3,2* G de cloro( Lapoblacin de este distrito es de ',4millones de personas( Si cada persona utili8a 317 L / =! deben a`adirse al a!ua cada semana para tener el ni#el de a!ua por día( \Cu.ntos =ilo!ram os de*,7Fipoclorito re+uerido de cloro de 'ppm](Solucin 6 '7 B# Ci,ras si!ni,icati6as '('4( \Cu.ntas ci"ras si!ni"icati#as tienen las si!uientes cantidades obtenidas en mediciones e6perimentales] N@ ci,ras si!ni,icati6as 7,77/ /,777 /,777 7,7/77 7,/ / N@ ci,ras si!ni,icati6as 3413,71 *,7' 7,77/7 ,7' '7 '777 <]> '77' '('5( 0edondea las si!uientes cantidades se!?n el n?mero de ci"ras si!ni"icati#as <C(S(>, indicados en la columna central( 7,/4;15 7,7/7/7/7/ ,'/'15*21 15,513//'/ 15,513//'/ 7,7'2222222 N@ de C#S# Resu%tado / / / 1 7,/44 N@ de C#S# 7,7777'77' ,4'7'* /,*3/ /,*31 /,*32 /,*41 Resu%tado * '(*7( 0edondea los resultados de las si!uientes operaciones ?meros an con tres ci"ras si!ni"icati#as <C(S(>, !ui.ndote por el e$emplo Resu%tado Con tres C#S# ',71 '3,7 7,72'32/37144 7,72'4 37 ''7 *1/,5 * 1,54 5,'2 '1,5 337 Resu%tado 5/4, 7,'3 7,51 '5 ', 7,3/1 7,5'* /,12 '5 Con tres C#S# ema &# Este)uiometría G%osario Atomo# Es el blo+ue b.sico en la construccin de la materia( El n?mero conocido actualmente de .tomos di"erentes es de ''4( Un elemento +uímico est. "ormado por un solo tipo de .tomos % un compuesto +uímico por dos o m.s tipos di"erentes de .tomos( Este)uiometría# Se re"iere a las medidas % relaciones cuantitati#as entre las sustancias % las me8clas de inter;s en +uímica( $+rmu%a condensada# Es una representacin simpli"icada de una "rmula estructural( $+rmu%a desarro%%ada# Es una "rmula en la +ue se indica los .tomos de una mol;cula +ue est.n unidos entre sí, % el tipo de enlace, simple, doble o triple, +ue Fa% entre ellos( $+rmu%a empírica# Es la "rmula +uímica m.s sencilla +ue se puede escribirse para un compuesto, es decir, +ue tiene los subíndices enteros m.s pe+ue`os posibles( $+rmu%a )uímica# 0epresenta los n?meros relati#os de los .tomos de cada tipo en una sustancia mediante símbolos % subíndices num;ricos( $+rmu%a mo%ecu%ar# Es la "rmula +ue indica los n?meros de .tomos distintos presentes en una mol;cula( La "rmula molecular coincide a #eces con la "rmula empírica: otras #eces es un m?ltiplo entero de esta "rmula( Materia# Materia es todo a+uello +ue ocupa un lu!ar en el espacio, tiene una ener!ía medible % est. su$eto a cambios en el tiempo % a interacciones con aparatos de medida( Masa# Describe la cantidad de materia +ue contiene un ob$eto Masa at+mica 3peso4# La masa atmica de un elemento es la media ponderada de las masas isotpicas de acuerdo con las abundancias naturales de los istopos del elemento( La masa atmica se e6presa con relacin al #alor de e6actamente '* u para un .tomo de carbono '*( Masa ,+rmu%a# Es la masa de una unidad "rmula de un compuesto, relati#a a la masa de e6actamente '* u para el carbono '*( Masa mo%ecu%ar# Es la masa de una mol;cula relati#a a la masa e6actamente '* u para el carbono '*( Masa mo%ar 3M4# Es la masa de un mol de .tomos, unidades "rmula o mol;culas de una sustancia( Mo%# Es una cantidad de sustancia +ue contiene <2,7**'/ 6 '7*> <la constante de A#o!adro> .tomos, unidades "rmula o mol;culas( Mo%7cu%a# Es un !rupo de .tomos enla8ados +ue se mantienen unidos por enlaces co#alentes % e6iste como una entidad aparte( Una mol;cula es la entidad m.s pe+ue`a con las proporciones características de los .tomos constitu%entes presentes en una sustancia( Le* de conser6aci+n de %a masa#Establece +ue la masa total de los productos de una reaccin +uímica es la misma +ue la masa total de los reacti#os +ue inter#ienen en la reaccin( Le* de conser6aci+n de %a ener!ía#Establece +ue la ener!ía ni se crea ni se destru%e en los procesos ordinarios( Le* de Proust 3Le* de %as proporciones de,inidas4# Establece +ue todas las muestras de un compuesto tienen la misma composicin, es decir, las mismas proporciones de las masas de los elementos constitu%entes( Le* de Daton 3Le* de %as proporciones m?%tip%es4# Establece +ue si dos elementos "orman m.s de un compuesto, las masas de uno de los elementos +ue se combinan con una masa "i$a del se!undo en compuestos distintos, est.n en ra8n de n?meros enteros sencillos( Le* de Ga*2Lussac 3Le* de %os 6o%?menes de com/inaci+n4#Establece +ue, si se comparan en las mismas condiciones de presin % temperatura los #ol?menes de los !ases +ue inter#ienen en una reaccin, se obtienen relaciones de n?meros enteros pe+ue`os( Le* de A6o!adro 3ip+tesis4# Establece +ue a temperatura % presin constante, el #olumen de un !as es directamente proporcional a la cantidad de !as, % +ue #ol?menes i!uales de di"erentes !ases, comparados en condiciones id;nticas de temperaturas % presin, contienen el mismo n?mero de mol;culas( Reacti6o %imite# En una reaccin es el reacti#o +ue se consume por completo( La cantidad de producto o productos "ormados depende de la cantidad de reacti#o limitante( Unidad de masa at+mica 3u + uma4#Se utili8a para e6presarlas masas de .tomos indi#iduales( Una unidad u es ''* de la masa de un .tomo de carbono '*( Unidad ,+rmu%a# Es el con$unto menor de .tomos o iones con el +ue puede establecerse la "rmula empírica de un compuesto( E9ercicios resue%tos A# Le*es pondera%es '( Una muestra de 7,/11 ! de ma!nesio se +uema en presencia de *,'1 ! de !as o6í!eno( El ?nico producto es 6ido de ma!nesio( Despu;s de la reaccin no +ueda ma!nesio, % la masa de o6í!eno sin reaccionar es *,7'1 !( \Qu; masa de 6ido de ma!nesio se produce]( La masa total no cambiaLe* < de %a conser6aci+n de %a masa > Masa antes de la reaccin 7,/11 ! M! X *,'/ ! de *,337 ! Masa despu;s de la reaccin ] ! o6ido ma!nesio X *,7'1 ! de *,337 ! ! 6ido de ma!nesio *,337 ! _ *,7'1 7,311 ! *( Una muestra de 7,'77 ! de ma!nesio, se combina con o6í!eno, obteni;ndose 7,'22 ! de 6ido de ma!nesio( Una se!unda muestra de ma!nesio con una masa de 7,'// ! tambi;n se combina con o6í!eno( \Qu; masa de 6ido de ma!nesio se obtiene a partir de esta se!unda muestra]( En este problema se ilustra la Le% de las proporciones de Proust Utilicemos los datos del primer e6perimento para establecer la proporcin de ma!nesio en el 6ido de ma!nesio( 7,'77 de ma!nesio 7,'22 ! 6ido ma!nesio Esta proporcin deber ser la misma en todas las muestras( bs;r#ese +ue la se!unda muestra debemos in#ertir el "actor antes de utili8arlo, por+ue Fa% +ue con#ertir la masa de ma!nesio en masa de 6idode ma!nesio( 7,'22 de 6ido de ma!nesio 6 7,'// ! ma!nesio 7,*5 ! de 6ido de ma!nesio 7,'77 ! ma!nesio Comprobacin obser#e +ue el "actor de con#ersin debe ser ma%or +ue la unidad por+ue la masa de 6ido de ma!nesio debe ser ma%or +ue la masa de ma!nesio( Si el "actor se Fubiera in#ertido por error, la masa de 6ido de ma!nesio Fubiera sido solamente 7,7423 !, +ue es un resultado imposible( ( El an.lisis de una me8cla de mon6ido % di6ido de carbono dio un ,*4G de carbono( Determinar la composicin de esta me8cla de !ases( 0esolucin Dado +ue nos dan el dato ,*4G de carbono, #amos partir a de una muestra de '77!(, en la cual tendremos, por tanto, ,*4G de carbono % el resto '77 ,*4 22,3* ! es o6í!eno( Puesto +ue la masatotal de la muestra esde '77 !, tambi;n sumar.n '77 !las cantidades de C %de * C*, de este modo, si llamamos Ta !ramos a la cantidad deC +ue tenemos,la cantidad de C ser. <'77 a> !ramos( La cantidad total de carbono +ue tenemos <,*4 !> estar. repartida entre el C %*, elteniendo C en cuenta +ue en un mol de C <*4 !> Fa% un .tomo!ramo <'* !> de Carbono % +ue en un mol* de <//C !> Fa% '* !ramos de carbono, tendremos '* Cantidad de carbono en Ta!ramos de Cser. *4 '* Así la cantidad de carbono en '77 _a !ramos de C ser. // <'77a> '* '* Lue!o *4 X <'77a> ,*4 de a+uí resol#emos laecuacin% determinamos el #alor de a, en este // caso a 4,11 ! de C, por lo tanto la composicin de la muestra ser. 4,11G de C % el resto +ue ser. '77 _ 4,11 2',/1G de C *( /( Si */ ! de ma!nesio se combinan e6actamente con '2 ! de o6í!eno para "ormar 6ido de ma!nesio, a> \cu.ntos !ramos de 6ido se Fabr.n b> a se partir de 2en! cada de ma!nesio o6í!eno se combinar.n] Especi"i+ue +ue"ormado]: Le% ponderal aplica caso( \cu.ntos !ramos de a> De acuerdo con la Le% de La#oisier o de conser#acin de la masa, si reaccionan e6actamente esas cantidades, la masadel producto +uese "ormaser. lasuma de las masas delos dosreacti#os */ X '2 /7 !( b> De acuerdo con lo establecido en el apartado anterior, sabemos +ue se combinan e6actamente */ ! de M! con '2 de , por lo +ue de acuerdo con la Le% de Proust o de las proporciones de"inidas, ambos elementos se combinar.n siempre en esa proporcin, % así - /,2* 1( En el amoniaco el nitr!eno % el Fidr!eno se encuentran en la relacin ' ( Hallar la cantidad H de amoniaco +ue podr. obtenerse a partir de *,43 ! de Fidr!eno( Se trata de una aplicacin directa de la Le% de Proust o de las proporciones de"inidas TCuando se combinan dos elementos para dar un determinado compuesto, lo Facen en una relacin en peso constante Por tanto, #amos a calcular la cantidad de nitr!eno +ue se combinar. con esos *,43 ! de Fidr!eno, teniendo en cuenta +ue se Fa de mantener la proporcin +ue nos dan - /,2* ' H - /,2* ' *,43 Despe$amos del #alor de los !ramos de - *,43 6 /,2* ',*5 ! de -itr!eno Aplicando aFora la le% de La#oisier o de conser#acin de la masa TEn una reaccin +uímica la masa de los reacti#os Fa de ser i!ual a la masa de los productos de la reaccin, se deduce +ue la cantidad +ue de -H se "ormar. ser. la suma de las masas de Hidr!eno % -itr!eno +ue reaccionan Masa de -H *,43 X ',*5 '2,'2 ! de -H se "ormar.n B# Concepto de mo% '( El cianuro de Fidr!eno, HC-, es un lí+uido incoloro, #ol.til, con el olor de ciertos Fuesos de "rutas <por e$emplo los Fuesos del dura8no % cere8a>( El compuesto es sumamente #enenoso( \Cu.ntas mol;culas Fa% en 12 m! de HC-, la dosis t6ica promedio]( *( \Cu.ntos moles de Fierro, 9e, contienen *1,7 ! ed este metal] Dato M9e 11,41 <!mol> 0espuesta Para calcular la cantidad de materia contenida en *1,7 ! de Fierro, debemos tener presente la si!uiente relacin Donde M corresponde a la masa molar del elemento<u otras entidades,tales como, compuestos, iones, etc(> % -A es n?mero de A#o!adro( Por lo tanto Entonces, la cantidad de materia contenida en *1 ! de Fierro es 7,//4 <mol> de este metal( ( \Cu.ntos .tomos de ma!nesio est.n contenidos en 1,7 ! de ma!nesio] MM! */,' <!mol> 0espuesta Para calcular la cantidad de partículas, .tomos, contenidos en 1,7 ! de ma!nesio, se debe tener presente siempre la si!uiente relacin así De este modo, la cantidad de partículas elementales contenidas en 1,7 ! de ma!nesio es ',*/ 6 '7* .tomos de este metal( C# Composici+n porcentua%( ,ormu%a empírica * ,ormu%a mo%ecu%ar '( El o6í!eno !aseoso reacciona con a8u"re en pol#o, para producir 6ido de a8u"re <VI>, S ( Para obtener ',7 mol de S , es necesario +ue reaccionen *,73 ! de a8u"re con /4 ! de o6í!eno para "ormar 47,73 ! de S S +ue la ( Se!?n estos datos, calcule la composicin porcentual del , sabiendo masa molar del compuesto es 47,73 <!mol>( 0espuesta Para calcular la composicin porcentual del,S Facemos la si!uiente relacin Composicin porcentual del a8u"re Composicin porcentual del o6í!eno Entonces, la composicin porcentual o ponderal del es, S un /7,71 G de a8u"re % un 15,51 G de o6í!eno( *( Calcule la composicin porcentual de*S H /, sabiendo +ue su masa molar es 54,75 <!mol>( 0espuesta Para calcular la composicin porcentual o ponderal de una sustancia, debemos saber primero las relaciones de masa de los elementos +ue "orman esta sustancia( De esta "orma, tenemos lo si!uiente Entonces, para calcular la composicin porcentual de cada elemento, Facemos las si!uientes relaciones Composicin porcentual del Fidr!eno Composicin porcentual del a8u"re Composicin porcentual del o6í!eno Entonces, la composicin porcentual o ponderal del H*S/ es *,72 G de Fidr!eno, un *,25 G de a8u"re % un 21,*1 G de o6í!eno( ( El an.lisis de una muestra slida +ue contiene los elementos potasio, carbono % o6í!eno, da los si!uientes resultados 12,14G de potasio, 4,24G de carbono, % /,3G de o6í!eno( Se!?n estos datos, calcule la "rmula empírica de la sustancia( Las masas molares para los elementos , C % son 5,'7 <!mol>, '*,7' <!mol> % '2,77 <!mol> respecti#amente( 0espuesta Para calcular la "rmula empírica de las sustancia, % cumpliendo con la TLe% de las Proporciones de"inidas, debemos encontrar la relacin de moles +ue Fa% de cada elemento( Entonces, se considera una masa total de '77 !, por lo tanto, cada porcenta$e corresponde a la masa de cadaelemento presente en los '77 !ramos de la sustancia( Entonces, Femos encontrado una relacin de moles para la sustancia como *,'3'( Sin ',//3C7,3* embar!o, esta relacin no corresponde con la TLe% de las Proporciones de"inidas( Así, se debe encontrar la relacin de n?meros enteros % sencillos di#idiendo cada n?mero por el menor de ellos( Por lo tanto, la "rmula empírica de esta sustancia *es C( /( El propileno es un Fidrocarburo cu%a masa molar es /*,77 <!mol>( El an.lisis elemental de esta sustancia indica +ue contiene un '/, G de Fidro!eno % 41,3 G de carbono( Se!?n estos datos, calcule la "rmula molecular del Fidrocarburo( Las masas molares del carbono e Fidr!eno son '*,7' <!mol> % ',7' <!mol> respecti#amente( 0espuesta Para calcular la "rmula molecular, primero Fa% +ue calcular la "rmula empírica( La "rmula empírica de este compuesto es <CH *>9, % su masa molar es '/,7 <!mol>( Para calcular la "rmula molecular, se debe encontrar un "actor entre la masa molar de la "rmula molecular, 9M % laMmasa molar de la "rmula empírica 9EM( Al multiplicar la "rmula empírica por este "actor, encontramos la "rmula molecular de la sustancia( <CH*> CH2 La "rmula molecular del propileno esHC2( D# Reacti6o %imitante '( El Fierro puede reaccionar con #apor de a!ua a altas temperaturas para producir un 6ido de Fierro llamado ma!netita, 9e de Fierro con '7,7 !de a!ua,se!?n /( Si se Facen reaccionar '2,4 ! la si!uiente ecuacin no balanceada Se!?n estos datos, responda las si!uientes pre!untas a> \Cu.l es el reacti#o +ue limita la reaccin] b> \Cu.l es el reacti#o +ue se encuentra en e6ceso] c> \Cu.l es la masa de ma!netita producida] Datos M9e 11,41 <!mol> , MH ',7' <!mol>, M '2,7 <!mol> Lo primero +ue se debe Facer es balancear adecuadamente la reaccin( Ense!uida, indicar los datos de masas % masas molares de los reactantes % productos in#olucrados % necesarios para resol#er el problema( Para poder encontrar el reacti#e limitante, se pueden utili8ar dos m;todos distintos i( Por c.lculo de la cantidad de materia de reactantes in#olucrados( ii( Por c.lculo dela cantidad deproducto( i> Se calcula la cantidad demateria de cada reacti#o in#olucrado en la reaccin, en este caso Fierro % a!ua, % lue!o se di#ide por el coe"iciente este+uiom;trico respecti#o( El reacti#o limitante es a+uel +ue d; el #alor num;rico m.s pe+ue`o( Por lo tanto, el reacti#o limitante es el Fierro( ii> Se calcula la masa de uno de los productos, en este caso, la masa de ma!netita, 9e podría /, +ue !enerar cada reacti#o por separado( Calculo de la masa del 9e / a partir del 9e Calculo de la masa del 9e / a partir del H * Por lo tanto, el reacti#o limitante es el 9e, % se producen *,** <!> de ma!netita, 9eel reacti#o en /, % e6ceso es el a!ua( Pro/%emas *('( En un laboratorio se anali8 una muestra de 3,545de! 6ido de titanio % se encontraron /,357 ! del metal( Si una muestra del mismo 6idos anali8ada e por ti% pesa ,551 !,determina porcenta+e a> \cu.l masa metal +ue se debe encontrar en la muestra] b> \Qu; es le%eles ilustradaenpor estadel e6periencia] c> \Cu.l es la masa, en !ramos, del metal encontrado] Solucin a> 15,52G: b>Le% de las proporciones de"inidas c> *,/7 ! *(*( La pasta dental líder a ni#el mundial contiene un 7,'/ G de "luoruro de sodio, \cu.ntos !ramos de "l?or Fa% en un tubo de /,* 8( <''5 !> de pasta sabiendo +ue el "luoruro de sodio est. compuesto apro6imadamente en un 14 G por "l?or]( Solucin 7,7522! de "l?or *(( Del an.lisis de cuatro 6idos de nitr!eno se obtu#ieron los si!uientes datos masa de o1í!eno en %a muestra muestra masa de %a muestra ! ! A ',13 7,13 *,'/ ','/ C *,3' ',3' D ,*4 *,*4 0a8ona cmo estos datos permiten comprobar la le% de las proporciones m?ltiples( *(/( En un e6perimentoa presión % temperat$ra constantes reaccionaron '* #ol?menes de o6í!eno con ' (f #olumen demol;cula un !as nfdel , obteni;ndose cierto #olumen \Cu.ntos .tomos "orman una !asn]f<es decir, \cu.nto #ale desconocido n]>( Solucindel n !as 44> <f *(1( A presin % temperatura constantes se reali8a la combustin de un Fidrocarburo !aseoso, encontr.ndose +ue un #olumen del Fidrocarburo reacciona con cinco #ol?menes de o6í!eno, produciendo tres #ol?menes de di6ido de carbono % cierto #olumen de #apor de a!ua( Determina la órm$)a mo)ec$)ar del Fidrocarburo % di su nombre( Solucin CH4 propano *(2( Un sul"uro de plomo contiene 42,2 G en masa de plomo( Determina a> Si se Face reaccionar ',777 ! de plomo met.lico con 7,*77 ! de a8u"re, \cu.lcanti*a* es la m!ima de sul"uro de plomo +ue podría obtenerse]( Solucin ','11 ! b> Discute cmo este problema ilustra la le% de proporciones de"inidas % la e6istenciareacti'o de un )imitanteen las reacciones +uímicas( *(3( Un compuesto +uímico est. constituido por calcio, a8u"re % o6í!eno: se sabe +ue las masas de estos elementos en el compuesto est.n relacionadas de la si!uiente "orma m Ox’geno m Calcio = 1.2 : m Azufre m Calcio = 0.8 Calcula la masa de cada uno delos elementos cuando se tienen 77 del ! compuesto puro( Solucin mCalcio '77 !: m6í!eno '*7 ! % mA8u"re 47 ! *(4( Una piedra pe+ue`a pesa 177 !, mientras +ue la masa de la )ierra es apro6imadamente 2,7*'7*/ =!(( \Cu.ntas piedras como esa se necesitarían para alcan8ar la masa total de la tierra] \Cu.ntos mol de piedras representa esa cantidad] Solucin ',*7'7*/ piedras( *7 mol *(5( Se introducen en un recipiente '*4 ! de una me8cla constituida por carbono % a8u"re: se cierra el recipiente % se calienta produci;ndose la reaccin C<s> X S<s> → CS* <l> <no balanceada> Una #e8 "inali8ada la reaccin, se encuentra +ue sobraron 7,' mol de uno de los reacti#os % +ue se "ormaron '*/,4 ! de disul"uro de carbono( \Cu.l de los reacti#os "ue el +ue sobr]( Solucin a8u"re *('7( En un recipiente cerrado se tiene una muestra +ue contiene cien millones de mol;culas de un Fidrocarburo desconocido( Se sabe, sin embar!o, +ue cada mol;cula tiene una masa de 5,2'7_* !( a> Calcula la masa de la muestra en micro!ramos <µ!>( b> Calcula el n?mero de mol de mol;culas del Fidrocarburo en esa masa( c> Calcula la masa mo)ar del Fidrocarburo( Solucin a> 5,2'7_5 µ!: b> ',22'7_'2 mol c> g14 !mol *(''( Una balan8a mu% a#an8ada puede pesar con una sensibilidad de ''7 _4 !( Calcula cu.ntos ' .t( Au .tomos de oro Fabría en una masa tan pe+ue`a como esa( Solucin ,72'7 *('*( La ra8n entrela masa deun litro de !as cloro% la de un litro de!as o6í!eno es *,** <sometidos ambos a las mismas condiciones de presin % temperatura>( a> Calcula la masa molar del cloro sabiendo +ue la del o6í!eno es * !mol( b> Compara el #alor obtenido con la masa atmica del cloro encontrada en la tabla peridica: no son i!uales el cloro debe ser una mol;cula( \Cu.l debe ser entonces la "rmula de la mol;cula de cloro] Solucin a> 3' !mol: b> Cl* *('( Se tienen 7,2 mol de sul"ato de aluminio( a> \-$ntos mo) *e tomosde o6í!eno Fa% en esa cantidad de la sal] b> \-$ntos mo) *e mo).c$)asde o6í!eno se podrían "ormar si todo el o6í!eno +ue contiene la muestra de sal se trans"orma en mol;culas de o6i!eno] -$ntas mo).c$)as de a8u"re <S4> se podrían "ormar suponiendo +ue tambi;n todo el c> \a8u"re presente es pasado a la "orma molecular] Solucin a> 3,* mol .t( 6í!eno: b> ,2 mol *: c> ',1'7* mol;culas S4 *('/( Se tienen mol de "errocianuro de potasio, /9e<C->2( Determina a> \Cu.ntos mol de .tomos de potasio Fa% en la muestra] b> \-$ntos tomos de Fierro Fa% en la muestra] c> \Cu.ntos mol de .tomos de nitr!eno Fa% en la muestra] d> \Cu.ntos mol de mol;culas de nitr!eno se pueden "ormar si todo el nitr!eno se con#ierte en la "orma molecular] Solucin a> '*mol : b> ',4''7*/ .t( 9e: c> '4mol -: d> 5mol* *('1( Se tienen 7,'7 mol de nitrato de bario, calcula a> El n?mero de .tomos de bario en la muestra( b> El n?mero de mol de .tomos de o6í!eno en la muestra( c> El n?mero de mol;culas de o6í!eno +ue se obtendría si todo el o6í!eno "uese con#ertido a la "orma molecular( * mol;c( *: d> *,4 ! -( d> Laa>masa en**!ramos de7,2 nitr!eno Solucin 2,7*'7 .t( a: b> mol .t( en : la c> muestra( ',4''7 *('2( El cloruro de calcio diFidratado es una sa) /i*rata*a +ue tiene por "rmula CaCl **H*( Si se tienen /,'' ! de cloruro de calcio diFidratado, calcula a> El n?mero de mol de mol;culas de a!ua +ue Fa% en esa masa( b> La masa de sal anFidra contenida en esa masa de sal Fidratada( c> El #olumen, medido encon*iciones norma)es *e temperat$ra % presión , +ue ocuparía el !as Fidr!eno +ue se obtendría si todo el Fidr!eno +ue contiene esa cantidad de sal Fidratada "uese lle#ado a la "orma molecular( Solucin a> 7,7115 mol H *: b> ,'7 ! CaCl * <anF(>: c> ',*1 L *('3( El man!aneso su"re unareacción con o6í!eno dada por la si!uienteec$ación Mn<s> X * <!> → Mn/ <s> <no balanceada> Se introducen inicialmente en un recipiente de reaccin 7,2 mol de .tomos de man!aneso % '2 ! de o6í!eno( Se a$usta la temperatura % se permite la reaccin de los elementos( Despu;s +ue Fa terminado la reaccin, uno de los reactantes se consume totalmente( Calcula a> El n?mero de mol de cada una de las sustancias presentes en el recipiente despu;s de ocurrida la reaccin( b> La cantidad, en !ramos, de 6ido de man!aneso "ormado( c> Para discutir con el pro"esor calcula el estado de o6idacin del man!aneso en el 6ido, h\cmo puede Faber unesta*o *e o!i*ación no"entero] Solucin a> 7,' mol * sobrante: 7,* mol Mn /: b> *1,2 ! Mn /: c> Mn/ no es un compuesto #erdadero( En realidad se trata de una me8cla e+uimolar de Mn* Mn *('4( Se tienen *,5/ ! de .cido orto"os"rico, HP/( Calcula, para esta cantidad del .cido a> El n?mero de moles de mol;culas del .cido( b> El n?mero de moles de .tomos de o6í!eno +ueFa% en total en la muestra( c> El n?mero de .tomos de Fidr!eno +ue Fa% en la muestra( d> La masa, en !ramos, de una sola mol;cula del .cido( _** ! Solucin a> 7,7 mol: b> 7,'* mol: c> 7,75 mol: d> ',2'7 ema '# Nomenc%atura * ,ormu%aci+n de compuestos inor!-nicos A pesar de e6istir tan solo poco m.s de '77 elementos, las in"initas combinaciones posibles entre ellos dan lu!ar a una enorme #ariedad de compuestos +ue necesitan ser nombrados de al!?n modo coFerente % pre"eriblemente ine+uí#oco( M?ltiples nombres "ueron asi!n.ndose Fistricamente a las sustancias m.s comunes, % al!unos como a!ua o amoníaco si!uen us.ndose en la actualidad( Sin embar!o, con el desarrollo de la Química en los si!los fVIII, fIf % ff, la cantidad de substancias +uímicas conocidas se Fi8o tan !rande +ue "ue necesario sistemati8ar la "orma en +ue se daba nombre a los compuestos( Los primeros m;todos sistemati8ados para nombrar a las sustancias +uímicas "ueron desarrollados por pioneros como Antoine La#oisier % &ns &a=ob er8elius, a "inales del si!lo fVIII % principios del fIf( Los compuestos inor!.nicos % los or!.nicos son nombrados se!?n patrones distintos, lo cual es con#eniente pues los or!.nicos pueden poseer estructuras mucFo m.s comple$as +ue a+uellas de los compuestos inor!.nicos( La IUPAC <0nternationa) 1nion o 2$re an* 3pp)ie* -/emistr%> tiene entre sus labores establecer los nombres o"iciales de todos los elementos de la tabla peridica % las re!las de nomenclatura de todos los compuestos +uímicos( En Química Inor!.nica e6isten actualmente tres nomenclaturas en uso la -omenclatura radiciona%, +ue a pesar de mostrar inconsistencias % cierta arbitrariedad en #arios aspectos si!ue siendo mu% di"undida: la Stoc, +ue resuel#e uno de los principales problemas de la nomenclatura tradicional al nombrar a los cationes <iones positi#os> directamente $unto a su n?mero de o6idacin: % la Sistem-tica, +ue asi!na pre"i$os num;ricos a todos los elementos en un compuesto, resol#iendo así cual+uier ambi!Wedad( a/%a de cationes * aniones m-s comunes o r u n a i c n i _ C o t a n a i c o ti n i o t a n a i c n i _ C _ C S > , _ r E , _l C < o r ru o u "l n i o t a m o r c n i _ * / r C _I s e n io n a ro u r d i F n i G B G $ o d i 6 n i G & O o id 6 r e p n i G & & O o t a m ro ic d n i _ * 3 r* C lo ir d i F 6 o D o d i 6 r id F n i G B O to a n a ! n a rm e p n i _ / n M > _ s A , _ <P o r u tri n n i G ' N >I II< o t a tri n o 6 io d 6 t5 s i 5# 4 D to rit i n n i G & O N > V < o t ra ti n o 6 o i tr 56t s i 5# 4 D to ra it n n i G ' O N ro "u l u s n i ro u l" u s o n e ! ro id F D o r u l" u is b n i to "a l u s n i to a l" u s o n e ! ro id F D to "a l u is b n i G . G & ' G & . G ' I> <I o m lo p D o s o b m u l p n i > IV < o m o l p D o c i b m l? p n i > II< o rr e i F D o s o rr e " n i I>I I< ro r e i F D o c ir r ; " n i X * X / X * X G & G > IV < o ` ta s e D o ic n t. s e n i X / S to "il u s n i o it" l u s o n e ! ro id F D to "il u is b n i S B O S O S O S B o it" s "o n i > to a " s o " o rt o < to "a s o " n i o d i c . o t a " s "o D o t "a s "o o n e ! ro d i F n i G & . to "a s "o o n e ! o r id F i d n i G . to a n o rb a c n i G & ' to a n o b r a c o n e ! o r id F D to a n o rb a ic b n i to la a 6 o n i G ' G & . G > I , _ r E < _ > _ * o ip F n i to ir o t a r a r lo c r o t o l c n i o l c n i G & G ' o s to l a b o c n i > II< l e u í+ n D o s o l e u + i n n i I>I I< l e u + í n D o c li ; u i+ n n i I>< e r b o c D o s o r p u c n i I> <I e r b o c D o c ri p ? c n i >I < iro u rc e m D o s o ir u rc e m n i I>I < iro u rc e m D o ic r ? c r e m n i I>< o r o D o s o r u a n i >I II< o r o D X * X X *i X i X X * X * * X * X X O P B O P & B O C O C B O & %O C I , r E < I>I <I o lt a b o c D o c it l . b o c n i O P _ / r E < G ' . O P r E < * o it r lo c > _ / I , _ G ' ' O S B > _ I , _ %O C %O C e p n i G . %O C > X * s e n ito a c n t o r p D o n e ! r d i F n i X H > X s C , X b 0 , X , X a , Xi <L io d o s n i X a - a E , X * r S , o i in m u l a n i c in 8 D c n i c n i io m d a c n i ta la p n i I> <I o ` a t s e D o s o n ta s e n i X l X * X * X X * X * a C , ! M , X X * * e E < io s e n ! a > II< o lt a b o c D o c ri u . n i o i n o r id F n i io n o X X / m a n i m n i X * ! M A n d C ! A n S n S b P b P e 9 e 9 o C o C - - u C u C ! H ! H u A u A H H - Re!%as !enera%es de Nomenc%atura 01idos met-%icos H 01idos /-sicos radiciona% Un so%o 6ido de meta% n?m#de o1# 6ido de potasio &O Dos n?ms# de O1# $eO $e&O' 6ido meta%oso 6ido met-%ico 6ido ,erroso 6ido ,7rrico Stoc meta% Sistem-tica 6ido de meta% 6ido de potasio 6ido de potasio 6ido de meta%3NJM#OK4 2rei+o"6ido de prei+ometa% 6ido de Fierro3II4 6ido de Fierro3III4 mon6ido de Fierro tri6ido de diFierro 6ido de 01idos no2met-%icos H 01idos -cidos H anFídridos radiciona% Stoc No Meta% anFídrido no2meta%oso 6ido deno2meta%3NJM#OK4 anFídrido no2met-%ico SO& anFídrido sul"uroso 6ido de a8u"re<IV> anFídrido sul"?rico 6ido de a8u"re<VI> SO' Per+1idos radiciona% Stoc per6ido de potasio per6ido de potasio &O& Sistem-tica prei+o6ido de prei+o no2meta% di6ido de a8u"re tri6ido de a8u"re Sistem-tica per6ido de potasio o di6ido de dipotasio Bases H Fidr+1idos H -%ca%is radiciona% Un so%o Fidr6ido de meta% n?m#de o1# NaO Fidr6ido de sodio Dos n?ms# Fidr6ido meta%oso Fidr6ido met-%ico de o1# Sn3O4& Fidr6ido estanoso Sn3O4. Fidr6ido est.nico Stoc Fidr6ido de meta% Fidr6ido de sodio Fidr6ido de meta% 3NJM#OK4 Fidr6ido de esta`o<II> Fidr6ido de esta`o<IV> Sistem-tica Fidr6ido de meta% Fidr6ido de sodio prei+o &r$pa)Fidr6ido de prei+ometa% 7isFidr6ido de esta`o tetra8$isFidr6ido de esta`o idr-cidos 3Nota8 los Fidr.cidos se nombran como .cidos slo si est.n disueltos en a!ua, de otro modo se nombran como sales( Vea los e$emplos a continuacin4 K $ CN radiciona% Stoc Sistem-tica 1urode Fidr!enosi< es &as> 1uro de Fidr!enosi< es &as> 1uro de Fidr!enosi< es &as> .cido1Fídrico<en a&$a> .cido1Fídrico<en a&$a> .cido1Fídrico<en a&$a> "luoruro de Fidr!eno <!as> "luoruro de Fidr!eno <!as> "luoruro de Fidr!eno <!as> .cido "luorFídrico <en a!ua> .cido "luorFídrico <en a!ua> .cido "luorFídrico <en a!ua> cianuro de Fidr!eno <!as> cianuro de Fidr!eno <!as> cianuro de Fidr!eno <!as> .cido cianFídrico <en a!ua> .cido cianFídrico <en a!ua> .cido cianFídrico <en a!ua> O1-cidos KO &SO' &SO. radiciona% .cido 1oso .cido 1ico .cido sul"uroso .cido sul"?rico Stoc .cido 1oso .cido 1ico .cido trio6osul"?rico<IV> .cido tetrao6osul"?rico<VI> Sistem-tica .cido prei+oo6o prei+o 1ico trio6osul"ato de diFidr!eno tetrao6osul"ato de diFidr!eno Sa%es En -( )radicional, los o6ianiones se nombran se!?n el estado de o6idacin, siendo el correspondiente al menor estado de o6idacin el 1ito % el del ma%or estado de o6idacin 1elato( En -( Sistem.tica, sin embar!o, todos los o6ianiones terminanato en( E$emplos( radiciona% Stoc Sistem-tica NO& in nitrito in nitrito in dio6onitrato<III> NO' in nitrato in nitrato in trio6onitrato<V> En el caso particular de los Fal!enos, en +ue cuatro estados de o6idacin positi#os son posibles para los o6ianiones, se usa la si!uiente nomenclatura( C%O radiciona% in Fipoclorito Stoc in Fipoclorito Sistem-tica in mono6oclorato in clor clorato ito in in perclorato in clor clorato ito in in perclorato in trio6oclorato dio6oclorato in in tetrao6oclorato & C%O C%O' C%O. radiciona% anin de cati+n Stoc cati+n Un so%o n?m#de o1# 3A!4&Cr&O; dicromato de plata dicromato de plata Dos n?ms# de o1# Au&Cr&O; Au&3Cr&O;4' anin cationoso anin cati+nico dicromato auroso dicromato .urico anin cationoso anin cati+nico dicromato de oro<I> dicromato de oro<III> anin de Sistem-tica anin de cati+n Feptao6odicromato<VI> de diplata prei+oanin de prei+o cati+n Feptao6odicromato de dioro trisFeptao6odicromato de dioro La nomenc%atura sistem-tica En la nomenclatura sistem.tica se usa una serie de pre"i$os para dar nombre a los compuestos +uímicos( Estos pre"i$os se asi!nan dependiendo de si el subíndice est. multiplicando a un elemento directamente o a un !rupo de elementos( " & ' . = si mu%tip%ica a un e%emento mono <no siempre se usa> di bi tri tetra penta si mu%tip%ica a un !rupo <no se usa> bis tris tetra+uis penta+uis ; : "< "" "& Fe6a Fepta octa nona deca undeca dodeca Fe6a+uis Fepta+uis octa+uis nona+uis deca+uis undeca+uis dodeca+uis mu%tip%ican directamente a un e%emento <mono, di, tri, tetra, penta, etc(> 9e * <S / > mu%tip%ica a un !rupo <bis, tris, tetra+uis, penta+uis, etc(> El nombre del compuesto es tristetrao6osul"ato de diFierro( Veamos cmo se lle!a a este nombre '( El nombre es asi!nado de derecFa a i8+uierda( *( Inicialmente se nombra al n?mero +ue multiplica al !rupo de la derecFa, ( Como est. multiplicando a un !rupo, debe usarse tris <no tri>( ( Dentro del par;ntesis, el / multiplica al o6í!eno ?nicamente, por lo +ue se usar. tetra <no tetra+uis>( /( El subíndice del a8u"re es ', por lo cual no es necesario nombrar ese subíndice( 1( Se a`ade el nombre del in !en;rico "ormado por a8u"re % o6í!eno, sul"ato: Fasta a+uí el nombre es tristetrao6o sul"atoj( 2( Se a`ade de % "inalmente se a`ade el subíndice +ue multiplica al Fierro $unto al propio nombre del Fierro, +uedando tris2tetrao1o su%,ato de diFierro C+mo determinar %os n?meros 3 estados4 de o1idaci+n Determinar los números o estados de oxidación de los elementos en los compuestos +uímicos es una tarea ".cil de reali8ar una #e8 se conocen ciertas propiedades constantes( Como se #er., en la ma%oría de los casos se Facein"ormacin incluso unaimportante acti#idad tri#ial( A continuacin se presenta +ue permite simpli"icar la determinacin %o c.lculo de n?meros de o6idacin átomos en , moléculase iones '( El n?mero de o6idacin del o6í!eno es & en todos sus compuestos e6cepto en los per6idos <**_>, en los cuales es " <e$emplo **, per6ido de potasio>( $o en la mol;cula de o6í!eno !as <*>, +ue no es un compuesto, el n?mero de o6idacin es cero < <>( *( El n?mero de o6idacin del Fidr!eno es " en todos sus compuestos, con la e6cepcin de los Fidruros, en los +ue es" <e$emplo -aH, Fidruro de sodio>( ( )odos los miembros del !rupo ' <metales alcalinos> tienen como ?nico n?mero de o6idacin típico " LiX, -aX, X, 0bX, CsX( /( )odos los miembros del !rupo * <metales alcalinot;rreos> tienen como ?nico n?mero de o6idacin típico & e*X, M!*X, Ca*X, Sr*X, a*X( 1( )odos los miembros del !rupo '3 <Fal!enos>, tienen el estado de o6idacin " en las sales binarias, como el -aCl o el 9( 2( )odos los Fal!enos, con la e6cepcin del "l?or, tienen en sus compuestos con o6í!eno los n?meros de o6idacin ", ', = , ; , "ormando, para el caso del cloro, los 6idos o anFídridos Fipocloroso <Cl*>, cloroso <Cl*>, clrico <Cl*1> % perclrico <Cl*3>: % los aniones Fipoclorito <Cl>, clorito <Cl*>, clorato <Cl> % perclorato <Cl/>( 3( Si un elemento no est. combinado con otro distinto % no es un in, su n?mero de o6idacin es siempre cero <<>( Por e$emplo, Ar, I*, 9e, S4, Au, P/ % * son elementos neutros % sus n?meros de o6idacin son cero < <>, sin importar si son .tomos, como el Ar, o mol;culas, como el P/( 4( En el caso de un in monoatmico <un in "ormado por un ?nico .tomo>, el n?mero de o6idacin del elemento es i!ual a la car!a del in( Por e$emplo, en el in sul"uro, S*_, la car!a del in es &, por lo +ue el estado de o6idacin del a8u"re es consecuentemente &( 5( En !eneral, el n?mero de o6idacin de un elemento +ue no est. combinado con otro es la di#isin de la car!a de su especie entre el n?mero de .tomos +ue lacomponen( Por e$emplo, en la mol;cula S4 la car!a es < % por lo tanto el estado de o6idacin de cada uno de los ocFo .tomos de a8u"re es tambi;n <: en el in H!**X Fa% dos car!as positi#as % dos .tomos de mercurio, por lo +ue cada uno debe tener n?mero de o6idacin "( En el in nitruro, -_, la car!a es ' % Fa% un ?nico .tomo de nitr!eno, por ello, el n?mero de o6idacin debe ser '( '7( En cual+uier especie poliatmica, sea in, mol;cula o sal, la suma de todos los n?meros de o6idacin debe ser i!ual a la car!a total de la especie( Por e$emplo, en el *Cr*3, una sal neutra <car!a total cero>, puede calcularse el n?mero de o6idacin del cromo sabiendo +ue el del o6í!eno es & % el del potasio es " &34 &3Cr4 ;3O4 < &3"4 &3Cr4 ;3&4 < & & Cr ". < ⇒ Cr Pro/%emas nomenc%atura a( Los 6idos de metales % nometales suelen ser llamados tambi;n 6idos b.sicos % 6idos .cidos respecti#amente, \por +u;] b( Elaborando sobre la pre!unta (', responde los 6idos .cidos suelen ser llamados tambi;n AnFídridos, \por +u;] c( \Cu.l es la di"erencia entre un 6ido .cido % un o6.cido] d( Selecciona el tipo al +ue corresponde cada uno de los si!uientes compuestos % ta e m o n e d o d i 1 + % ta e m e d o d i 1 + i% a %c H e s a / o id c r d i F o d i c 1 o Sr *Cr*3 HCl 9e<H> A!* Cl % a t e m e d o id 1 + % a s % ta e m o n e d o d i 1 + i% a c % H e s a / o d i c rd i F o d i c 1 o A!Cl Ca<H>* H*S/ S* )i* H*S e( Completa la si!uiente tabla radiciona% Stoc Sistem-tica A!Cl Pb Pb* -aI H*S HC * 9e-i<H> *<Cr*3> Sn* H*S Li*C*/ Au<Cl*> "( Escribe la "rmula de los si!uientes compuestos( <-ota los nombres est.n escritos en cual+uiera de las tres nomenclaturas aceptadas> 01idos de meta%es 6ido "erroso 6ido perman!.nico 6ido de cobre<II> 6ido de oro<III> di6ido de esta`o 6ido de plata 6ido de calcio 6ido ni+ueloso tri6ido de diFierro Bases Fidr6idode bario Fidr6ido estanoso Fidr6idode Fierro<II> $+rmu%a $+rmu%a 01idos de no2meta%es 6ido de bromo<III> 6ido de "s"oro<V> anFídridosul"?rico anFídridocarbnico anFídridoperclrico di6ido de carbono 6ido de selenio<VI> anFídridoidico pent6idode dinitr!eno idr-cidos .cido telurFídrico .cido bromFídrico .cido cianFídrico $+rmu%a $+rmu%a % a s trisFidr6idode cromo Fidr6idode cadmio Fidr6idode cinc amoníaco <] > O1-cidos .cido sul"?rico .cido trio6osul"?rico<IV> $+rmu%a .cido perbrmico<IV> .cido trio6ocarbnico .cido carbnico .cido Feptao6odicrmico<VI> .cido crmico .cido sul"Fídrico .cido iodFídrico .cido "luorFídrico .cido selenFídrico Sa%es cloruro cuproso sul"ato de rubidio $+rmu%a "os"atode #anadio<III> ma!nesio "luoruro Fipocloritode cadmio bistrio6obromato de Fierro sul"uro de estroncio !( Llena la si!uiente tabla( Nom/re $+rmu%a Nom/re cloruro de Fidr!eno .cido Fipocloroso bistrio6oclorato<V> de cobre clorato de potasio perclorato de cesio clorito de calcio Fipocloritoplumboso $+rmu%a clorato c?prico F( Llena la si!uiente tabla escribiendo el nombre de los compuestos en cual+uiera de las tres nomenclaturas puedes pero usar e#ita nomenclaturas distintas paradentro compuestos distintos, se!?naceptadas te resulte <-ota m.s cmodo, me8clar nomenclaturas de un mismo nombre>( $+rmu%a * Nom/re $+rmu%a -aH A!As Cl A!- V9 nCr/ Aur PbS C Cu<-*>* Pbr* HCl <> Cd<P/>* Mn* Li** Li* -aH 0b*S * HC *C H*C*/ a<C->* -aHC Co9* HS /* M!<HS Co<HC>> H!*Cl* <> H!Cl* Al* -i CaC*/ Nom/re Al*<Cr*3> AuH -aCl H!<H>* i( Llena la si!uiente tabla escribiendo el nombre de los compuestos en cual+uiera de las tres nomenclaturas aceptadas( $+rmu%a * 9e Cr* Nom/re $+rmu%a Li* Cu* Cu S* S -*1 C* C * Ca<H>* Cd<H>* n<H>* Sn<H>/ i<H> HCl H*S H*)e HCHCl Hr H*)e/ HP H-* H*S H*Cr*3 HP/ Pbr* Al<-> Ca<r>* Ca Al * Sr 9e Cd I*3 I*1 I* I* P*1 P* H!<H>* Al<H> Sr<H>* CuH Mn<H>* HI H*Se Hr H9 HCl/ HI* H*Se HMn/ H*Cr/ Hr H*C H- A!9 CdS -iS/ Al*S -a- M!<r/>* )iCl* n-* 9eCl Al*<Cr*3> / Mn I -aCl Ca<P/>* I Au*S <-H/>*S/ Nom/re *C*/ eC 0bP LiC- Li*S H!*9* Cd<r*>* Csr $( Completa la si!uiente tabla( Nom/re $+rmu%a Nom/re Fidr6ido Fidr6idocuproso c?prico Fidr6idode cromo<III> Fidr6ido";rrico .cido trio6o"os"rico<III> .cido Fipocloroso .cido sul"uroso .cido sul"?rico .cido "os"oroso .cido "os"rico .cido nitroso 6ido de cinc 6ido de esta`o<IV> 6ido de potasio 6ido de berilio 6ido de cobalto<III> 6ido de cadmio bromuro c?prico Fipobromitode cadmio o6alato de rubidio clorato de amonio cianuro de ma!nesio "os"ito de litio cloruro estanoso cromato de cobre<II> "os"ato de aluminio perclorato"erroso tristetrao6odicarbonato <III> de diFierro 6ido de a8u"re<VI> pent6idode dinitr!eno Fidr6ido Fidr6idodedealuminio calcio Fidr6idode cinc Fidr6idode potasio .cido crmico .cido dicrmico .cido idico .cido perman!.nico .cido tetrao6oman!.nico<VII> .cido o6.lico .cido brico tri6ido de dicromo mon6idode cobre 6ido de titanio<IV> mon6idode Fierro 6ido de calcio di6ido de plomo bromato de bario sul"ato de cesio nitrito de plomo<II> sul"uro de sodio "os"ato de berilio carbonato"erroso tiocianatopl?mbico nitrato de ma!nesio nitrato de plata dio6obromato<III> de litio perclorato de cinc anFídridoFipoiodoso sul"uroso anFídrido anFídridode carbonoso Fept6ido dibromo 6ido de ars;nico<III> mon6idode carbono $+rmu%a ema .# Reacciones * ecuaciones )uímicas G%osario Coe,icientes este)uiom7tricos# Son los coe"icientes utili8ados para a$ustar una ecuacin Ecuaci+n )uímica# Es una representacin simblica de una reaccin +uímica( Los símbolos % las "rmulas se utili8an para representar los reacti#os % productos, % los coe"icientes este+uiom;tricos se utili8an para a$ustar la ecuacin( Este)uiometría# Se re"iere a las medidas % relaciones cuantitati#as entre las sustancias % las me8clas de inter;s en +uímica( Reacci+n )uímica# Es un proceso en el +ue un con$unto de sustancias <reacti#os> se trans"orma en un nue#o con$unto de sustancias <productos>( Reacti6o %imite# En una reaccin es el reacti#o +ue se consume por completo( La cantidad de producto o productos "ormados depende de la cantidad de reacti#o limitante( Las reacciones )uímicas Son e6presiones matem.ticas abre#iadas +ue se utili8an para describir lo +ue sucede en una reaccin +uímica en sus estados inicial % "inal( En ella "i!uran dos miembros: en el primero, los símbolos o "rmulas de los reactantes, reaccionantes o reacti#os % en el se!undo los símbolos o "rmulas de los productos( Para separar ambos miembros se utili8a una "lecFa +ue !eneralmente se diri!e Facia la derecFa, indicando el sentido de la reaccin A X C → A X C E$emplo La ecuacin +uímica +ue describe la reaccin entre el ma!nesio % el o6í!eno es * M! X * → * M! 0eactantes Producto Si!ni,icado de %as ecuaciones )uímicas a4 Cua%itati6o8 indica la clase o calidad de las sustancias reaccionantes % productos( En la ecuacin anterior, el ma!nesio reacciona con el o6í!eno para obtener 6ido de ma!nesio /4 Cuantitati6o8 representa la cantidad de .tomos, mol;culas, el peso o el #olumen de los reacti#os % de los productos( En la ecuacin +uímica anterior, se entiende +ue dos mol;culas <o moles> de ma!nesio, reaccionan con una mol;cula <o mole> de o6í!eno para obtenerse dos mol;culas <o moles> de 6ido de ma!nesio( )ambi;n se puede calcular la cantidad en !ramos del producto, tomando como base los pesos atmicos de los reaccionantes <Con a%uda de la )abla Peridica> ( Características de %as ecuaciones )uímicas • Los reactantes productos se representan utili8ando símbolos para los elementos % "rmulas para los% compuestos( • Se debe indicar el estado "ísico de los reactantes % productos entre par;ntesis <!>, <l>, <s>: <ac(> si se presentan en estado !aseoso, lí+uido, slido o en solucin acuosa respecti#amente( • El n?mero % tipo de .tomos en ambos miembros deben ser i!uales, con"orme al principio de conser#acin de la masa: si esto es así, la ecuacin est. balanceada( Reacciones )uímicas Son procesos +uímicos donde las sustancias inter#inientes, su"ren cambios en su estructura, para dar ori!en a otras sustancias( El cambio es m.s ".cil entre sustancias lí+uidas o !aseosas, o en solucin, debido a +ue se Fallan m.s separadas % permiten un contacto m.s íntimo entre los cuerpos reaccionantes( )ambi;n se puede decir +ue es un "enmeno +uímico, en donde se producen sustancias distintas a las +ue les dan ori!en( Características o e6idencias de una reacci+n )uímica • 9ormacin de precipitados( • 9ormacin de !ases acompa`ados de cambios de temperatura( • Desprendimiento de lu8 % de ener!ía( Re!%as • En toda reaccin se conser#an los .tomos % las car!as <si Fa% iones> • -o puede ocurrir un proceso de o6idacin o de reduccin aislado, ambos ocurren simult.neamente( • -o se pueden "ormar productos +ue reaccionen en;r!icamente con al!uno de los productos obtenidos( E$emplo -a- X H* → -aH X -H ipos de r eacciones )uímicas A4 De acuerdo a %as sustancias reaccionantes# • 9eacciones *e composición, a*ición o s:ntesis5 Cuando dos o m.s sustancias se unen para "ormar una m.s comple$a o de ma%or masa molecular E$emplo • 9eacciones *e *escomposición5 Cuando una sustancia comple$a por accin de di"erentes "actores, se descompone en otras m.s sencillas E$emplo Cuando las descompone el calor, se llaman tambi;n de disociacin t;rmica( • 9eacciones *e simp)e s$stit$ción5 Denominadas tambi;n de simple despla8amiento cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reempla8ando a uno de sus componentes( E$emplo ( • 9eacciones *e *o7)e s$stit$ción5 )ambi;n se denominan de doble despla8amiento o met.tesis % ocurren cuando Fa% intercambio de elementos entre dos compuestos di"erentes % de esta manera ori!inan nue#as sustancias( k Se presentan cuando las sustancias reaccionantes est.n en estado inico por encontrarse en solucin, combin.ndose entre sí sus iones con mucFa "acilidad, para "ormar sustancias +ue permanecen estables en el medio reaccionante E$emplo • 9eacciones re'ersi7)es5 Cuando los productos de una reaccin pueden #ol#er a reaccionar entre sí, para !enerar los reacti#os iniciales( )ambi;n se puede decir +ue se reali8a en ambos sentidos( E$emplo • 9eacciones irre'ersi7)es5 Cuando los productos permanecen estables % no dan lu!ar a +ue se "ormen los reacti#os iniciales( E$emplo oda reacci+n es m-s o menos re6ersi/%e pero en mucFos casos esta re6ersi/i%idad es tan insi!ni,icante )ue se pre,iere considerar pr-cticamente irre6ersi/%e# B4 De acuerdo a su ener!ía En toda reaccin +uímica Fa% emisin o absorcin de ener!ía +ue se mani"iesta como lu8 %o calor( A+uí aparece el concepto de entalpía, entendida como la ener!ía +ue se libera o absorbe( • 9eacciones e!ot.rmicas5 Cuando al producirse, Fa% desprendimiento o se libera calor( E$emplo • 9eacciones en*ot.rmicas5 Cuando es necesario la absorcin de calor para +ue se puedan lle#ar a cabo( E$emplo La ener!ía %i/erada o a/sor/ida se denomina ca%or de reacci+n o enta%pía 34 por consi!uiente8 En una reacci+n e1ot7rmica %a enta%pía es ne!ati6a# En una reacci+n endot7rmica %a enta%pía es positi6a# La ener!ía %i/erada o a/sor/ida se denomina ca%or de reacci+n o enta%pía 34 por consi!uiente8 En una reacci+n e1ot7rmica %a enta%pía es ne!ati6a# En una reacci+n endot7rmica %a enta%pía es positi6a# C4 Reacciones especia%es • 9eacción *e ;a7er5 Permite obtener el amoniaco partiendo del Fidr!eno % nitr!eno -* X H* *-H • 9eacción termo8$:mica5 En estas reacciones se indica la presin, temperatura % estado "ísico de las sustancias H*<!> X *<!> H*<l> X 24,* cal C<diamante> X *<!> C*<!> X 5/,17 cal • 9eacción *e com7$stión5 En estas reacciones, el o6í!eno se combina con una sustancia combustible % como consecuencia se desprende calor %o lu8( Las sustancias or!.nicas puede presentar reacciones de combustin completas o incompletas • 9eacciones comp)etas( Cuando se "orma como producto "inal C* % H* <en caso de sustancias or!.nicas> E$emplo • 9eacciones incomp)etas5 Cuando el o6í!eno no es su"iciente, se produce C % H*, aun+ue mucFas #eces se produce carbn( • 9eacción cata):tica5 Se acelera por la inter#encin de sustancias llamadas catali8adores +ue permanecen inalterables al "inal de la reaccin( Cata%i5ador Sustancia +ue acelera la reaccin( -o reacciona( Se recupera todo E$emplo • 9eacción 9<=>?5 0eacciones en donde Fa% #ariacin de los estados de o6idacin de las sustancias por trans"erencia de electrones( • 9eacción *e ne$tra)i@ación5 Consiste en la reaccin de un .cido con una base( Ba%anceo de ecuaciones )uímicas alancear una ecuacin +uímica es i!ualar el n?mero % clase de .tomos, iones o mol;culas reactantes con los productos, con la "inalidad de cumplir la le% de conser#acin de la masa( Para conse!uir esta i!ualdad se utili8an los coe"icientes este+uiom;tricos, +ue son n?meros !randes +ue se colocan delante de los símbolos o "rmulas para indicar la cantidad de elementos o compuestos +ue inter#ienen en la reaccin +uímica( -o deben con"undirse con los subíndices +ue se colocan en los símbolos o "rmulas +uímicas, %a +ue estos indican el n?mero de .tomos +ue con"orman la sustancia( Si se modi"ican los coe"icientes, cambian las cantidades de la sustancia, pero si se modi"ican los subíndices, se ori!inan sustancias di"erentes( Para balancear una ecuacin +uímica, se debe considerar lo si!uiente Conocer las sustancias reaccionantes % productos( Los subíndices indican la cantidad del .tomo indicado en la mol;cula( Los coe"icientes a"ectan a toda la sustancia +ue preceden( El Fidr!eno % el o6í!eno se e+uilibran al "inal, por+ue !eneralmente "orman a!ua <sustancia de relleno>( Esto no altera la ecuacin, por+ue toda reaccin se reali8a en solucin acuosa o produce sustancias +ue contienen a!ua de cristali8acin( E$emplo * H*S/ si!ni"ica • Ha% dos mol;culas de .cido sul"?rico < o dos moles> • En cada mol;cula Fa% dos .tomos de Fidr!eno, un .tomo de a8u"re % cuatro .tomos de o6í!eno( M7todos para /a%ancear ecuaciones E6isten di"erentes m;todos +ue se utili8an se!?n con#en!an, de acuerdo al tipo de reaccin, las cuales pueden ocurrir Sin cambio de estados de o6idacin en nin!?n elemento reaccionante '> Ensa%o % Error o )anteo( *> Mínimo Com?n M?ltiplo( > Coe"icientes Indeterminados o Al!ebraico( Al!unos elementos cambian su #alencia /> 0EDf 1> Ion Electrn o Semirreaccin En medio .cido % b.sico( "# Ba%ance por tanteo Se emplea para balancear ecuaciones sencillas( Se reali8a al Tc.lculo tratando de i!ualar ambos miembros( Para ello utili8aremos el si!uiente e$emplo balancear -* X H* → -H • Identi"icamos las sustancias +ue inter#ienen en la reaccin( En este caso el nitr!eno % el Fidr!eno para obtener amoniaco( • Se #eri"ica si la ecuacin est. balanceada o no( En este caso notamos +ue ambos miembros no tienen la misma cantidad de .tomos, por lo tanto no est. balanceada( • Se balancea la ecuacin colocando coe"icientes delante de las "rmulas o símbolos +ue los necesitan( Empe8ar con los elementos met.licos o por el +ue se encuentra presente en menos sustancias Primero balanceamos el nitr!eno -* X H* → * -H • El Fidr!eno % o6í!eno +uedar.n para el "inal( Se!uidamente balanceamos el Fidr!eno -* X H* → * -H • Si un coe"iciente no es entero, entonces debe multiplicar todos por el ma%or de los denominadores( En este caso no ocurre( Como es un tanteo, debe recordar +ue las re!las indicadas, son recomendaciones( A?n así, para cual+uier e$ercicio, empiece usted, por donde desee pero tomando como par.metro +ue el n?mero de .tomos de este elemento est. de"inido en uno de los miembros( balancear Al<H> X H*S/ → Al*<S/> X H* • Primero balanceamos el metal aluminio * Al<H> X H*S/ → Al*<S/> X H* • Lue!o se!uimos con el a8u"re * Al<H> X H*S/ → Al*<S/> X H* • 9inalmente continuamos con el Fidr!eno, el o6í!eno resulta balanceado autom.ticamente & A%3O4' ' &SO. → A%&3SO.4' &O &# Ba%ance por e% mínimo com?n m?%tip%o Veamos el si!uiente e$emplo, balancear8 H*S/ X Ca<P/ >* → CaS/ X HP/ • Se obtiene el n?mero total de o6idacin de los radicales Falo!;nicos <S/>* *: <P />* 2: <P /> • Se escriben los n?meros de o6idacin totales de los radicales, deba$o de cada compuesto +ue los contiene H*S/ X Ca<P/ >* → CaS/ X HP/ ↓ ↓ ↓ ↓ * 2 * • Se Falla el MCM de los n?meros +ue indican los estados de o6idacin, en este caso el MCM es 2: lue!o se di#ide entre cada uno de ellos 2* : 22 ' : 2* : 2 * • Estos cocientes son los correspondientes coe"icientes de los compuestos de la ecuacin, así ' &SO. Ca'3PO. 4& → ' CaSO. & 'PO. balancear AlCl X H → Al<H> X Cl • Escribimos los n?meros de o6idacin de los radicales Falo!;nicos % b.sicos Cl' : <H>' : <H> : Cl' ' Entonces AlCl X H → Al<H> X Cl ↓ ↓ ↓ ↓ ' ' • Como el MCM es , di#idiendo obtenemos ' : : ' : ( Lue!o la ecuacin balanceada ser. A%C%' ' O → A%3O4' ' C% '# Ba%ance por coe,iciente indeterminados Denominado tambi;n m;todo al!ebraico( Se trata de un m;todo #erdaderamente al!ebraico +ue se utili8a para balancear cual+uier ecuacin +uímica( Las re!las para su aplicacin las #eremos con el si!uiente e$emplo8 balancear H X Cl* Cl → X Cl X H* • Se asi!nan coe"icientes literales a cada uno de los elementos o compuestos presentes, así a H X b Cl* → c Cl X d Cl X e H* • Se i!ualan las cantidades de las sustancias reactantes con las sustancias del producto, mediante sus coe"icientes, resultando una cantidad de ecuaciones e+ui#alente a la cantidad de #ariables literales: así → a cXd H →a *e → a d X e Cl → *b c X d <'> <> <*> </> • Si "altara una ecuacin, se da un #alor num;rico a una sola de las #ariables: si "altaran dos #ariables, se asi!narían dos #alores para dos #ariables( En este caso, se esco!e la ecuacin m.s simple % se le asi!na un #alor num;rico a una inc!nita: es aconse$able darle el #alor ', así8 En <> →e ' : lue!o a *e → a * Substitu%endo #alores en <*> * d X ' → * _ ' d → ' d → d ' Substitu%endo #alores e <'> * C X ' → C 1C Substitu%endo #alores en </> *b 1 X' → *b 2 → b ** → b ' • Cuando Fa% #alores "raccionarios se pre"iere eliminar los denominadores, multiplicando por el denominador apropiado <en este caso por > e 'k a * k 2 d ' k ' c 1 k 1 b ' k • La ecuacin balanceada ser. O ' C%& → = C% C%O' ' &O balancear *Cr*3 X HCl → Cl X CrCl X Cl* X H* • Escribimos los coe"icientes inc!nita a *Cr*3 X b HCl → cCl X d CrCl X e Cl * X " H * • I!ualamos las cantidades de las sustancias en ambos miembros → *a c <'> Cr *a → d <*> 3a→ " <> Cl → b c X d X * e </> H→ b *" <1> • 0eempla8ando #alores se tiene8 Si a ' → c * <en '>, d * <en *> : " 3 < en >: b '/ < en 1>: e < en /> • Escribimos los coe"icientes encontrados &Cr&O; ". C% → & C% & CrC% ' ' C% & ; &O .# Ba%ance REDOK# SE0A VIS) E- EL )EMA 5 Pro/%emas /('( Dada la si!uiente ecuacin CH/ <!> X *<!> → C* <!> X H* <l> E6plica a> )al % como est. escrita, \cumple esta ecuacin con la le% de conser#acin de la masa] \Por +u;] b> \Qu; cantidad, en !ramos, de a!ua podría obtenerse a partir de ' mol de metano en ausencia de o6í!eno] c> \ a partir de ' mol de cada reacti#o] d> Se tiene ' mol de metano % ' mol de o6í!eno % se inicia una reaccin mediante una cFispa, \sobrar. al!?n reacti#o] \Cu.ntos moles de di6ido de carbono % cu.ntos !ramos de a!ua se obtendr.n] e> Al sumar las masas de metano % o6í!eno presentes antes de comen8ar la reaccin, el resultado es ma%or +ue la suma de las masas de a!ua % di6ido de carbono obtenidos, \si!ni"ica este FecFo +ue no se cumple la le% de conser#acin de la masa] Discute el concepto de Reactivo Limitante( /(*( alancea las si!uientes ecuaciones +uímicas a( Al <s> X H*S/ <l> → Al*<S/> <s> X H* <!> b( Cu <s> X Hr <l> → Cur <s> X H* <!> c( C*/H7-7 <s> X * <!> → C* <!> X H* <!> X -* <!> d( e( "( !( C'2H'/-** <s> X * <!> → C* <!> X H* <!> X -* <!> 9eCl <s> X -a*S <l> → 9e*S <s> X -aCl <s> PbS <s> X H** <l> → PbS/ <s> X H* <l> C4H4 <l> X * <!> → C* <!> X H* <l> /(( alancea las si!uientes ecuaciones +uímicas, indicando para cada una de ellas la relacin en !ramosa(e6istente 9eS <s>entre X reactantes →% productos( 9e* <s> X S* <!> * <!> b( HCl <!> X * <!> → H* <!> X Cl* <!> c( C/H'7 <!> X * <!> → C* <!> X H* <!> d( H*S <!> X S* <!> → S <s> X H* <!> e( CS* <l> X * <!> → C* <!> X S* <!> ∆ "( Cl <s> → Cl <s> X * <!> /(/( alancea las si!uientes ecuaciones a( -H <!> X *<!> → -* <!> X H* <!> b( -*H/ <!> X -*/ <!> → -* <!> X H* <!> c( Al <s> X * <!> → Al* <s> d( C1H''H <l> X * <!> → C* <!> X H* <l> e( P*1 <s> X H* <l> → HP/ <ac> "( Sb <s> X * <!> → Sb/'7 <s> !( Li <s> X * <!> → Li* <s> /(1( Llena la si!uiente tabla calculando cu.ntos !ramos pesa ' mol de cada uno de los si!uientes compuestos M !Hmo% M !Hmo% Nom/re Nom/re Disul"uro de carbono <CS*> Bcido nítrico <H-> He6acloruro de a8u"re <SCl2> Amoníaco <-H> Etanol <CHCH*H> Di6ido de Carbono <C*> Bcido sul"?rico <H*S/> Mon6ido de Carbono <C> Sul"ato c?prico pentaFidratado Dicromato de potasio < *Cr*3> <CuS/1H*> Solucin !mol uma 32: */1: /2: 54: *5/: 2: '3: //: *4: */5, 11 /(2( Se Face reaccionar ',77 ! de plomo con su"iciente o6í!eno, obteni;ndose ','11 ! de di6ido de plomo( Si la masa atmica del o6í!eno es '2 !mol, calcula la masa atmica del plomo( Solucin *73 !mol /(3( Se sabe +ue el bromuro de un cierto metal M tiene "rmula Mr*, % se sabe tambi;n +ue la masa atmica del bromo es 47 uma % +ue ',1 ! del bromuro contienen ',* ! de bromo( \Cu.l es la masa atmica del metal] Solucin /7 uma /(4( Una mol;cula de un cierto compuesto binario "ormado por los elementos K e contiene en total ocFo .tomos combinados( La "ormacin del compuesto re+uiere +ue el n?mero de .tomos de sea el triple del n?mero de .tomos de K( a( Deduce la "rmula molecular del compuesto( b( Calcula moles delcantidad compuesto obtendrían al Facer reaccionar del elementocu.ntos delse elemento +ue la masa2,7! atmica con su"iciente K, sabiendo de K es '7,7 uma % la de es ',7 uma( Solucin a> f*2: b> ' mol $+rmu%a empírica * ,ormu%a mo%ecu%ar /(5( Al +uemar completamente ,37 ! de un compuesto puro +ue contiene ?nicamente carbono, Fidr!eno % o6í!eno, se producen 2,27 ! de di6ido de carbono % *,37 ! de a!ua( Se sabe adem.s, +ue '/,4 ! del compuesto corresponden a 7,' mol( Determina la "rmula empírica % la "rmula molecular del compuesto( Solucin 9E CH2*( 9M C2H'*/( /('7( Un cierto compuesto contiene los .tomos A, % C, en la proporcin **3, respecti#amente( Calcula la masa m.6ima del compuesto +ue se podría obtener a partir de 7,'31 mol de .tomos de A, 5,7⋅'7** .tomos de % 5,2 ! de C, sabiendo +ue las masas atmicas de A, % C son, respecti#amente, *: ': % '2 !mol( Solucin '2,1 ! /(''( Se mide la#olumen masa dede'7o6í!eno, L de un 6ido deacarbono, obteni;ndos e '5,2/ Se sabe tambi;n +ue el mismo medido las mismas condiciones de !(presin % temperatura, pesa '/,*4 !: +ue la masa atmica del o6í!eno es '2,7 !mol: % +ue la mol;cula de o6i!eno es biatmica( Calcula la masa molar del 6ido de carbono( Solucin // !mol /('*( Si se pesan en un mismo recipiente '7 ! de a!ua, '7 ! de amoníaco % '7 ! de clorato de aluminio, a( \cu.ntos moles de mol;culas de cada uno de los compuestos Fa% en cada una de las pesadas] b( \cu.ntos .tomos de o6í!eno Fa% en total en el recipiente] c( Cu.ntas mol;culas de a!ua podrían "ormarse si todo el Fidr!eno % todo el o6í!eno +ue Fa% en el recipiente "uesen separados de las mol;culas en las +ue est.n contenidos] Solucin a> 7,111mol: b> 7,144 mol: 7,731mol /('( \Cu.l es la masa m.6ima de cloruro de Fierro<III> +ue se podría obtener a partir de una me8cla de 17 ! de sul"ato de Fierro<III> % 7,/4 mol de cloruro de bario] Solucin /7,14! /('/( El clorato de potasio se descompone por accin del calor en cloruro de potasio % !as o6í!eno, \cu.ntos litros de !as o6í!eno, medidos en condiciones normales de temperatura % presin <C-)P>, se producen a partir de '1 ! de clorato de potasio] Solucin /,'' L /('1( El octano <C4H'4> se puede obtener como un producto del petrleo a tra#;s de la si!uiente reaccin C'2H* <!> X H* <!> → C4H'4 <!> \Cu.ntas mol;culas de octano es posible obtener a partir de **/ L de !as Fidr!eno, medidos en C-)P, suponiendo +ue el otro reactante est. en e6ceso] \Cu.ntos pesa <en !ramos> ese n?mero de mol;culas] Solucin 2,7*'7*/ mol;culas: ''/7 ! /('2( Determina el porcenta$e en masa de Fierro en cada uno de los si!uientes compuestos 9eC , 9e* % 9e( Solucin /4,G: 37,7G: 33,4G /('3( \Cu.ntos =ilo!ramos de Fierro es posible obtener a partir de *777 =! de 9e /] Solucin '//2! /('4( En cierta cantidad de un compuesto Fa% combinados ',*'7* .tomos de carbono, 7,2mol de .tomos de Fidr!eno % ',2! de o6í!eno \Cu.les son las ra8ones molares entre los .tomos del compuesto] Solucin *C 2H ' /('5( Al anali8ar una sal de ní+uel se encuentra +ue en *,4/' ! de la misma Fa% ',173 ! del metal( La sal podría ser una de las tres si!uientes -iCl *: -i<C->*: -iS/( \De cu.l de esas sales se trata] Solucin -i<C->* /(*7( El an.lisis elemental de un compuesto puro indica +ue posee un ',5G en masa de potasio, *4,5G en masa de cloro % 5,*G en masa de o6í!eno( Calcula las ra8ones molares entre sus .tomos( ' 'Cl /(*'( El acetileno % el benceno son dos Fidrocarburos distintos: sin embar!o, ambos poseen 7,5* ! de carbono por cada !ramo de compuesto( Si las masas molares son, respecti#amente, *2 !mol % 34 !mol, \cu.les son las "rmulas moleculares de cada compuesto] Solucin C *H*: C2H2 /(**( El an.lisis elemental de un carboFidrato arro$a los si!uientes resultados /7,77G de carbono, 2,3'G de Fidr!eno % 1,*5G desuo6í!eno( Si la masa molecular compuesto es apro6imadamente '47 uma, \cu.l es "rmula molecular] Solucin C2H'*del 2 /(*( Se sabe +ue ,// ! de un Fidrocarburo !aseoso ocupan 452 mL en condiciones normales( El porcenta$e en masa de carbono en este Fidrocarburo es 4,3*G( Determina la "rmula molecular del Fidrocarburo( Solucin C2H'/ /(*/( Se calientan 2,'5* ! de cloruro de bario Fidratado % se obtienen 1,*47 ! de cloruro de bario anFidro( \Cu.l es la ra8n molar entre el aCl* % el H* en la sal Fidratada] Solucin * Reacciones( reacti6os %imitantes( cantidades necesarias /(*1( El 6ido de Fierro<III> reacciona con mon6ido de carbono produciendo di6ido de carbono % Fierro met.lico( Calcula a( La masa de Fierro en !ramos +ue se podría obtener a partir de 7,1! de una muestra de 6ido ";rrico de un 47G en masa de pure8a, cuando se le trata con un e6ceso de mon6ido b( de La carbono( masa en !ramos de la muestra +ue se necesita para obtener ,7''7 * mol;culas de di6ido de carbono( Solucin a> 7,*4 ! % b> , ! /(*2( La Fidra8ina <-*H/> % el per6ido de Fidr!eno <H**> se utili8an $untos como combustible propulsor de coFetes( Los productos de reaccin son !as nitr!eno % a!ua( \Cu.ntos !ramos de per6ido de Fidr!eno son necesarios para reaccionar completamente por cada mili!ramo de Fidra8ina] Solucin *,' 6 '7 ! /(*3( Calcula cu.ntos !ramos de 6ido de calcio % +u; #olumen de di6ido de carbono, medido en C-)P, se podrían obtener al calentar *77! de carbonato de calcio 51G en masa de pure8a( Solucin '72,* ! % /*,2 L /(*4( El "os"ato de calcio reacciona con carbono % di6ido de silicio, en una reaccin +ue produce silicato de calcio <CaSi>, "s"oro en la "orma tetraatmica <P/> % mon6ido de carbono( Escribe % balancea la ecuacin +ue ri!e a esta reaccin( Lue!o determina a( El n?mero de moles de mol;culas de "s"oro <P /> +ue se obtiene a partir de ' mol de "os"ato de calcio( b( La masa en ! de "s"oro +ue se "orma a partir de ' ! de "os"ato de calcio( c( El n?mero de moles de mol;culas de di6ido de silicio +ue se re+uiere por cada !ramo de "os"ato de calcio( Solucin a> 7,1 mol: b> 7,* ! /(*5( Para la reaccin descrita por la si!uiente ecuacin CH/ <!> X * → C* <!> X H* <l> Determina a( Si se tienen '7 mol;culas de o6í!eno, \cu.ntas mol;culas de metano se necesitar.n para +ue la reaccin sea completa] b( Si en cambio se tiene una docena de mol;culas de o6í!eno, \cu.ntas mol;culas de C* se obtienen si la reaccin es completa] c( Si se tienen 2,7*'7* mol;culas de metano % se produce una combustin en e6ceso de o6í!eno \Qu; masa de C*, e6presada en =! % n!, se produce] Solucin a> 1 mol;culas: b> 2 mol;culas: c> 7,44 =! % 4,4 6 '7 '7 n! /(7( Se me8clan *4! de 6ido de calcio con //! de di6ido de carbono % se permite +ue se lle#e a cabo la reaccin descrita por la si!uiente ecuacinn Ca <s> X C* <!> → CaC <s> a> Determina si con las cantidades usadas se produ$o una reaccin completa( b> Determina la masa de cada uno de los compuestos +ue est.n presentes en el recipiente al "inali8ar la reaccin, e6presada en ! % !( Solucin a> -: b> ** ! *,*6 '73 µ! C*: 17 ! 1,76 '73 µ! de CaC /('( \Cu.ntos !ramos de di6ido de carbono se pueden obtener calentando *1! de carbonato de potasio] ∆ *C <s> → * <s> X C* <!> Solucin: 4,7 ! /(*( La Fidrlisis del cloruro de propanoilo, un Faluro de acilo, ocurre se!?n → CH*CCl X H* CH CHCH*CH X HCl \Cu.ntos moles de cloruro de propionilo "ueron Fidroli8ados en una reaccin en la +ue se produ$eron '77 ! de .cido propinico] Solucin: ',1 mol /(( Se Fa su!erido el uso del amoníaco como combustible limpio, pues el mismo arde produciendo ?nicamente !as nitr!eno % a!ua, nin!uno de los cuales es un compuesto contaminante <ambos se encuentran naturalmente en !randes cantidades en el aire>( -H <!> X * <!> → -* <!> X H* <!> Calcula la masa de nitr!eno +ue se "orma cuando reaccionan 17,7! de o6í!eno( Solucin: *5,* ! /(/( si!uiente El insecticida cloropicrina, CCl-*, se "abrica mediante un proceso +ue se describe en la ecuacin CH-* X Cl* → CCl-* X HCl Al Facer reaccionar '** ! de nitrometano con una determinada cantidad de !as cloro se obtu#ieron */2,31 ! de cloropicrina( \Cu.l de los reacti#os se a!ot primero] \Qu; cantidad, en !, de HCl se "orm] Solucin: Cl*: '2/,*1 ! /(1( Debido a +ue no es posible reali8ar al!unas mediciones dentro del cuerpo Fumano, una de las maneras de calcular las cantidades apro6imadas de !l?cidos, prtidos % lípidos +ue est.n siendo o6idados en el or!anismo en un momento dado, consiste en calcular la cantidad de C* e6pirado o de * inspirado( a( Determina la cantidad de !lucosa <C 2H'*2>, en !ramos, +ue Fan sido in!eridos por un indi#iduo +ue e6pira un #olumen de C * e+ui#alente a ' mol de dicFa sustancia( b(\Qu; cantidad de o6í!eno, inspirado por el indi#iduo es empleada en la o6idacin de esa cantidad de !lucosa]( c(Si se o6ida ' mol de sacarosa <C '*H**''>, % por otra parte se o6ida ' mol de una !rasa, tripalmitina, C 1'H542 \La cantidad de C* e6pirada por un indi#iduo ser. i!ual, ma%or menor en el caso del !l?cido +ue en el de la !rasa] Solucin: a> 7 !: b> * ! % c> menor /(2( Los cuadros pintados al leo +ue Fan enne!recido por reaccin del plomo con el sul"uro de Fidr!eno del aire +ue produce la consecuente "ormacin de sul"uro de plomo <un slido ne!ro>, pueden ser restaurados usando mu% cuidadosamente per6ido de Fidr!eno, se!?n la ecuacin PbS <s> X / H** <ac> → PbS/ <s> X / H* <l> Determina cu.ntos mili!ramos de H** reaccionan en la limpie8a de 7,1 ! de PbS( Solucin: '55 m! /(3( En '331, mientras los "ranceses estaban en !uerra con Espa`a, la Academia 9rancesa de la Ciencias o"reci un premio de '77(777 9rancos a +uien desarrollase un proceso de manu"actura de -a*S/ partiendo de "uentes de ba$o costo( En '357, -( Leblane desarroll un proceso en el cual el producto deseado se producía a partir de cloruro de sodio % .cido sul"?rico( -aCl <s> X H*S/ <ac> → -a*S/ <s> X HCl <!> Calcula cu.ntos !ramos de -aCl se re+uieren para preparar '/,* ! de -a*S/( Solucin: '',3 ! /(4( La ?rea, C<-H*>*, es un slido cristalino mu% soluble en a!ua, +ue reacciona con Fidr6ido de sodio produciendo carbonato de sodio % amoníaco, -H( Al reaccionar una cantidad desconocida de urea con su"iciente cantidad de Fidr6ido de sodio se producen /7 m! de amoníaco( a( \Qu; cantidad, en m!, de urea reaccion] b( \Cu.ntos m! de carbonato de sodio se produ$eron] Solucin: a> 277 m!: b> '727m! /(5( \Cu.ntos !ramos de "luoruro de berilio, e9*, pueden prepararse a partir de *7,7 ! de berilio % de *7,7 ! de "l?or] Solucin: */,5 ! /(/7( En la combustin completa de '3' m! de sacarosa <C'*H**''>, en atms"era de o6í!eno puro, se obtu#ieron 55 m! de a!ua( a( \Cu.ntos m! de C* se "ormaron] b( \Cu.ntos ! de * reaccionaron con la sacarosa] c( \Cu.ntos .tomos est.n contenidos en esa masa de o6í!eno] Solucin a> *2/ m!: b> '5* m!: c> 3,** 6 '7*' .tomos /(/'( El dolor de las picaduras de al!unas /%menoptera <abe$as, Formi!as % a#ispas> se debe, adem.s de al a!ui$ona8o, al .cido "rmico se!re!ado +ue penetra ba$o la piel( Este compuesto tiene uso en la industria, pero resulta m.s econmico sinteti8arlo +ue obtenerlo a partir de los mencionados insectos( El proceso industrial para su obtencin ocurre en dos etapas: la primera in#olucra la accin de mon6ido de carbono, C, sobre Fidr6ido de sodio slido, -aH, a unos *77 qC % presin de 4 atm, mientras +ue la se!unda es una reaccin con .cido clorFídrico Paso "8 C <!> X -aH <s> → HC-a <l> Paso &8 HC-a <l> X HCl <l> → HCH <l> X -aCl <s> Si se inicia la reaccin me8clando mol de C con 1 mol de -aH, determina a( \Es completa la reaccin] b( Partiendo de esas cantidades, \cu.ntas mol;culas del .cido "rmico se producen en el Paso * suponiendo +ue Fa% su"iciente cantidad de HCl] c( \Cu.ntos !ramos del reacti#o sobrante, de Faber al!uno, +uedan al "inal de la reaccin] Solucin a> -, b> ',472 6 '7*/ mol;culas: c> 47 ! -aH sobrante /(/*( El !as com?n de cocina est. compuesto por Fidrocarburos ali".ticos <principalmente butano, CHCH*CH*CH>( Durante una "u!a de !as, adem.s del l!ico ries!o de una e6plosin, +uienes respiran el !as su"ren en sus cuerpos una reaccin en la +ue el Fidrocarburo se o6ida a alcoFoles primarios, los cuales son sumamente t6icos CHCH*CH*CH <!> X * <!> → CHCH*CH*CH*H <l> Se sabe +ue la dosis letal son /77 m! de alcoFol por cada dL de san!re( \Cu.l es la cantidad m.6ima de butano +ue podría aspirar una persona normal sin +ue le produ8ca la muerte, aceptando +ue el promedio de san!re en el cuerpo Fumano es de 3 L] Solucin *',5 ! /(/( En un Forno de alta temperatura se reduce el Fierro de un mineral compuesto por 6ido ";rrico al estado met.lico, calentando el compuesto en presencia de mon6ido de carbono: en esta reaccin de 6idoreduccin se "orma tambi;n di6ido de carbono como subproducto( El mon6ido de carbono se "orma a su #e8 +uemando carbono en una cantidad controlada de o6í!eno puro( C <s> X * <!> → C<!> C <!> X 9e* <s> → 9e <s> X C* <!> \Qu; masa de o6í!eno es necesaria para producir una tonelada de Fierro] Supon!a +ue dispone de su"icientes cantidades de todos los dem.s reactantes( Solucin /7 =! /(//( Una estudiante desea preparar 17 ! de Hr en el laboratorio Faciendo reaccionar bromuro de sodio slido con .cido "os"rico concentrado -ar <s> X HP/ <l> → Hr <!> X -aP/ <s> Si #a a emplear un e6ceso de 17G de .cido "os"rico con respecto a la cantidad necesaria, siendo el -ar el reacti#o limitante, determina cu.ntos !ramos de cada reacti#o serían necesarios suponiendo +ue la reaccin tiene un rendimiento de a> '77G % b> 47G Solucin a> 2,11 ! -ar: 7,*/ ! HP/: b> 35,1* ! -ar: 7,*/ !P H / /(/1(Se calent una me8cla de M!C <s> % CaC <s>, lo!r.ndose la descomposicin de ambas sales en reacciones mu% similares +ue producen C* <!> en ambos casos, adem.s de M! <s> % Ca <s> respecti#amente( Posteriormente, la me8cla se calent Fasta desprender todo el C*, % la masa del recipiente e6periment una disminucin del 17G( Determina cu.l era el porcenta$e inicial de cada uno de los carbonatos( Solucin ,1G M!C: 22,1G CaC /(/2( Un estudiante est. reali8ando una pr.ctica del Laboratorio de Química r!.nica en la +ue debe preparar aspirina en el laboratorio empleando la reaccin descrita por la si!uiente ecuacin C3H2 <ac> X C/H2 <l> → C5H4/ <ac> X C*H/* <ac> El pro"esor le su!iere +ue utilice un 17G de e6ceso de C /H2, % +ue en promedio en esa e6periencia se obtiene un rendimiento del 3/G( Si desea producir *7 ! de aspirina, \cu.ntos !ramos de cada reacti#o debe emplear en su procedimiento] Solucin *7,3 ! C3H2: **,51 ! C/H2 /(/3( Se disuel#e una muestra de plomo puro, +ue pesa *,73 !, en su"iciente .cido nítrico concentrado, obteni;ndose una disolucin de nitrato de plomo( Se trata esta disolucin con .cido clorFídrico, cloro !aseoso % cloruro de antimonio( El resultado es un precipitado de <-H/>*PbCl2( \Cu.l es la masa m.6ima de este ?ltimo producto +ue se puede obtener a partir de la muestra de plomo] Solucin /,12 ! /(/4( Cuando el bromuro de bario, ar*, se calienta en una corriente de cloro !aseoso, Cl *, se con#ierte totalmente en cloruro de bario, aCl *( De ',17 ! de ar* se obtienen e6actamente ',71 ! de aCl*( Calcula la masa atmica del bario con estos datos, sabiendo +ue las masas atmicas del cloro % del bromo son, respecti#amente, 1,1 uma % 47 uma( Solucin '2,1 !mol '2,1 uma /(/5( Una muestra de una me8cla de CaCl* % -aCl, +ue pesaba /,** !, "ue disuelta en a!ua % tratada para precipitar todo el calcio como CaC , el cual "ue lue!o calentado % con#ertido en Ca puro( La masa "inal del Ca "ue 7,51 !( \Cu.l era el porcenta$e de cada sal en la me8cla ori!inal] Solucin //,3 G CaCl* /(17( El 6ido de #anadio<II> reacciona con el 6ido de Fierro<III> % produce 6ido de #anadio <V> % 6ido de Fierro<II> \Cu.ntos !ramos de 6ido de #anadio <V> se pueden obtener a partir de *,77 ! de 6ido de #anadio<II> % 1,31 ! de 6ido de Fierro<III>] Solucin *,'4 ! /(1'( Cuando se Face pasas #apor de a!ua sobre Fierro caliente, se produce la me8cla e+uimolar de los 6idos "erroso %9e";rrico, adem.s Fidr!eno, siendo*lareaccin → 9e9e H* <!>de <s> X <s> X H* <!> Si se Facen reaccionar //,24 ! de Fierro con 7,52 mol de #apor de a!ua, calcula la masa, en !ramos, de 6ido "erroso";rrico "ormado( Solucin 11,2 ! /(1*( Se tratan '77 ! de aluminio met.lico con e6ceso de disolucin acuosa de .cido sul"?rico, produci;ndose sul"ato de aluminio % !as Fidr!eno( )odo el Fidr!eno obtenido se Face reaccionar con 6ido de cobre <II> produci;ndose cobre met.lico % a!ua( Calcula la cantidad, en !ramos, de 6ido de cobre <II> +ue se consume( Solucin //' ! /(1( Sea la reaccin descrita por la si!uiente ecuacin 9e* <s> X C <!> → 9e<s> X C* <!> a( Calcula cu.ntos !ramos de Fierro met.lico se producen a partir de su"iciente cantidad de mon6ido de carbono % ' =! de una muestra +ue contiene 47G en masa de 6ido ";rrico( b( \Qu; masa de muestra, en !ramos, se necesita Facer reaccionar con su"iciente cantidad de mon6ido de carbono para obtener ,7'⋅'7* mol;culas de di6ido de carbono] Solucin a> 127 !: b> , ! /(1/( Considera las reacciones sucesi#as descritas por las si!uientes ecuaciones CuS/ <s> → Cu<s> X S* <!> X * <!> Cu <s> X -H <!> → Cu<s> X -* <!> X H* <!> Calcula cu.ntos !ramos de sul"ato de cobre <II> son necesarios para obtener 7,71 mol de mol;culas de !as nitr!eno( \cu.ntos !ramos de cobre met.lico se obtienen en el mismo proceso( Solucin *,5 ! CuS/: 5,1 ! Cu /(11( Cuando se calienta boro en atms"era de o6í!eno se produce 6ido de boro<III>( Si se parte de ,77 ! de boro % 5,7⋅'7** mol;culas de o6í!eno, \cu.ntos !ramos de 6ido de boro se debe obtener] Solucin 2,52 ! /(12( Un compuesto or!.nico tiene la si!uiente composicin ponderal 2/,43G de carbono: ',1'G ** de Fidr!eno % el resto de o6í!eno( Se sabe +ue ',41 ! del compuesto contienen⋅'7',1 mol;culas( Calcula la "rmula molecular del compuesto( Solucin 3/ !: C4H*7* /(13( El #ina!re com?n de cocina es una disolucin poco concentrada de .cido ac;tico en a!ua( En la combustin del .cido ac;tico puro, CHCH, se produce di6ido de carbono % a!ua( Si se tratan ',1 ! del .cido puro con 23* mL de o6í!eno medidos en condiciones normales, calcula cu.ntos !ramos de a!ua +ue se producen( Solucin 7,1/ ! /(14( Considera 7,' mol de percolarato "erroso Fe6aFidratado a( \Cu.ntos mol de .tomos de o6í!eno Fa% en esa cantidad de la sal] b( \Cu.ntos !ramos de Fierro Fa% en la muestra] Solucin a> ',/ mol: b> 1,2 /(15( El sul"uro de Fierro<II> reacciona con o6í!eno "ormando 6ido de Fierro<III> % di6ido de a8u"re( El di6ido de a8u"re se combina con el o6í!eno del aire "ormando tri6ido de a8u"re, el cual a su #e8 produce .cido sul"?rico al disol#erse en a!ua( Calcula el porcenta$e de pure8a en sul"uro de Fierro<II> de una muestra de 37,/ ! de un mineral +ue produce 5,* ! de .cido sul"?rico tras el tratamiento descrito( Solucin 17G ema =# Diso%uciones G%osario Materia# Cual+uier cosa +ue ocupa un espacio % posee masa( $ase# Parte Fomo!;nea de un sistema +ue est. en contacto con otras partes del mismo pero separada de ellas por una "rontera bien de"inida( Di%uci+n# Procedimiento para preparar una disolucin menos concentrada a partir de una m.s concentrada( Diso%uci+n acuosa# Me8cla Fomo!;nea en la +ue el disol#ente es a!ua( Diso%uci+n# Me8cla Fomo!;nea de dos o m.s sustancias( Diso%uci+n no saturada# Disolucin +ue contiene menos soluto del +ue puede disol#er( Diso%uci+n saturada# Disolucin +ue resulta cuando, a una temperatura determinada, se disuel#e la m.6ima cantidad de una sustancia en un disol#ente( Diso%uci+n so/resaturada# Disolucin +ue contiene m.s soluto del +ue est. presente en una disolucin saturada( Diso%6ente# Es un componente de la disolucin en el +ue est.n disueltos uno o m.s solutos( @eneralmente el disol#ente se encuentra en ma%or cantidad +ue los solutos % determina el estado de la materia en el +ue e6iste la disolucin( E%emento# Sustancia +ue no puede separarse en sustancias m.s sencillas por m;todos +uímicos( Densidad# Es una propiedad "ísica +ue se obtiene di#idiendo la masa de un material u ob$eto por su #olumen <es decir masa por unidad de #olumen>( Me5c%a# Es cual+uier muestra de materia +ue no es pura, es decir, +ue no es un elemento o compuesto( Al contrario +ue pasa para un sustancia, la composicin de una me8cla puede #ariarse( Las me8clas pueden ser Fomo!;neas o Fetero!;neas( Me5c%a Fetero!7nea# Sus componentes se separan en 8onas "ísicamente distintas +ue di"ieren entre las propiedades % con "recuencia en la composicin( Me5c%a Fomo!7nea# Es una me8cla de elementos %o compuestos +ue tienen una composicin % propiedades uni"ormes en una muestra determinada( Sin embar!o, la composicin % propiedades pueden #ariar de una muestra a otra( Mi%imo%# Es la mil;sima parte de mol <7,77' mol>( Mo%# Es una cantidad de sustancia +ue contiene <2,7**'/ 6 '7 *> <la constante de A#o!adro> .tomos, unidades "rmula o mol;culas( So%u/i%idad# Es la concentracin de su disolucin saturada( $racci+n mo%ar# Es la "raccin de mol;culas de la me8cla +ue son de un determinado tipo( Es la cantidad en moles de un componente di#idido por la cantidad total de moles de todas las sustancias de la me8cla( Mo%a%idad( m# Es la concentracin de una disolucin e6presada como cantidad de soluto, en moles, di#idida por la masa del disol#ente e6presada en =ilo!ramos( Mo%aridad( M# Es la concentracin de una disolucin e6presada como cantidad de soluto, en moles, di#idida por litro de disolucin( So%u/i%idad mo%ar# Es la molaridad de soluto <mol L'> en una disolucin saturada( So%uto# Es un componente de la disolucin +ue se disuel#e en un disol#ente( Una disolucin puede tener #arios solutos, estando estos presentes en menor cantidad +ue el disol#ente( Porcenta9e# Es el n?mero de partes de un constitu%ente en '77 partes del total( Porcenta9e en mo%es# Es la "raccin molar e6presada como porcenta$e, es decir, "raccin molar 6 '77G( Guía diso%uci+n de un s+%ido no 6o%-ti% en a!ua Se desea preparar 177mL de una disolucin acuosa de sul"ato c?prico al 7,* molL( Para ello, se dispone en el laboratorio de un recipiente +ue contiene sul"ato c?prico pentaFidratado al 54G, adem.s de todos los materiales presentados arriba % su"iciente a!ua destilada( <4 Como de costumbre, es necesario comen8ar la resolucin de este problema por la reali8acin de los c.lculos, lo cual permitir. saber +u; cantidad del slido es necesaria pesar para preparar la disolucin deseada( Se desean preparar 177mL de una disolucin 7,*M( Utili8ando la ecuacin de molaridad, o Faciendo una re!la de tres, se tiene M= n [mol] V [L ] ⇒ n = M ⋅ V = 0.2 mol / L ⋅ 0.5 L ⇒ nCuSO. 7,' mo% Hacen "alta 7,' mol de la sal para +ue al ser disueltos Fasta un #olumen "inal de 177mL, la disolucin resultante sea 7,*M( AFora bien, no es posible medir directamente los mol de una sustancia, pero sí puede medirse la masa de slidos usando una balan8a( Para Fallar la masa de sal necesaria, se multiplica el n?mero de mol por la masa molar( Sin embar!o, si se re#isa el enunciado del problema, se obser#ar. +ue la sal de la cual se dispone es sul"ato c?prico pentaFidratado, +ue di"iere de la sal anFidra en +ue 1 mol;culas de a!ua est.n enla8adas este+uiom;tricamente por cada CuS/( Así, la "rmula de la sal es CuS/1H*, su masa molar deber. incluir el aporte de esas cinco mol;culas de a!ua % ser. entonces MCuS/1H* MCu' X MS' X M/ X MH'7 X M1 */5,11 !mol Así, la masa de sal <pentaFidratada> necesaria ser. M m [ g] n [mol] ⇒ m n M 7,' mol */5,11 !mol ⇒ mCuSO.>=&O */,511 ! La sal, sin embar!o, no es pura, pues slo el 54G del recipiente corresponde a sul"ato c?prico pentaFidratado( Para ase!urarse +ue Fa%an */,511! % en consecuencia 7,'mol de CuS/1H*, es necesario pesar un poco m.s( La cantidad e6acta se determina Faciendo uso $ustamente de ese 54G( Usemos una re!la de tres esta #e8 corresponden al 54G ← */,511! sal pura cu‡nto ser‡ → mnecesaria *1,/2/ ! sa% de% recipiente '77G j+ue tal % como esper.bamos, es un poco ma%or +ue el #alor +ue Fabíamos obtenido anteriormente( "4 Limpie5a de materia%es8 Habiendo calculado la masa necesaria para pre parar la disolucin, el pr6imo paso ser. sele cionar % la#ar todos los materiales necesario s, lue!o de Faberse colocado la bata de labor torio( En este caso usaremos aln a"orado de 177mL Esp.tula A!itador de #idrio Vidrio de relo$ ea=er de '77mL Embudo de tallo corto <no sintallo> Adicionalmente Faremos so de la balan8a del laboratorio, la piceta con a! ua destilada % la bata( Nota8 lo m.s recomenda le es anotar los materiales al "inal, cuando %a s e Fa%a escrito toda la descripcin de la e6perie ncia, pues no siempre es ".cil saber a priori cu .les materiales Far.n "alta en +u; momento( &4 Secado de materia%es8 ecar el bea=er, la esp.tula % el #idrio de relo$( Lo m.s ptimo ser. secar el bea=er % el #idrio de relo$ en la estu"a, despu;s de lo cual se les d ber. permitir en"riar a temperatura ambiente ant es de proceder a pesar <importante>( S inosedi ispone de estu"a, ser. necesario ase!urarse +ue despu;s de secar no +ueden en el bea=er resto de papel, tela, etc( '4 Pesar e% /eaer8 Silab lan8a tiene sistema de tarado, re!resar la ni#elac in a cero % proceder( Si no lo posee, anotar la asa del bea=er( .4 Si la balan8a "ue tarada a cero, pesar los *1,/2/! de sal, usando la esp.t la( Si no "ue tarada a cero, sumar los *1,/2/! a la masa del bea=er % a`adir sal Fasta alcan8ar e sa masa total( =4 )apar inmediatamente el b a=er con el #idrio de relo$ % trasladar al lu!ar donde se tiene el baln <+ue no deber. ser en la mism 8ona de la balan8a>( 4 Diso%uci+n8 A`adir una e+ue`a cantidad de a!ua destilada al slido, a penas su"iciente para sumer!irlo( 0e#ol#er co el a!itador de #idrio Fasta disol#er( Si no se lo !ra disol#er el slido, a`adir una pe+ue`a canti dad adicional de a!ua destilada % a!itar( Si a?n así no se disuel#e el slido, permitir decantar, roceder al paso 3> % lue!o re!resar al 2>( ;4 Haciendo uso de la t;cnic a descrita aba$o, tras#asar el lí+uido al baln a"orado( :4 La6ado8 A`adir una pe+ue`a cantidad de a!ua destilada <alrededor de '1mL> al bea=er +ue contenía el s lido( Hacer correr el lí+uido por las paredes del recipiente para arr strar los restos del compuesto +ue Fa%an +uedado( 4 )ras#asar usando la t;cnica descrita en >( 0epetir 4> % 5> al m nos tres #eces lue!o de +ue %a no +uede slido n el bea=er( Enrasar con el menisco tocando tan!en ialmente la línea de "<4 a" re( A!itar % rotular( N ta8 bs;r#ese +ue no "ue necesario c$rarn in!u o de los instrumentos en esta e6periencia( M.s a?n, Facerlo Fabría sido incorrecto( Para una br #e descripcin del proceso e implicaciones del c$ra*o, lea la parte de esta !uía, a continuacin( G ía di%uci+n de un -cido en a!ua N ta8 bser#e +ue el subtítulo de esta secci n dice Dilucin, no Disolucin( Una disolucin se prepara al me8clar un soluto con un disol#e nte, como cuando se disuelve en a!ua una pastill de Al=aSel8er, o al a`adirle sal al a!ua para Facer pasta( Cuando %a est. preparada la disolu in, si la misma est., di!amos, mu% dulce < mu% "uerte>, puede diluírsele a `adi;ndole m.s a !ua( Así, el -estea se disuelve al a`adirle a! ua al slido, mientras +ue el JFis=% se diluea a` l adirle m.s a!ua, pues el JFis=% %a es una disolu in antes de a`adirle a!ua, mientras +ue el t; es u slido( Se desea preparar *17mL deuna disolucin acuosa de .cido clorFídrico al 7, 1 molL( Para ello se dispone, adem.s de todos l s materiales presentados arriba % su"iciente a ua destilada, de una botella de .cido concentrado u%a eti+ueta se presenta a continuacin <4 Una #e8 m.s, es neces ario comen8ar la resolucin del problema por la reali8acin de los c.lculos( Es bueno anali8 ar Facia dnde se desea lle!ar % desde dnde se est. partiendo( El .cido est. concentrad o, pero %a est. disuelto en a!ua, esto es la e8cla ori!inal es un lí+uido( Como tal, es l !ico pensar +ue al "inal se desee saber cu. ntos mililitros de esa disolucin ma*re son ecesarios para +ue, al a`adirse a!ua Fasta al an8ar los *17mL de me8cla, la concentracine HCl resultante sea 7,1 molL( Entonces, se tiene una oncentracin % un #olumen de la disolucin "i al: puede Fallarse la cantidad en mol necesari nC% MHCl VHCl 7,1m lL 7,*1 L ⇒ nC% 7,'*1 mo% de C% necesa ios La botella de la disoluci n madre muestra #arios datos, entre ellos el #al r de la densidad % el porcenta$e de pure8a( abiendo cu.ntos mol de HCl son necesarios, es posible calcular la cantidad en !ramos de H l puro( A partir de esa cantidad se puede Fallar la masa de disolucin madre, el HCl sA:el sin 3G( Esa masa disolucin lue!o pesarse, se Fi8o de en lalacual e6perienci embar!o, conde.cidos % en madre !eneralpodría con lí+uidos, resultacomo m.s con#eniente medir un # lumen con los materiales de #idrio apropiados, para lo cual puede usarse la densidad % así alcular el #olumen de la disolucin madre neces ario para preparar los *17mL de HCl 7,1M( mC% 3puro4 nHCl MHCl 7,'*1 mol 2,1 !mol⇒ mC% 3puro4 /,12*1! C% puro AFora se desea calcular la masa de disolucin usando el porcenta$e deHCl en la disolucin madre en 3 ! de HCl puro est‡ncontenidos → '77 ! disolucin de HCl madre star‡n en /,12*1 ! de HCl puro → mdiso%# madre neces# '*,' ! diso%uci n C% madre 9inalmente, se usa la den sidad para Fallar el #olumen de disolucin madre necesario d= m [ g] V [mL ] ⇒ Vmadre 12.331 g m madre = ⇒ TC% 5,5// mL dmadre 1.24 g / mL El #olumen necesario para preparar *17 mL de HCl al 7,1 molL es 5,5//m L( Sin embar!o, en el laboratorio no se dispone de pipetas +ue puedan medir e6actamente esa c ntidad( Es necesario tomar una decisin al res ecto( Es ra8onable pensar +ue si se miden '7mL, la concentracin a?n estar. ceptablemente cerca de los 7,1M +ue se dese n, por lo cual en este caso se puede usar unapipeta 6o%um7trica de "<mL < en otros casos po ría ser necesario usar una pipeta !raduada de ' mL o de *1mL>( "4 La#ar todos los materiales a usar con abundante a!ua de cForro % $abn de ser necesario( Una #e8 eliminados los restos de $abn, en$ua!ar con a!ua destilada( Estos materiales ser.n bea=er de 17mL, baln a"orado de *17mL, pipeta #olum;trica de '7mL, #idrio de relo$ pe+ue`o( &4 Al culminar el la#ado del baln a"orado de *17mL, a`adirle a!ua destilada apro6imadamente Fasta la mitad de su capacidad( Introducir en la campana de e6traccin de #apores( '4 Disponer de un bea=er de desecFos, de unos *17mL, el cual deber. contener unos '77mL de a!ua de cForro( .4 Curado de% /eaer8 )raba$ando dentro de la campana, #erter una pe+ue`a cantidad de .cido concentrado en el bea=er de 17mL( Ase!ur.ndose de Fumedecer todas las paredes, ir desecFando Facia el bea=er de *17mL <desecFos>( 0epetir dos #eces m.s( =4 A`adir unos 7mL de disolucin madre al bea=er( 4 Curado de %a pipeta8 Usando una pera de succin o propipeta, e6traer una pe+ue`a cantidad del .cido del bea=er Facia la pipeta: remo#er cuidadosamente la propipeta % Fumedecer todas las paredes de la pipeta, #ertiendo el lí+uido Facia el bea=er de desecFos( 0epetir dos #eces m.s( ;4 Medir la cantidad deseada <en este caso los '7mL e6actos, en la ?nica línea de a"oro de la pipeta #olum;trica>( :4 Verter la cantidad dentro del baln( 4 )apar inmediatamente el bea=er +ue contiene el sobrante de solucin madre de HCl( "<4 A!itar mu% le#emente el baln <sin #oltearlo> para Fomo!enei8ar( ""4 Completar el #olumen usando la piceta, Fasta +ue el menisco del lí+uido est; ubicado tan!encialmente por arriba de la línea de a"ore( E9ercicios resue%tos '( Se disuel#en *7 ! de -aH en 127 ! de a!ua( Calcula a> la concentracin de la disolucin en G en masa % b> su molalidad( Ar<-a> *( Ar<>'2( Ar<H>'( a> % NaOH = m( g ) NaOH m( g ) disolución .100; % NaOH = 20 580 .100; % NaOH = 3,45. b> Primeramente calculamos los moles +ue son los *7 ! de soluto 1 mol NaOH 40 g m = = X 20 g ;X moles ( soluto ) m( kg ) de disolvente ; = 0,5 moles. m = 0,5 moles 0,56 kg = 0,89 m; *( \Qu; cantidad de !lucosa, C2H'*2 <Mm '47 !mol>, se necesita para preparar '77 cm de disolucin 7,* molar] M = moles( soluto) V (l ) de disolución ; moles C 6 H 12 O6 = M .V = 0,2 M .0,1l ; moles C 6 H 12 O6 = 0,02. 1 mol glu cos a 180 g = 0,02 moles X ;X = 36 g . ( Se dispone de un .cido nítrico comercial concentrado al 52,3 G en peso % densidad ',1 !ml( \Cu.ntos ml del .cido concentrado ser.n necesarios para preparar 7,* l( de disolucin ',1 M de dicFo .cido] Mm <H-> 2!mol( Primeramente calcularemos los moles de .cido puro +ue necesitamos M = moles( soluto) V (l ) de disolución ; moles( HNO3 ) = M .V = 1,5M .0,2l = 0,3. AFora calculamos la masa en ! correspondiente 0,3moles x 63g 1mol = 18,9 g de HNO3 . Como el .cido comercial del +ue disponemos no es puro, sino del 52,3 G necesitaremos pesar 100 g del ácido comercial contienen 96,73 g ácido puro = X 18,9 g ácido puro ; X = 19,54 g ácido comercial. Como necesitamos a#eri!uar el #olumen en ml +ue Femos de co!er, utili8amos la densidad del .cido comercial m( g ) 19,54 g = 13ml. d ( g / ml ) = ; V (ml ) = V ( ml ) 1,5 g / ml /( Calcula la masa de nitrato de Fierro <II>, 9e<->*, +ue Fa% en '77 ml de disolucin acuosa al 2 G( Densidad de la disolucin ','2 !ml( De la densidad sabemos +ue los '77 ml de disolucin tienen de masa ''2 !( Como es al 2 G, la masa de soluto e6istente ser. En 100 g disolución hay 6 g Fe( NO3 ) 2 = En 116 g disolución X ; X = 6,96 g Fe( NO3 ) 2 . 1( Indica de +u; modo prepararías l de disolucin 7,' M de HCl si disponemos de un HCl concentrado del 2 G % densidad ','5 !ml( Calculamos la masa de HCl +ue necesitamos( Para ello, utili8ando el concepto de molaridad, a#eri!uamos primeramente los moles de HCl +ue #a a tener la disolucin +ue +ueremos preparar n( HCl ) Como = M .V = 0,1M .0,5l = 0,05moles. M m ( HCl ) = 36,5 g / mol . Los 7,71 moles ser.n 0,05moles. 36,5 g 1mol = 1,83 g HCl. Esa masa de HCl la tenemos +ue co!er del HCl concentrado del +ue se dispone <2 G % densidad ','5 !ml(>( Al no ser puro, sino del 2 G tendremos +ue co!er m.s cantidad de !ramos 100 g del HCl concentrado contienen 36 g HCl puro = X 1,83 g HCl puro ; X = 5,08 g HCl puro. Como! se trata de un lí+uido del +ue conocemos su densidad, determinamos el #olumen de esos 1,74 V = m ρ ; V = 5,08 g 1,19 g / ml = 4,27 ml HCl del 36%. Preparacin En un matra8 a"orado de l +ue conten!a al!o de a!ua destilada, se introducen /,*3 ml del HCl concentrado del 2 G, utili8ando una pipeta( -o absorber el .cido con la boca por+ue es t6ico( Se a!ita con cuidado el matra8 Fasta +ue se disuel#a el soluto( Se a`ade a!ua destilada al matra8 Fasta alcan8ar e6actamente la se`al de 177 ml( 2( Se disuel#en en a!ua 7,1 ! de cloruro amnico <-H/Cl> Fasta obtener 7,1 l de disolucin( Sabiendo +ue la densidad de la misma es '7*3 =!m , calcula a> La concentracin de la misma en porcenta$e en masa( b> La molaridad( c> La molalidad( d> Las "racciones molares del soluto % del disol#ente( Mm<-H/Cl>1,1!mol( Primeramente '7*3=!m ',7*3 !cm( Lue!o la masa de ' l de disolucin ser. de '7*3 ! % la de medio litro 1',4 !( De ellos 7,1 ! son de soluto <cloruro amnico> % el resto /4, ! son de a!ua( masa ( g ) soluto 30,5 g x100 = x100 = 5,94%. masa ( g )disolución 513,8 g moles soluto 30,5 g / 53,5 g / mol 0,57moles = = = 1,14M . M = volumen(l )disolución 0,5l 0,5l moles soluto 0,57 moles m= = = 1,18m. masa ( kg ) disolvente 0,483kg a> % masa NH 4 Cl = b> c> d> Calculamos los moles de a!ua n( H 2 O) = 483,3g XS = n º moles soluto nº moles totales = 0,57 0,57 + 26,85 = 0,02; x 1mol 18 g = 26,85moles. XD = n º moles disolvente n º moles totales = 26,85 0,57 + 26,85 = 0,98. 3( Un .cido sul"?rico concentrado de densidad ',4 !ml tiene una pure8a del 57,1 G(Calcula: a> Su concentracin en !l( b> Su molaridad( c> El #olumen necesario para preparar de litro de disolucin 7,* M( Mm<H*S/>54!mol( a> g / l = masa( g ) ácido puro volumen(l ) disolución SUP-EMS +ue tomamos ' l de .cido <'777 ml> lue!o su masa ser. de '477 !, de los cuales el 57,1 G son de .cido puro b> M = 90,5 = 1629 g ácido puro ; 100 n º moles soluto ; V (l )disolución 1800 g x g /l = 1629 g 1l = 1629 g / l. Como conocemos los !ramos de .cido puro +ue Fa% en 'l de disolucin, ?nicamente tenemos +ue e6presarlos en moles 1629 g x 1mol = 16,62moles; M = 16,62moles = 16,62M . 1l 98 g c> de litro de disolucin 7,* M( son n º moles = M .V ; En !ramos ser.n 0,05moles x 98 g 1mol n º moles 1 = 0,2M . l = 0,05 moles; 4 = 4,9 g de ácido puro. La masa de .cido sul"?rico del 57,1 G ser. m = 4,9 g x El #olumen +ue se Fa de co!er del .cido ser. V = m 100 90,5 ; V = ρ = 5,4 g. 5,4 g 1,8 g / cm 3 = 3 cm 3 . 4( En /7 ! de a!ua se disuel#en 1 ! de .cido sul"Fídrico, Mm <H *S>/ !mol( La densidad de la disolucin "ormada es ',74 !cm( Calcula a> el porcenta$e en masa: b> la molalidad: c> la molaridad % d> la normalidad de la disolucin( a> % masa = b> m = masa ( soluto ) masa ( disolución ) n º moles soluto nº kg disolvente ; m= x100; % masa 5 g / 34 g / mol 0,04kg = 5 5 + 40 = 3,67 m; 100 = 11,11%; c> Para calcular la molaridad necesitamos conocer el #olumen de la disolucin ρ M m = V = ; V = m ρ n º moles = 45 g 1,8 g / cm soluto V (l ) disolución = 3 = 41,66 cm 3 ; 5 g / 34 g / mol 0,04136 l = 3,53 M ; d> Para calcular la normalidad necesitamos conocer el n?mero de e+ui#alentes Como es un .cido diprtico <lle#a dos Fidr!enos la mol;cula> el E+ !ramo es la mitad del mol Eq − gramo N = = mol ( g ) 2 = 34 g 2 n º equivalentes ( soluto ) V (l ) disolución = 17 g ; ;N = 5 g / 17 g / Eq 0,04136 l = 7,11 N ; +ue es el doble +ue la molaridad( 5( Se desea preparar ' l de disolucin de HCl 7,1 M( Para ello se dispone de las disoluciones A % ( Calcular la M de la disolucin A % el #olumen necesario +ue Fa% +ue tomar de cada disolucin para obtener la disolucin deseada a> Para calcular la M de la disolucin A, partimos de ' l % a#eri!uamos m su masa ; m = ρ .V ; m = 1,095 g / cm 3 .1000cm 3 ; ρ = V m = 1095g . Como es del 1G, de los '751 ! +ue tiene de masa ' l, su 1G ser.n de HCl HCl HCl 1G ',751!ml 7,' M A masa HCl = 1095 g x 5 100 = 54,75 g HCl puro. La molaridad ser. M = n º moles soluto V (l ) disolución = 54,75 g / 36,5 g / mol 1l = 1,5 M ; b> Para preparar ' l de disolucin 7,1 M me8clando #ol?menes de los dos .cidos tenemos +ue tener presente +ue 'q> Que el n?mero de moles +ue Fabr. de co!erse entre la disolucin A % la Fa de ser los +ue Fa de tener la disolucin +ue se #a a preparar nº moles = V .M = 1 1.0,5M = 0,5moles. *q> Que la suma de los #ol?menes de las dos disoluciones Fa de ser ' l( Al #olumen +ue tomemos de la disolucin A le llamamos VA % al de la disolucin V, de manera +ue V 'VA Planteamos la ecuacin con los moles de manera +ue la suma de los +ue tomamos de la disolucin A m.s los +ue tomamos de la disolucin sea i!ual a 7,1 + 0,1(1 − V ) = 0,5; 1,5.V A A = 0,286 l = 286 cm 3 . V A = 0,714 l = 714 cm 3 . V B Pro/%emas 1('( \Qu; masa de cada una de las si!uientes sustancias slidas es necesaria para preparar 177mL de disoluciones 7,*77 molL de cada una de ellas] a> -a*Cr/: b> *Cr*3: c> @lucosa <C2H'*2>: d> -a*S/: e> H Solucin a> ',74 !: b> *5,/!: c> '4,7!: d> '/,*!: e> 1,2! 1(*( Cu.ntos !ramos de soluto Fabr. en cada una de las si!uientes soluciones a( *1mL de una solucin de r 7,'*1 molL b( 17mL de una solucin A!- 7,177 molL c( '77mL de una solucin aCl* 7,'77 molL d( 177mL de una solucin -aH 7,*77 molL Solucin a> 7,3* !: b> /,*17 !: c> *,74 !: d> /,77 1(( Indi+ue la concentracin de cada in en cada una de las si!uientes soluciones a( Una me8cla de *7mL de HCl 7,'7 molL con '7mL Cl 7,**7 molL b( '1 mL de -a*S/ 7,77 molL con '7mL de -aCl 7,'77 molL c( ,1! de r en '77mL de solucin 7,177 molL de CaCl* <considerando +ue el #olumen no cambia al a`adir el Cl>( Solucin a> [HX] 7,723 M, [Cl] 7,'/ M, [X] 7,73 M: b> [-aX] 7,/ M, [S/*] 7,'4 M, [Cl] 7,7/ M: c> [Ca*X] 7,1 M, [Cl] ',7 M, [X] 7,*5 M, [r] 7,*5 M: 1(/( Se preparan dos soluciones acuosas, una conteniendo '1 ! de nitrato de plata de 57 G en masa de pure8a % otra conteniendo 4 ! de cloruro de sodio de 47 G en masa de pure8a( Al me8clar ambas disoluciones precipita cloruro de plata +ue es un slido pr.cticamente insoluble( Suponiendo +ue las impure8as no a"ectan la "ormacin del cloruro de plata, calcula la cantidad, en !ramos, +ue precipita de esta ?ltima sal( Determina si con las cantidades usadas se produ$o una reaccin completa( Solucin '',1 ! 1(1( Una disolucin se prepara disol#iendo /,7 ! de perman!anato de potasio <Mn/> en 2/7,7! de a!ua( Calcula el porcenta$e masamasa del perman!anato de potasio en la disolucin( Solucin7,2*G 1(2( Calcula el n?mero de moles de cianuro de potasio contenidos en /77 mL de disolucin acuosa 7,1 molL en esta sal( \Qu; #olumen de la disolucin 7,1molL de cianuro de potasio se necesita para preparar 77 mL de una disolucin acuosa 7,7* molL] Solucin 7,* mol: '* mL 1(3( \Cu.ntos !ramos de nitrato de ma!nesio se re+uieren para preparar 177mL de una solucin ',17 molL en esta sal] \Qu; debe Facerse para preparar '77mL de una solucin 7,31 molL de nitrato de ma!nesio a partir de la solucin preparada anteriormente] Solucin ''',**1 !: 17 mL 1(4( En *77mL de una disolucin acuosa de bicarbonato de sodio Fa% disueltos /,*7! de la sal( A esta disolucin se le a`aden '77mL de una disolucin acuosa de .cido sul"?rico 7,4 molL( Una #e8 +ue los solutos Fan reaccionado, calcula la molaridad del sul"ato de sodio "ormado % el #olumen +ue en condiciones normales ocuparía el di6ido de carbono desprendido( Supn!ase +ue los #ol?menes de las disoluciones son aditi#os % +ue el a!ua "ormada en el proceso no altera el #olumen de la disolucin "inal( Solucin 7,74 !: ','* L 1(5( Calcula cuantos !ramos de soluto slido se necesitan para preparar cada una de las si!uientes soluciones acuosas a( 1,7 mL de nitrato de plata *,7 molL b( '17,7 mL de sul"ato de sodio 7,1 molL a partir de sul"ato de sodio anFidro( c( '17,7 mL de sul"ato de sodio 7,1 molL a partir de sul"ato de sodio decaFidratado( Solucin a> '',5 !: b> '7,3 !: c> */,* ! 1('7( Se me8clan 7,*7 L de una disolucin de cloruro de sodio *,7 molL con 17 mL de otra disolucin de cloruro de sodio ',1 molL( Si consideramos +ue los #ol?menes son aditi#os, \cu.l es la molaridad del cloruro de sodio en la disolucin resultante] Solucin ',24 mlL 1(''( Cierta disolucin en a!ua de etanol, CHCH*H, contiene un '/G en masa de etanol( Si la densidad de la disolucin es 7,54 !mL, calcula a( La masa en !ramos de etanol por mililitro de disolucin( b( La molaridad del etanol en la disolucin( c( La molalidad del etanol en la disolucin( Solucin a> 7,'3* !mL: b> *,54 molL: c> ,1/ mol=!: 1('*( La eti+ueta de un "rasco de .cido sul"?rico concentrado indica +ue la disolucin contiene un 5*,7G de H*S/ % posee una densidad de ',4 !mL( Calcula a( La molaridad del .cido en la disolucin( b( La molalidad del .cido en la disolucin( c( El #olumen en mililitros de la solucin concentrada del .cido +ue se necesita para preparar *77 mL de una disolucin acuosa 7,* molL( Solucin a> '3,* molL: ''3,* ml=!: c> *, mL 1('( a> E6plica cmo prepararías '77 mL de una disolucin acuosa de nitrato de plata 7,*1 molL aacuosa partir de sal anFidra pura( Si despu;s preparar mL de\cmo una disolucin de lanitrato de plata 7,' b> molL a partir se de +uisiera la disolucin 7,*1'77molL, se debe proceder] Solucin a> se pesan en un bea=er /,*1 ! de la sal en la mínima cantidad de a!ua posible: se tras#asa la me8cla a un baln a"orado de '77 mL: se en$ua!a el bea=er #arias #eces #ertiendo el a!ua de la#ado en el mismo baln( Se enrasa Fasta completar los '77 mL de disolucin( b> Se toman /7 mL de la disolucin concentrada con una pipeta, se #ierte ese #olumen en un baln % se a`ade a!ua destilada Fasta completar '77 mL( 1('/( Una determinada disolucin acuosa de nitrato de potasio contiene '5*,7 ! de la sal por cada litro de disolucin( La densidad de la disolucin es ','/ !mL( Calcula la concentracin de la sal en a( Molaridad b( Porcenta$e masamasa c( Molalidad Solucin a> ',5 M: b> '2,4 G: c> *,7 mol=! 1('1( Una me8cla de 6ido de calcio % 6ido de bario se Face reaccionar con un e6ceso de carbono, "orm.ndose calcio % bario slidos( Posteriormente, todo el calcio % el bario "ormados se Facen reaccionar con 477mL de una disolucin de .cido clorFídrico al 4,*G % de densidad ',71 !mL, "orm.ndose una disolucin cu%as concentraciones son 7,/ molL en cloruro de calcio % 7,' molL en cloruro de bario( Suponiendo +ue el #olumen de la disolucin no cambia en el proceso, calcula el porcenta$e en masa de cada uno de los 6idos en la me8cla ori!inal( Solucin a> 15,/G Ca: /7,2G a 1('2( En un recipiente de reaccin se colocan ',77 ! de una aleacin de plata al 57G en masa: 7,/7 ! de una solucin al /1G en masa de H*S % 7,*1 ! de aire <*1G en masa de o6í!eno> produci;ndose la reaccin A! X H*S X * → A!*S X H* Determina a( La cantidad en !ramos de A!*S +ue se produce( b( El porcenta$e en masa de plata +ue +ueda sin reaccionar <respecto a la cantidad inicial de plata pura>( Solucin a> 7,253 !: b> 2 G 1('3( Se disuel#en 1',42 ! de nitrato de cobalto<II> Fe6aFidratado, Co<- >*2H*( en 277 mL de a!ua, resultando una disolucin cu%a densidad es ',7* !mL( Calcula a( El porcenta$e en masa del in cobalto en la disolucin( b( La concentracin molar del in nitrato en la disolucin( c( El #olumen de solucin +ue Fa% +ue a!re!arle a '77 mL de a!ua para obtener una solucin 7,' molL en Co<->*( 1('4( Se tiene una solucin acuosa de .cido sul"?rico de 34,/G en masa de pure8a % densidad ',3 !mL( a( Calcula la molaridad del .cido en la solucin( b( Calcula la molalidad del .cido en la solucin( c( Se tratan /7 mL de esta disolucin con *77mL de una solucin acuosa de H 7,3 molL, % se procede a e#aporar toda el a!ua( Calcula la cantidad, en !ramos, de sul"ato de potasio +ue se produce( d( Si se toman '17 mL de la solucin ori!inal del .cido, \cu.ntos mililitros de a!ua deben a!re!arse para obtener una nue#a disolucin +ue sea ,7 molL en .cido sul"?rico] Considera +ue los #ol?menes son aditi#os( Solucin a> ',2 M: b> 3,7 mol=!: c> '*,'4 ! *S/: d> 17 mL 1('5( Se me8clan /7mL de una disolucin de Mn/ <de color morado> 7,*1 molL con 27 mL de una solucin de Fidr6ido de sodio 7,7* molL( A la solucin resultante se le a!re!an ',*2' ! de Fipoclorito de potasio, sin #ariacin apreciable del #olumen de solucin( Se obser#a +ue ocurre una reaccin, pues se "orma un precipitado de di6ido de man!aneso, de color marrn: se sabe +ue adem.s est.n presentes como producto iones perclorato( a( Determina la cantidad, en !ramos, de Mn* "ormado( b( \Qu; concentracin tendr.n los iones potasio en la disolucin "inal] c( \Cu.l ser. la concentracin molar del in perclorato producido] d( \De +u; color ser. la disolucin tras "iltrar para eliminar todo el Mn*] Solucin a> 7,43 !: b> 7,72 M: c> 7,7'*1 M: d> incolora 1(*7( Se desea preparar una disolucin de H*S/ ',777 molL en ' L de solucin( Se cuenta en el laboratorio con un "rasco de una solucin concentrada de H*S/ en cu%a eti+ueta se lee H*S/ 24G: ' L ',* =!( a( \Cu.ntos mililitros de esta solucin concentrada se debe usar] b( \Es posible preparar en el laboratorio una disolucin +ue sea e6actamente ',777 molL en condiciones de traba$o Fabituales] c( Se procede a #eri"icar la concentracin del .cido preparado por medio de una titulacin, para lo cual se mide una alícuota de *1 mililitros del .cido % se le #alora con una disolucin de -aH ',/77M( Para alcan8ar el punto de e+ui#alencia, en el cual todo el .cido Fa reaccionado completamente con el -aH +ue se Fa ido a`adiendo poco a poco, se !astaron 4,77mL de la solucin de -aH( \Cu.l es la concentracin #erdadera del .cido preparado] Solucin a> '*7,' mL: b> no se dispone de un material +ue permita medir un #olumen tan especí"ico: c> ',72/ molL 1(*'( Se tiene una disolucin acuosa de Fidr6ido de potasio 7,1 molL( Se encuentra +ue /7 mL de esta disolucin del Fidr6ido reaccionan e6actamente con '1 mL de una disolucin acuosa de .cido sul"?rico( Por otra parte, se encuentra tambi;n +ue 7 mL de la disolucin del .cido sul"?rico reaccionan con *,'71 ! de una muestra impura de carbonato de calcio( Calcula la pure8a de la muestra de carbonato( Solucin 51,7 G UNIDAD II Estructura at+mica * mo%ecu%ar ema # Estructura at+mica E9ercicios resue%tos '( \Cu.les son los #alores de los n?meros cu.nticos n % de un electrn en un orbital a( s b( p c( /p d( /d e( /" "( 1" Solucin a> n % 7 b> n % ' c> n / % ' d> n / % * e> n / % !> n 1 % *( Dada la con"i!uracin electrnica de los si!uientes .tomos, determina su n?mero de protones % electrones % su n?mero atmico <> a( - He *s* *p b( 9 He *s* *p1 c( Al -e s* p' d( S-e s* p/ e( Ca Ar /s* Solucin a> n?mero de p X n?mero de e _ 3 b> n?mero de p X n?mero de e_ 5 c> n?mero de p X n?mero de e _ ' d> n?mero de p X n?mero de e_ '2 e> n?mero de p X n?mero de e_ *7 ( Determina la con"i!uracin electrnica de los si!uientes iones a( LiX b( * c( Al X d( Cl _ e( Ca*X Solucin a> LiX 's* * b> X c> Al d> Cl _ e> Ca * * * 2 's 's* *s *s* *p *p2 's* *s* *p2 s* p2 's* *s* *p2 s* p2 /( Establece la con"i!uracin electrnica de los si!uientes elementos -, Sb, @e, Ca, I( Solucin -3 's**s**p Ca *7 's**s**p2s*p2/s* [Ar]/s* Sb 1' 's**s**p2s*p2/s*d'7/p21s*/s'71p [r]/d'71s*1p I 1 's**s**p2s*p2/s*d'7/p21s*/s'71p1 [r]/d'71s*1p1 1( \Cu.l de las si!uientes combinaciones de n?mero cu.nticos representa una solucin permitida de la ecuacin de onda] n m s a( 7 ' '* b( * * 7 X'* c( / / X'* d( 1 * * '* e( * * X* Solucin La combinacin a( no est. permitida por+ue para 7 m slo puede tener el #alor de 7( La b( para n *, slo puede tomar los #alores de 7 % ', por tanto, no es una solucin permitida( La c( no e6iste el #alor de m / para ( La d( si est. permitida( El #alor del n?mero cu.ntico s slo puede tomar los #alores de '* % X'*, lue!o esta combinacin no est. permitida( 2( &usti"icar +ue el nitr!eno < 3> puede actuar con #alencia % el "os"oro < '1> lo puede Facer con las #alencias % 1, estando ambos en el mismo !rupo de la tabla peridica( Solucin 3 's**s**p bien 's **s**p'*p'*p' '1 's**s**p2s*p bien 's**s**p2s*p'p'p' En el ni#el electrnico m.s e6terno, el nitr!eno tiene 1 electrones pero dos de ellos est.n apareados ocupando el orbital *s( Por tanto, tiene tres electrones desapareados, lue!o su #alencia o capacidad de combinacin es ( En el ni#el electrnico m.s e6terno, el "os"oro tiene 1 electrones pero dos de ellos est.n apareados ocupando el orbital s( Por tanto, tiene tres electrones desapareados, lo +ue e6plica su #alencia de ( La #alencia 1 del se e6plica por la promocin de un electrn del orbital s a un orbital d +uedando el estado e6citado 's**s**p2s'p'p'p'd' con 1 electrones desapareados, \por +u; no es posible una similar promocin en el nitr!eno] Por+ue no e6isten orbitales d en el ni#el n * Pro/%emas 2('( E6plica por +u; no pueden de"inirse rbitas en el .tomo se!?n la mec.nica cu.ntica( 2(*( Indica +ue representan Ψ % Ψ* en la Mec.nica cu.ntica( \ en la mec.nica cl.sica] 2(( \En +u; se parecen % en +u; se di"erencian <a> Los orbitales 's % *s de un .tomo( <b> Los orbitales *p6 % *p% de un .tomo]( 2(/( \Qu; es un orbital] E6plica las di"erencias entre rbita en el .tomo de oFr % orbital en la mec.nica cu.ntica( 2(1( Las si!uientes combinaciones de n?meros cu.nticos indica cu.les representan una solucin permitida de la ecuacin de onda % cu.les no( &usti"ica la respuesta( Solucin a, c, % !( a b c d e " n ' * * * l 7 * * * 7 ' m 7 ' * 7 ' 7 s X'* '* '* X'* X'* 7 ! * ' ' X'* 2(2( Para +ue las si!uientes e6presiones sean correctas en el espacio en blanco Fa% +ue situar la palabra orbital o subni#el( Indica +u; palabra situarías en cada caso % en +u; casos se pueden situar las dos( &usti"ica la respuesta( a( b( c( d( e( "( El electrn puede ocupar el *s( Ha% un +ue se llama *p( El electrn puede estar en el p( En el d puede Faber '7 electrones Para los mismos #alores de n siempre Fa% tres p di"erentes( Un dado nunca puede tener m.s de dos electrones( Solucin a> subni#el u orbital( b> subni#el o orbitales( c> subni#el o al!uno de los tres orbitales( d> subni#el( e> orbitales( "> orbital( 2(3( Utili8ando /", 1s( Sollapre!la v /sdev ndXv',/pordena v 1s vde/dmenor v /"( a ma%or ener!ía los subni#eles p, d, /s, /p, /d, 2(4( Escribe los #alores de los cuatro n?meros cu.nticos para los electrones del berilio( 2(5( Escribe la con"i!uracin electrnica "undamental de un .tomo +ue tiene *3 electrones( Solucin 's* *s* *p2 s* p2 /s* d3( 2('7( Indica a +u; salto entre ni#eles cu.nticos correspondería el primer potencial de ioni8acin del potasio( 2(''( Escribe el enunciado % la e6presin matem.tica de los postulados de oFr( 2('*( E6plica % compara los conceptos de rbita % orbital( \Cu.ntos orbitales pueden llamarse p 6, /s, d] 2('( \Qu; son los n?meros cu.nticos] \Cu.les de los si!uientes n?meros cu.nticos <listados en el orden n, l, ml % ms> son imposibles para un electrn en un .tomo] A</, *, 7, X'>: <, , , '*>: C<*, 7, X', X'*> % D</, , 7, X'*>( Solucin A, % C 2('/(principios Los principios de Hund % dedePauli re!ulan electrnicas: e6presa estos % aplícalos al .tomo o6í!eno < las 4> % con"i!uraciones al ion *( 2('1( Escribe la con"i!uracin electrnica del estado "undamental de los .tomos e iones si!uientes -, M!*X, Cl, X % 9e( \Cu.les de ellos son isoelectrnicos] \Ha% al!?n caso en el +ue e6istan electrones desapareados]( Sol - 's* *s* *p2 es isoelectrnico con M!*X, Cl 's* *s* *p2 s* p2 es isoelectrnico con X % 9e's* *s* *p2 s* p2 d4 /s* +ue tiene electrones desapareados en los orbitales d( 2('2( Enuncia el principio de mínima ener!ía, la re!la de m.6ima multiplicidad % el de principio de e6clusin de Pauli: b> cu.les de las si!uientes con"i!uraciones electrnicas no son posibles de acuerdo con este ?ltimo principio <e6clusin Pauli> 's*s': 's**s**p3: 's**s**p2s: 's**s**p'( Solucin _ a> Mínima ener!ía completando ;stos,Los e se sit?an en los orbitales de menor ener!ía posible Fasta ir M.6ima multiplicidad Cuando Fa% #arios orbitales con la misma ener!ía, los e_ se sit?an de manera +ue se encuentren desapareados, no llen.ndose los se!undos e_ Fasta +ue se Fa%a completado un e_ en cada orbital de i!ual ener!ía( E6clusin de Pauli T-o puede Faber dos electrones con los cuatro n?meros cu.nticos i!uales( b> 's**s**p3 -o es posible, %a +ue en orbitales p < '> % m toma tres #alores '(7 % ', % como s solo toma dos #alores posibles, ?nicamente puede Faber 2 e_ +ue ten!an los cuatro n?mero cu.nticos distintos( 's**s**p2s -o es posible, %a +ue en orbitales s < 7> % m toma un solo #alor 7, % como s solo toma dos #alores posibles, ?nicamente puede Faber * e_ +ue ten!an los cuatro n?mero cu.nticos distintos( 2('3( 0esponde ra8onadamente a a> \Los orbitales *p6, *p% % *p8 tienen la misma ener!ía]: b> \Por +u; el n?mero de orbitales Td es 1] Solucin a> Si tienen la misma ener!ía( Slo al aplicar un campo ma!n;tico se desdoblan se!?n la direccin de ;ste( b> Por+ue en orbitales Td * % Tm toma cinco #alores posibles _*, _', 7, X' % X* correspondientes a los cinco orbitales( 2('4( El !rupo de #alores ,7,, correspondientes a los n?meros cu.nticos n, A % m, respecti#amente, \es o no permitido] \ el ,*,_*] &usti"ica la respuesta( Solucin a> ,7, -o permitido( Pues si 7, entonces m solo puede tomar el #alor 7( <_ 7 X >( b> ,*,_* Sí permitido( Puesto +ue v n % *, con lo +ue m puede tomar los #alores*, ', 7, X' % X*( 2('5( Indica los n?meros cu.nticos de cada uno de los ?ltimos e_ del P( Solucin <P> '1( Con"i!uracin electrnica 's* *s*p2 s*p n : ': m _': s _: n : ': m 7: s _: n : ': m X': s _: 2(*7( Indica el #alor de los cuatro n?meros cu.nticos de cada uno de los electrones del .tomo de titanio neutro < **>( Solucin n ': 7: m 7: s _: n ': 7: m 7: s X: n *: 7: m 7: s _: n *: 7: m 7: s X: n *: ': m _': s _: n *: ': m 7: s _: n *: ': m X': s _: n *: ': m _': s X: n *: ': m 7: s X: n *: ': m X': s X: n : 7: m 7: s _: n : 7: m 7: s X: n : ': m _': s _: n : ': m 7: s _: n : ': m X': s _: n : ': m _': s X: n : ': m 7: s X: n : ': m X': s X: n /: 7: m 7: s _: n /: 7: m 7: s X: n : *: m _*: s _: n : *: m _': s _ 2(*'( Indica el #alor de los n?meros cu.nticos de cada uno de los 2 ?ltimos electrones del Mo < /*>( Solucin <Mo> /*( Con"i!uracin electrnica r 1s* /d/ n 1: 7: m 7: s _: n 1: 7: m 7: s X: n /: l *: m _*: s _: n /: *: m _': s _: n /: l *: m 7: s _: n /: *: m X': s _: 2(**( &usti"ica si es posible o no +ue e6istan electrones con los si!uientes n?meros cu.nticos a> <, _', ', _>: b> <, *, 7, >: c> <*, ', *, >: d> <', ', 7, _>( Solucin a> <, _', ', _>: -( Por+ue no puede tomar #alores ne!ati#os( b> <, *, 7, >: Sw( vn: _l, 7,Xl: s <_, >( rbital d c> <*, ', *, >: -( Por+ue m x d> <', ', 7, _>( -( Por+ue n % debe ser menor( 2(*( &usti"ica si es posible o no +ue e6istan electrones con los si!uientes n?meros cu.nticos a> <*, _', ', >: b> <, ', *, >: c> <*, ', _', >: d> <', ', 7, _*>( Solucin a> <*, _', ', >: -( Por+ue no puede tomar #alores ne!ati#os( b> <, ', *, >: -( Por+ue m x c> <*, ', _', >: Sw( vn: _ ,7,X: s <_, >( rbital *p d> <', ', 7, _*> -( Por+ue n % debe ser menor % s <_, > 2(*/( Cada electrn en un .tomo puede ser caracteri8ado por un con$unto de cuatro n?meros cu.nticos( Para cada una de las si!uientes partes, di!a cu.ntos con$untos di"erentes de n?meros cu.nticos son posibles de tal "orma +ue cada con$unto conten!a todos los #alores de la lista( a> n b> n , c> n , * d> n , *, m * e> n , 7, m 7 "> n , 7, m X * !> n , ' l l l 2(*1( Describa el ni#el n / en t;rminos de subni#eles, orbitales % electrones( 2(*2( Escriba el con$unto de n?meros cu.nticos +ue caracteri8a a un electrn +ue se encuentra en el orbital a> *s b> d c> 1p d> 2! e> 4s 2(*3( E6pli+ue por +u; en una subcapa, pueden ubicarse un m.6imo de '/ electrones( 2(*4( E6pli+ue por +u; en un orbital3d 2 x 2 pueden ubicarse un m.6imo de * electrones( −y 2(*5( \Cu.ntos electrones pueden Faber en una subcapaF ] \En uno solo de los orbitales F ] 0a8one su respuesta( 2(7( Si suponemos +ue los n?meros cu.nticos de momento ma!n;tico, m % de spin s( ms( pueden tomar los #alores m 7, ', *, (((((((( , l ms ( V( 2 V( 2 a> \Cu.ntos orbitales s tendría el .tomo de Fidr!eno] b> \Cu.ntos orbitales p tendría el .tomo de Fidr!eno] c> Cu.l sería el n?mero m.6imo de electrones +ue podrían acomodarse en los orbitales s, p, d % ,( 2('( )eniendo presente el Principio de E6clusin de Pauli % las re!las de los n?meros cu.nticos, pero Faciendo la suposicin de +ue el n?mero cu.ntico de momento ma!n;tico pueda tomar los #alores m < X'>, , (((, 7, (((, X , X < X'> 2(*( \Cu.l es el n?mero m.6imo de electrones +ue podrían describir los orbitales s, p % d( l l 2(( \Cu.l de las especies si!uientes tiene simetría es";rica] Na , Na + , Al , Zn , N , F , O 2 − , Cr 2(/( De los #alores de los cuatro n?meros cu.nticos para cada electrn, en el estado "undamental, del .tomo de nen( 2(1( En el estado "undamental del 6 C , 8 O % 9 F a> \Cu.ntos electrones tienen % 7 como uno de su n?meros cu.nticos] b> \Cu.ntos electrones tienen m 7] c> \Cu.ntos electrones tienen m '] l l 2(2( Escriba las con"i!uraciones electrnicas de − a> Cl b> Cl c> Co d> Cr 2(3( Escriba la con"i!uracin electrnica para a> S b> K + c> Cu 2(4( Escriba las con"i!uraciones electrnicas del estado "undamental de los si!uientes iones a> 47 Ag + b> 82 Pb 2 + c> 21Sc3+ d> 24 Cr 3+ e> 16 S2 − "> 8 O2 − !> 9 F − 2(5( De ;l n?mero de electrones sin aparear en a> 8 O b> 13 Al c> 9 F − d> 6 C e> 17 Cl "> 7 N !> 16 S F> 15 P i> 28 Ni $> 9 F 2(/7( Escriba el dia!rama orbital <notacin de casillas> de a> N b> Cl c> C d> F − e> Mg 2 + "> Mg 2(/'( Un cierto ion X tiene el si!uiente dia!rama orbital Identi"i+ue el .tomo del +ue procede este ion( 2(/*( \Cu.l es el ion con car!a * % +ue tiene la con"i!uracin 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p6 2(/( \Cu.l es el ion con car!a 'X % +ue tiene la con"i!uracin 1s 2 2s 2 2p6 3s 2 3p6 2(//( Use la con"i!uracin electrnica de los si!uientes .tomos % predi!a la car!a de sus iones a> K b> Ba c> Al d> Cl e> Zn 2(/1( Complete la tabla si!uiente Con,i!uraci+n E%ectrones de 6a%encia [Ar]3d10 4s 2 4p1 [Xe]5d1 6s 2 ipo * car!a de% ion [Kr ]4d10 5s 2 5p 4 2(/2( \Cu.l de las si!uientes con"i!uraciones electrnicas son de .tomos en el estado "undamental, de las especies e6citadas % cuales no son posibles] a> 1s 2 2s 2 b> 1s1 2s1 c> [10 Ne]3s 2 3p 8 4s1 d> [10 Ne]3s 2 3p 6 4s 3 3d 2 e> 1s 2 2s 2 2p 4 3s 2 2(/3( Escriba el nombre del elemento de n?mero atmico m.s ba$o +ue ten!a( a> dos electrones 2p b> tres electrones 3d c> un electrn d d> un subni#el e> un subni#el 1s completo( 3p completo( 2(/4( Identi"i+ue los .tomos +ue tienen las si!uientes con"i!uraciones electrnicas del estado "undamental en su ni#el o ni#eles m.s e6ternos( a> 3s 2 3p5 b> 3s 2 3p6 4s 2 3d 5 c> 3s 2 3p6 3d10 4s 2 d> 4s 2 4p6 2(/5( Especi"i+ue el símbolo de todos los elementos +ue a> tienen la con"i!uracin electrnica n s 2 n p 3 b> llenan un subni#el p ema ;# a/%a peri+dica G%osario a/%a peri+dica# Es un ordenamiento de los elementos por su n?mero atmico, en el +ue los elementos con propiedades "ísicas % +uímicas seme$antes aparecen a!rupados en columnas #erticales( Período# Es una "ila Fori8ontal de la tabla peridica( )odos los miembros de un período tienen .tomos con el mismo #alor del n?mero cu.ntico principal m.s alto( Grupo# Es una columna #ertical de elementos en l atabla peridica( Los miembros de un !rupo tienen propiedades seme$antes Radio at+mico# Mitad de la distancia entre los n?cleos de dos .tomos ad%acentes del mismo elemento( Para elementos e6isten como unidades diatmicas, el radio atmico es la mitad de la distancia entre los n?cleos de los dos .tomos en una mol;cula especí"ica( Radio i+nico# Es el radio de un ion es";rico( Es el radio atmico asociado con un elemento en sus compuestos( A,inidad e%ectr+nica# Es la #ariacin de ener!ía asociada con la !anancia de un electrn por un .tomo neutro en estado !aseoso( E%ectrone!ati6idad# Es una medida de la capacidad de un ytomo enla8ado para atraer electrones: los metales tienen electrone!ati#idades ba$as % los no metales electrone!ati#idades altas( Potencia% de ioni5aci+n o ener!ía de ioni5aci+n 3I4# Es la ener!ía necesaria para arrancar el electrn m.s e6terno de un .tomo en estado !aseoso <primera ener!ía>( La se!unda ener!ía necesaria para arrancar un electrn de un ion positi#o !aseoso % así sucesi#amente( Meta%# Es un elemento cu%os .tomos tienen pocos electrones en la capa electrnica m.s e6terna( Se pueden arrancar uno o m.s electrones de un .tomo met.lico sin demasiada di"icultad, obteni;ndose un ion positi#o <llamado catin>( Los metales son !eneralmente maleables % d?ctiles, de aspecto lustroso % son capaces de conducir el calor % la electricidad( No meta%# Se re"iere a un elemento cu%os .tomos tienden a ad+uirir unos pocos electrones "ormando iones ne!ati#os <aniones> con con"i!uracin electrnica de !as noble( Los .tomos no met.licos tambi;n pueden modi"icar sus con"i!uraciones electrnicas compartiendo electrones( Los no metales son en su ma%or parte !ases, lí+uidos <bromo>o slidos de ba$os puntos de "usin % malos conductores de calor % electricidad( a/%a Peri+dica de %os E%ementos Una presentacin tabular de los elementos +uímicos( Actualmente cuenta con ''4 elementos La )abla Peridica or!ani8a los elementos por sus propiedades peridicas Radio at+mico E%ectrone!ati6idad Es una medida del Es la intensidad o "uer8a tama`o del .tomo con +ue un .tomo atrae los electrones +ue participan en un enlace +uímico( E%ectro a,inidad + a,inidad e%ectr+nica Se de"ine como la ener!ía liberada cuando un .tomo neutro captura un electrn para "ormar un ion ne!ati#o Potencia% de Ioni5aci+n Es la ener!ía re+uerida para remo#er un electrn de un .tomo neutro A su #e8 los a!rupa en @rupos <Verticales>, los cuales est.n identi"icados con n?meros ar.bi!os % romanos Periodos <Hori8ontales>, enumerados del ' al 3 La tabla peridica permite clasi"icar a los elementos en Metales -o metales Son buenos conductores del calor Pobres conductores del calor % la % la electricidad, son maleables % electricidad, no poseen brillo, no d?ctiles, tienen brillo característico son maleables ni d?ctiles % son "r.!iles en estado slido Metaloides Poseen propiedades intermedias entre Metales % -o Metales @ases nobles a$o condiciones normales, son !ases monoatmicos inodoros, incoloros % presentan una reacti#idad +uímica mu% ba$a Propiedades peri+dicas Ciertas propiedades de los elementos pueden predecirse en base a su posicin en la tabla peridica, sobre toda en "orma comparati#a entre los elementos( ELECRONEGAITIDAD# Es una medida de la traccin +ue e$erce un .tomo de una mol;cula sobre los electrones del enlace( En la tabla peridica la electrone!ati#idad en los periodos aumenta Facia la derecFa % en los !rupos aumenta Facia arriba( A$INIDAD ELECR0NICA# Cantidad de ener!ía desprendida cuando un .tomo !ana un electrn adicional( Es la tendencia de los .tomos a !anar electrones( La a"inidad electrnica aumenta en los periodos Facia la derecFa, % en los !rupos Facia arriba( ENERGWA DE IONIXACI0N# Cantidad de ener!ía +ue se re+uiere para retirar el electrn m.s d;bilmente li!ado al .tomo( La ener!ía de ioni8acin en los periodos aumenta Facia la derecFa % en los !rupos, aumenta Facia arriba( RADIO A0MICO# El radio atmico es la distancia media entre los electrones e6ternos % el n?cleo( En t;rminos !enerales, el radio atmico aumenta Facia la i8+uierda en los periodos, % Facia aba$o en los !rupos( A continuacin se muestran los radios atmicos de los elementos representati#os e6presados en picmetros( CARYCER MEYLICO# La di#isin entre metales % no metales es clara en la tabla( El car.cter met.lico se re"iere a +ue tan marcadas son las propiedades met.licas o no met.licas con respecto a otros elementos( El car.cter met.lico aumenta en los periodos Facia la i8+uierda % en los !rupos Facia aba$o( E9ercicios resue%tos '( rdene en orden decreciente la a"inidad electrnica de los si!uientes .tomos 0a, 9e, -, Cu, K( Solucin decreciente si!ni"ica de ma%or a menor, si es a"inidad electrnica, los m.s !randes est.n arriba a la derecFa, entonces ordenamos Facia aba$o % Facia la i8+uierda, usando el símbolo x <ma%or +ue>( -xCux9exKx0a( *( rdene en orden creciente de electrone!ati#idad los si!uientes .tomos n, 0b, , Cr, Al Solucin Creciente si!ni"ica de menor a ma%or, si es electrone!ati#idad, los menos electrone!ati#os est.n aba$o a la i8+uierda( Se ordenan de aba$o Facia arriba, de i8+uierda a derecFa % utili8ando el símbolo v <menor +ue(>( 0bvCr,vn,vAlv rdene en orden decreciente de radio atmico los si!uientes .tomos Sr, 9, Cs, S, As Solucin Csx SrxAsxSx9 ( rdene en orden creciente de car.cter met.lico de los si!uientes .tomos A!, P, Ir, a, @a Solucin Pv@avA!vIrva /( Escribir los elementos +ue "orman dos de las triadas de Doberainer( Solucin • Cloro, romo % odo debido a +ue el cloro tiene un peso atmico de 2 % el %odo de '*3 +ue al sumarlos % di#idirlos entre dos nos da 4'+ue es apro6imadamente 47 % si cFecamos el peso atmico del bromo es 47( • Litio, Sodio % Potasio 1( Escribir el símbolo de los elementos +ue "orman dos octa#as de -eJlads( \Cmo son las propiedades de los elementos en las octa#as de -eJlands] Solucin • Potasio <> % Sodio <-a> % Selenio <Se> % A8u"re<S> • Similares 2( \Cmo se colocaron los elementos en la Le% Peridica de Mendelee#] Solucin En '425 el +uímico ruso Dmitri I#ano#icF Mendelee# propuso una tabla en la +ue a!rupaba a los elementos de acuerdo con sus propiedades "ísicas % +uímicas, su #alencia % su peso atmico( La tabla de Mendelee# a!rupaba a los elementos en'3 columnas, cada una con una "amilia +ue poseía propiedades +uímicas mu% parecidas( En '43', Mendelee# modi"ic su tabla peridica reduci;ndola a slo ocFo columnas( Un detalle interesante en este traba$o "ue +ue al acomodar los elementos en la nue#a tabla +uedaban seis espacios #acíos 3( \Para +u; elemento Fi8o Mendelee# las predicciones de sus propiedades] Solucin Escandio, !alio % !ermanio( 4( \Cmo son las propiedades de los elementos en la Le% Peridica de Mossele%] Solucin Son "uncin peridica de su n?mero atmico( 5( \Cu.les son los par.metros de clasi"icacin Periodo, "amilia % blo+ue( en la )abla Peridica] '7( Considerando la ubicacin de los si!uientes elementos en el Sistema Peridico % las tendencias de las propiedades peridicas, indi+ue cu.l es la "rmula m.s probable entre los elementos -a % Cl % entre los elementos % S] Solucin Las "rmulas m.s probables son -aCl, por+ue el sodio cede con "acilidad su electrn al cloro, por+ue así +ueda con la con"i!uracin del !as noble anterior % el cloro con la con"i!uracin del !as noble +ue le si!ue, %a +ue los elementos al reaccionar tienden a ad+uirir la con"i!uracin de !as noble, por+ue de esa "orma !anan estabilidad( *S, por+ue el a8u"re necesita dos electrones para alcan8ar la con"i!uracin de !as noble % como el potasio necesita ceder slo un electrn para ad+uirir esa con"i!uracin, el a8u"re reacciona con dos .tomos de potasio( ''( rdene, las si!uientes especies isoelectrnicas, de acuerdo a su tama`o creciente Cl, Ca*X, Ar, S* % X <de menor a ma%or tama`o>( Solucin Ca*X v X v Ar v Clz v S* <de menor a ma%or tama`o> Pro/%emas 3('( \Por +u;+ue la ener!ía <i> +ue % Allason las7de menores las de -de% ioni8acin P: <iii> - esde ma%or de menores - o +ue+ue la de ]( e % M!: <ii> % S son * 3(*( \Cu.l presentar. una ma%or ener!ía de ioni8acin - o C] \Por +u;] 3(( \Cu.l es, si e6iste, la a"inidad electrnica del oro] \Por +u;] 3(/( De"ínase la a"inidad electrnica( \Por +u; la a"inidad electrnica de casi todos los elementos es ne!ati#a] 3(1( De"ínase % distín!ase entre a> el de Paulin!, b> electrone!ati#idad de Mulli=en, c> electrone!ati#idad orbital( 3(2( \Cmo es +ue la electrone!ati#idad depende de a> el tama`o del .tomo, b> la #alencia, c> la ener!ía de ioni8acin, d> el potencial inico] 3(3( TLas altas di"erencias en electrone!ati#idad no siempre dan lu!ar a una alta ener!ía de enlace( Com;ntese lo anterior( 3(4( \Por +u; los radios atmicos de los metales alcalinos son mu% !randes( 3(5( \Cu.l posee un radio ma%or <i> -i, Cu o n: <ii> los iones -i *X o n*X: <iii> 9, -e o -aX <i#> r o H": <%> As o Sb: <#i> - o el : <#ii> P oS] 3('7( \Por +u; la disminucin en el tama`o entre el Li % el e es ma%or +ue la disminucin entre % 3(''(Ca]E6plí+uense las pe+ue`as di"erencias en las dimensiones del Cu, A! % Au % de sus iones respecto a los metales alcalinos( 3('*( Distín!ase entre #alencia, n?mero de o6idacin, n?mero de coordinacin, la car!a "ormal % la car!a residual de un .tomo en un compuesto, empleando e$emplos adecuados( 3('( E6plí+uese el desarrollo de la le% peridica( \Cu.l Fa sido el uso de la tabla peridica de los elementos] 3('/( E6plí+uese por +u; a> la primera ener!ía de ioni8acin del boro <7(4 M&> es menor +ue la del berilio <7(5 M&>: b> e6iste un !ran salto desde '(4 M& Fasta '1( M& para la se!unda % tercera ener!ías de ioni8acin del berilio, si se compara con una #ariacin desde *(/1 M& Fasta (3 M& para el boro: c> la tercera ener!ía de ioni8acin del nitr!eno </(2 M&> es menor +ue la del cloro </(3 M&>: d> la a"inidad electrnica de los Fal!enos si!ue el orden 9 v Clx rx: e> la tercera ener!ía de ioni8acin es menor +ue la del carbono, mientras +ue las de m.s son ma%ores, % "> !eneralmente las dimensiones atmicas aumentan con el incremento en el n?mero atmico dentro de un !rupo <el incremento es ma%or para los miembros m.s li!eros del !rupo>( 3('1( Al!uien mani"est Faber descubierto un elemento con un peso atmico de *7( {ste, supuestamente, se encuentra en la tabla peridica entre el Fidr!eno % el Felio( Impu!ne o de"ienda esto( 3('2( Dí!ase cu.l de los si!uientes posee una ma%or a> primera ener!ía de ioni8acin, 9 o Cl: b> a"inidad electrnica, o c> radio inico, o CI: Dense ra8ones( 3('3( Se re+uiere menos ener!ía para eliminar un electrn de un .tomo neutro +ue la +ue se re+uiere para eliminar un electrn del ion resultante( E6plí+uese( 3('4( Acomdense las si!uientes especies de acuerdo con el orden del incremento en sus radios *, 9, M!*X, -aX( 3('5( E6plí+uese por +u; <i> los radios catinicos son menores pero los radios anicos son ma%ores +ue los radios atmicos, <ii> las ener!ías de ioni8acin de los elementos si!uen el orden Ar Ci , iii> el cesio es un me$or "otoemisor +ue el -a <i#> el As posee una primera ener!ía de ioni8acin ma%or +ue la del Se, <#> la primera ener!ía de ioni8acin del - es ma%or, pero la se!unda ener!ía de ioni8acin es menor +ue la del ( 3(*7( \Por +u; el .tomo de sodio es ma%or +ue los .tomos de litio % de ma!nesio] 3(*'( \En +u; "orma el descubrimiento de los !ases inertes "ortaleci nuestra con"ian8a en la naturale8a de la tabla peridica] \Por +u;, en !eneral, los elementos de la misma "amilia muestran su tambi;n cambios !raduales en 3(**("undamental sus propiedades +uímicas % "ísicas]( 3(*( \Cu.l es m.s electrone!ati#o % por +u;] \ o Cs: r o CI: M! o Al: P o As: Al o @a: Li o e: Cu o A!] 3(*/( De"ínanse los radios atmico, co#alente, met.lico e inico para un elemento % di"er;nciese en "orma clara entre los di#ersos #alores( 3(*1( Complete el si!uiente cuadro E%emento Sím/o%o $ami%ia Ion 3Car!a4 Meta% No meta% Sodio -a alcalinos -aX Si -o ario 9 0ubidio Ar Potasio 3(*2( Supon!a +ue las re!las +ue ri!en los n?meros cu.nticos "ueran n ', *, ,((( 7, ', *,((((, n m 7, ', *,((((, l ms X , l 3(*3( \Cu.ntos elementos tendría el se!undo periodo de la tabla peridica % cu.ntos serían los elementos de transicin en ese se!undo período]( 3(*4( us+ue en su tabla peridica los #alores de radio co#alente para los .tomos neutros C, -, , 9 % $usti"i+ue el orden encontrado( 3(*5( Con la a%uda de la tabla peridica, identi"i+ue % cuanti"i+ue 'os no metales de los !rupos representati#os del ' al 3( Qu; asociacin encuentra entre el car.cter met.lico % la posicin <!rupo % período> en la tabla peridica( 3(7( rdene las especies si!uientes de acuerdo con su tama`o <radio> para cada serie a> Se 2 − : Te 2 − : Se b> Co : Co 3+ : Fe 2 + : Fe3+ c> I : I + : I − d> F − : O 2 − : N 3 − e> Be1+ : Na + : Ar 3('( Seleccione en base a su con"i!uracin electrnica los iones isoelectrnicos % ord;nelos por orden de tama`o( K + : Rb + : Ca 2 + : Br − : S 2 − : Ti 4 + : Cl − 3(*( as.ndose en las distribuciones electrnicas % en criterios electrost.ticos, ordene, en "orma decreciente, el tama`o <radio co#alente radio inico> de las si!uientes especies a> Li , Na , K b> P , S , Cl c> O , S , Si d> Si , P , S e> Na + , F − , Ca " > Na + , K + , Mg 2 + !> F − , Cl − , Br− 3(( En cada uno de las tríadas dadas a continuacin \Qu; elemento tiene el radio atmico ma%or]( 0a8one su respuesta( a> Si , C , O b> B , C , F c> Li , C , O 3(/( as.ndose en las distribuciones electrnicas % en criterios electrost.ticos, ordene, en "orma creciente, los elementos O , F % Na con respecto a a> 0adio atmico b> Ener!ía de la primera ioni8acin( 3(1( as.ndose en las distribuciones electrnicas % criterios electrost.ticos, compare los elementos Ca , Sr % Rb , con respecto a a> 0adio atmico b> Ener!ía de la primera ioni8acin( 3(2( rdene los si!uientes elementos de acuerdo a su a"inidad electrnica Al , Si , P , Cl , Ar 3(3( rdene las si!uientes series de acuerdo al tama`o de las especies a> Cl − : K + : Sc 3+ b> Se 2 − : Te 2 − : Se 3(4( rdene en "orma decreciente, bas.ndose en las con"i!uraciones electrnicas % en criterios electrost.ticos, el primer potencial de ioni8acin de las si!uientes series Li Na K C , N, O, F a> b> c> P , S , Cl d> Si , P , S e> Na , K , Ca "> C , ,N , P, 3(5( E6pli+ue por +u; el tercer potencial de ioni8acin del o6í!eno es ma%or +ue el se!undo potencial de ioni8acin( 3(/7( Constru%a una !r."ica de la ener!ía de ioni8acin de la "amilia de los metales alcalinos en "uncin del n?mero atmico % e6pli+ue la "orma del !r."ico obtenido( 3(/'( E6pli+ue por +u; la a"inidad electrnica del Fidr!eno tiene un #alor positi#o di"erente de cero, mientras +ue la del Felio es cero( 3(/*( E6pli+ue por +u; la a"inidad electrnica del cloro es ma%or +ue la del bromo % esta ma%or +ue la del %odo( 3(/( Dadas las si!uientes con"i!uraciones electrnicas ciertos elementos a( 1s 2 2s 2 2p 6 b( [Ar]4s 2 c( [Ar]4s1 d( [Ar]4s 2 3d 4 e( [Ar]4s1 3d5 "( [Ar]4s 2 3d10 4p5 !( [Ne]3s12 F( [Ne]3s 2 i( [Kr ]5s 2 $( [Xe]6s I> Cu.ntos electrones de #alencia <capa m.s e6terna> posee cada con"i!uracin % en base a ello indi+ue el !rupo al +ue debe pertenecer( II> Cuales son los n?meros cu.nticos +ue de"inen a un electrn en un orbital p del elemento identi"icado con la letra <a>( III> Pueden e6istir dos elementos con las con"i!uraciones <d> % <e>, ra8one su respuesta( IV> Entre <d> % <e> cual ser. la con"i!uracin m.s estable( V> Entre todas las con"i!uraciones cual es la m.s estable( VI> Como ser. el se!undo potencial de ioni8acin del elemento <F> con respecto al elemento <i>( VII> Que tipo de ion "ormar.n los elementos <F> e <i> % cu.l es el tama`o relati#o del ion resultante con relacin al .tomo no ioni8ado en cada caso( 3(/( rdene los elementos en cada serie de acuerdo a su electrone!ati#idad a> O , P , S b> Mg , Al , Si c> Cl , Br , I , At d> C , Si , N 3(//( a> Un .tomo neutro "orma un ion de car!a X* % ad+uiere la con"i!uracin [Ar]3d 4 ( Di!a cu.l es el n?mero atmico de este ion % escriba el con$unto de los n?meros cu.nticos +ue caracteri8an a los electrones +ue perdi el .tomo para ad+uirir la car!a X*( Ar ( Z = 18) b> Sabiendo +ue se produce un aumento !eneral de la primera ener!ía de ioni8acin a lo lar!o de cada periodo: e6pli+ue, por+ue la primera ener!ía de ioni8acin del Al( Z = 13) es menor +ue la del Mg ( Z = 12) ( ema :# En%ace )uímico G%osario En%ace# Un enlace +uímico es el proceso "ísico responsable de las interacciones atracti#as entre .tomos % mol;culas, % +ue con"iere estabilidad a los compuestos +uímicos diatmicos % poliatmicos( En%ace co6a%ente# Un enlace co#alente se produce por el compartimiento de electrones entre dos o m.s .tomos( La di"erencia de electrone!ati#idades entre los .tomos no es su"icientemente !rande como +ue se e"ect?e una trans"erencia de electrones( En%acepara intermo%ecu%ares# El enlace intermolecular es la unin +ue como resultado de las "uer8as de car.cter electrost.tico +ue se establecen entre las mol;culas, consi!ue mantenerlas unidas en una red cristalina( En%ace i+nico# En +uímica, el enlace inico es una unin +ue resulta de la presencia de atraccin electrost.tica entre los iones de distinto si!no, es decir, uno "uertemente electropositi#o <ba$a ener!ía de ioni8acin> % otro "uertemente electrone!ati#o <alta a"inidad electrnica>( Eso se da cuando en el enlace, uno de los .tomos capta electrones del otro( En%aces po%ares# En los enlaces entre .tomos de distinta electrone!ati#idad se produce una de"ormacin de la nube electrnica +ue rodea a ambos .tomos denominado polari8acin del enlace, si tiene la misma electrone!ati#idad la nube electrnica permanece sim;trica Estructura de LeZis# La estructura de LeJis, o puede ser llamada dia!rama de punto, modelo de LeJis o ALDA representacin de LeJis, es una representacin !r."ica +ue muestra los enlaces entre los .tomos de una mol;cula % los pares de electrones solitarios +ue puedan e6istir( Dia!rama de LeJis se puede usar tanto para representar mol;culas "ormadas por la unin de sus .tomos mediante enlace co#alente como comple$os de coordinacin( $uer5as de London# Las "uer8as de London se presentan en todas las sustancias moleculares( Son el resultado de la atraccin entre los e6tremos positi#o % ne!ati#o de dipolos inducidos en mol;culas ad%acentes( Cuando los electrones de una mol;cula ad+uieren moment.neamente una distribucin no uni"orme, pro#ocan +ue en una mol;cula #ecina se "orme moment.neamente un *ipo)o in*$ci*o( Las "uer8as de London e6isten en todas las mol;culas, sean polares o no( En las mol;culas no polares son las ?nicas "uer8as intermoleculares +ue e6isten( $uer5as de 6an de% [aa%s# -ombradas así en Fonor al "ísico Foland;s &oFannes Van der Kaals, +uien recibi el premio -obel de "ísica en '5'7 por su traba$o acerca de las propiedades de los !ases % de los lí+uidos( Interacci+n dipo%o2dipo%o# La interaccin dipolodipolo consiste en la atraccin electrost.tica entre el e6tremo positi#o de una mol;cula polar % el ne!ati#o de otra( El enlace de Fidr!eno es un tipo especial de interaccin dipolodipolo( Interacciones ion dipo%o# En una atraccin del car.cter iondipolo, los iones de una sustancia pueden interactuar con los polos de las mol;culas co#alentes polares( Así, el polo ne!ati#o de una mol;cula atrae al ion positi#o % el polo positi#o interact?a con el ion ne!ati#o las partes de cada mol;cula se unen por "uer8as de atraccin de car!as opuestas( Po%aridad de% en%ace# La polaridad +uímica o slo polaridad es una propiedad de las mol;culas +ue representa la separacin de las car!as el;ctricas en la misma( Esta propiedad est. íntimamente relacionada con otras propiedades como la solubilidad, punto de "usin, punto de ebullicin,"uer8as intermoleculares, etc( Puentes de Fidr+!eno o e n%ace de Fidr+!eno( Un enlace de Fidr!eno es la "uer8a atracti#a entre un .tomo electrone!ati#o % un .tomo de Fidr!eno unido co#alentemente a otro .tomo electrone!ati#o( Re!%a de% octeto# La re!la del octeto, enunciada en '5'3 por @ilbert -eJton LeJis, dice +ue la tendencia de los .tomos de los elementos del sistema peridico es completar sus ?ltimos ni#eles de ener!ía con una cantidad de 4 electrones de "orma tal +ue ad+uiere una con"i!uracin mu% estable( Esta con"i!uracin es seme$ante a la de un !as noble,' los elementos ubicados al e6tremo derecFo de la tabla peridica( So%6ataci+n# La sol#atacin es el proceso de asociacin de mol;culas de un disol#ente con mol;culas o iones de un soluto( Al disol#erse los iones en un sol#ente, se dispersan % son rodeados por mol;culas de sol#ente( A ma%or tama`o del ion, m.s mol;culas de sol#ente son capaces de rodearlo, % m.s sol#atado se encuentra el ion( E9ercicios resue%tos El en%ace )uímico es el resultado de la interaccin entre dos cuerpos <.tomos o mol;culas> +ue conduce a la "ormacin de una a!rupacin estable( En%aces entre -tomos( Se "orman cuando los .tomos ceden, captan o comparten electrones de su ?ltimo ni#el ener!;tico para ad+uirir la estructura electrnica de !as noble <4 electrones 0e!la del octeto>( Puede ser de tres tipos En%ace i+nico( Se "orma entre .tomos con electrone!ati#idad mu% di"erente ME)AL - ME)AL En%ace co6a%ente Se "orma entre .tomos con electrone!ati#idad alta <- ME)ALES>( A su #e8 puede ser En%ace co6a%ente puro 3o apo%ar4( Se da cuando se unen dos .tomos DEL MISM - ME)AL ( En%ace parcia%mente co6a%ente 3o po%ar4# Se da cuando se unen .tomos DE - ME)ALES DI9E0E-)ES( En%ace met-%ico( Se da cuando se unen .tomos de ME)ALES, I@UALES DI9E0E-)ES( En%aces intermo%ecu%ares( Son los +ue se "orman entre mol;culas %a constituidas( Son característicos de los compuestos co#alentes( Son de dos tipos Enlaces por puente de Fidr!eno Se "orma cuando el H "orma mol;culas con .tomos mucFo m.s electrone!ati#os +ue ;l( El H est. unido por enlace co#alente al otro .tomo de su mol;cula % por atraccin electrost.tica al otro .tomo de la mol;cula #ecina( Lo dan H9, HCl, H *, alcoFoles, "enoles, .cidos carbo6ílicos, aminas % amidas( Enlaces por "uer8as de Van der Kaals Los +ue se "orman entre las mol;culas co#alentes apolares se deben a la asimetría el;ctrica +ue puede presentar una mol;cula en un momento determinado <dipolo instant.neo> +ue es capa8 de pro#ocar la "ormacin de dipolos inducidos en las mol;culas #ecinas( Mientras +ue los +ue se "orman entre mol;culas polares se deben a la deslocali8acin de los electrones del enlace, lo cual pro#oca la aparicin de dipolos permanentes +ue se atraen <"uer8as de dispersin o de London>( eoría de repu%si+n de e%ectrones de %a capa de 6a%encia El modelo de VSEP0 <0epulsin de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia> es una simple e6tensin de la teoría de LeJis % sir#e para predecir la "orma !eom;trica +ue adopta una mol;cula poliatmica( Este modelo "ue desarrollado por Sid!Jic= % PoJell en la d;cada de los a`os /7 % "ue e6tendido posteriormente por @illespie % -%Folm( Este modelo est. basado en la di"erencia en estabilidad +ue con"iere a una determinada !eometría la disposicin respecti#a de los pares de electrones, bien de enlace o bien no compartidos, +ue presente una mol;cula( Para determinar la !eometría de una mol;cula se aplican las si!uientes re!las a> Los pares de electrones <compartidos % no compartidos> tienden a situarse en a+uellas posiciones +ue minimicen las repulsiones entre ellos( Las !eometrías ideales son N@ de paes de e%ectrones Geometría * Lineal <A*> )ri!onal <A o A*E> / 1 2 )etra;drica <A/ o AE> ipir.mide tri!onal <A1 o A/E> cta;drica <A2 o A1E> @eometrías moleculares <a> lineal: <b> an!ular: <c> plana tri!onal: <d> pir.mide tri!onal <e> tetra;drica: <"> planocuadrada: <!> pir.mide cuadrada: <F> bipir.mide tri!onal % <i> octa;drica( b> Las repulsiones decrecen en importancia en el orden PNC2PNC \ PNC2PE \ PE2PE siendo P-C Par no compartido % PE par de enlace( c> Los dobles enlaces ocupan m.s espacio +ue los enlaces simples( d> Los pares de enlace de elementos electrone!ati#os ocupan menos espacio +ue los de elementos electropositi#os( Para aplicar las re!las de VSEP0 Fa% +ue determinar el n?mero de electrones de la capa de #alencia del .tomo central( Para ello se si!uen los si!uientes pasos • • Determina el n?mero de pares de electrones( Para ello se contabili8an los electrones de las capas de #alencia de los .tomos de la mol;cula( Dibu$a las posibles estructuras moleculares atendiendo al cumplimiento de la re!la del octeto %a a la repulsin mínima entre los pares electrnicos, se!?n el orden comentado anteriormente( '( Dados los elementos A, % C de n?meros atmicos '5, '3 % '*, respecti#amente, indi+ue, ra8onando la respuesta a> Estructura electrnica de sus respecti#os estados "undamentales: b> )ipo de enlace "ormado cuando se unen A % % cuando se unen entre sí .tomos de Solucin Las respecti#as con"i!uraciones electrnicas de estos tres .tomos son A 's**s**p2s*p2/s' 's**s**p2s*p1 C 's**s* *p2s* Cuando se unen A % el elemento A es un metal cu%a electrone!ati#idad es ba$a por lo +ue tiende a ceder sus electrones de #alencia, mientras +ue el elemento es un no metal cu%a electrone!ati#idad es alta por lo +ue tiende a !anar electrones para completar su capa electrnica e6terna( Por tanto, el elemento A ceder. su electrn al elemento , +uedando ambos con las car!as A'X % ', "orm.ndose entre ambos un E-LACE I|-IC( El elemento es tambi;n un metal, con una electrone!ati#idad ba$a, por lo +ue no tiene tendencia a !anar electrones para completar su ?ltima capa <necesitar. 2 electrones> por lo +ue cuando se une a otro .tomo de ese mismo elemento, entre ambos se "ormar. un enlace met.lico( *( Escribir las estructuras de LeJis de las mol;culas "ormadas por la combinacin binaria de 9 con H, , - % C( 9 3 e de #alencia: debe ad+uirir ' comparti;ndolo H ' e de #alencia: Estructura de LeJisdebe ad+uirir ' <no cumple re!la del octete> comparti;ndolo 2 e de #alencia, debe ad+uirir * comparti;ndolos Estructura de LeJis - 1 e de #alencia, debe ad+uirir comparti;ndolos Estructura de LeJis C 's* *s**p* :/ e de #alencia, debe ad+uirir / comparti;ndolos ( Indi+ue ra8onadamente +u; tipo de enlace o "uer8a de atraccin se rompe al a> 9undir romuro de Litio b> Disol#er bromo molecular en tetracloruro de carbono c> E#aporar a!ua Solucin Para determinar +u; enlaces se rompen debemos tener en cuenta +u; es lo +ue realmente sucede cuando tienen lu!ar los procesos indicados( a> 9undir romuro de Litio El romuro de litio <Lir> es un compuesto inico por lo +ue en estado slido cada uno de los iones Li X r se encuentra en su red cristalina rodeado de otros iones de si!no contrario +ue lo Facen permanecer en su posicin( Cuando se "unde el cristal, se rompen estos enlaces % los iones pueden %a mo#erse con cierta libertad <estado lí+uido>, por lo +ue en este proceso se rompen los enlaces inicos e6istentes entre los iones Litio <LiX> % romuro <r > b> Disol#er bromo molecular en tetracloruro de carbono El romo molecular <r *> es un compuesto lí+uido en el cual coe6isten dos tipos de enlaces Los E-LACES I-)0AMLECULA0ES, entre los dos .tomos de romo +ue con"orman la mol;cula> son enlaces co#alentes puros % como tales son enlaces "uertes, mientras +ue los E-LACES I-)E0MLECULA0ES, +ue mantienen unidas unas mol;culas con otras son enlaces por "uer8as de Van der Kaals, % por tanto d;biles( Cuando se produce la disolucin en )etracloruro de carbono, +ue es un disol#ente apolar, se rompen los enlaces intermoleculares por "uer8as de Van del Kaals, manteni;ndose el romo molecular como tal en la disolucin( c> E#aporar a!ua La e#aporacin es un proceso en el cual una sustancia pasa de estado lí+uido a !aseoso a una temperatura in"erior a su temperatura de ebullicin( En el caso del a!ua a la presin normal <' atm> este "enmeno se produce entre 7qC % '77qC( El a!ua <H*> es un por tanto un compuesto lí+uido en el cual coe6isten dos tipos de enlaces Los E-LACES I-)0AMLECULA0ES, entre los dos .tomos de Hidr!eno con el de 6í!eno +ue con"orman la mol;cula, son enlaces co#alentes parcialmente inicos por lo +ue est.n polari8ados, con los electrones del enlace m.s pr6imos al .tomo de 6í!eno( Por ello, % debido tambi;n a la Fibridacin sp del .tomo de 6í!eno, la mol;cula de a!ua est. polari8ada, mientras +ue los E-LACES I-)E0MLECULA0ES, +ue mantienen unidas unas mol;culas con otras se deben a esta polari8acin % se "orman debido a la atraccin del .tomo de 6í!eno de una mol;cula <el cual tiene un e6ceso de car!a ne!ati#a> Facia un .tomo de Hidr!eno de otra mol;cula de a!ua conti!ua, con la cual "ormar. un enlace intermolecular por Puente de Hidr!eno( Cuando se produce la e#aporacin del a!ua, las mol;culas permanecen como tales <H*> pero se romper.n sus enlaces por puente de Hidr!eno con otras mol;culas #ecinas de manera +ue el a!re!ado molecular sea m.s pe+ue`o % pueda e6istir en estado !aseoso /(0epresentar las estructuras de LeJis % calcular la car!a "ormal en los compuestos )ri6ido de a8u"re % .cido perclrico <clorotetrao6o de Fidr!eno> Solucin La car!a "ormal de un .tomo en una estructura de LeJis es la car!a +ue tendría ese .tomo en la mol;cula si todos los .tomos +ue la componen tu#ieran la misma electrone!ati#idad( Para calcular se aplican las si!uientes re!las ' Los electrones no compartidos se asi!nan al .tomo en el cual se encuentran * De los electrones enla8antes se asi!na la mitad a cada uno de los .tomos +ue los comparten Así, tendremos +ue para cada .tomo Car!a "ormal -q electrones de #alencia -q electrones no compartidos nq de electrones compartidos 1( Escribir las estructuras de LeJis para las mol;culas de tetracloruro de carbono % de tricloruro de boro( \Se cumple en ambas la re!la del octeto] &usti"i+ue la respuesta( Datos n?meros atmicos C2: 1: C''3( 2( Constru%a las estructuras de LeJis % compare la "uer8a de los enlaces entre el carbono % el o6í!eno de los si!uientes compuestos I> mon6ido de carbono % II> bi6ido de carbono Solucin a> <I> Br − > Br <II> Sr > Sr + <III> Te 2 − > I − > Cs + > Ba 2 + b>Enlaces co#alentes I − I , N − O , B − O Enlaces inicos K − S , Cs − O c> Mon6ido de carbono Polaridad B−O > N−O > I−I Di6ido de carbono En el mon6ido de carbono el .tomo o6í!eno est. m.s "uertemente unido al .tomo de carbono( Pro/%emas 4('( a> Determine el tipo de enlace +ue se "ormar. entre el elemento "l?or < 5> con los elementos Na ( Z =11) ; K ( Z =19) ; Ne ( Z =10) ; F ( Z = 9) ; Mg ( Z =12) y C ( Z = 6) b> En el caso de los enlaces inicos +ue se puedan "ormar, ord;nelos en "orma creciente de acuerdo a su lon!itud( 4(*( rdene los si!uientes enlaces de acuerdo a su distancia % "ortale8a C = O : C − H : C ≡ O : C − Cl 4(/( Se tienen las si!uientes especies 12 Mg 2 + , 8 O 2 − , 10 Ne % 11 Na1+ a> rd;nelas en sentido creciente de acuerdo al tama`o de la partícula( b> \Cu.les de estas especies isoelectrnicas, puede "ormar enlace entre ellas % cu.l es el tipo de enlace "ormado] 4(1( Arre!le los si!uientes enlaces en orden decreciente de su polaridad C − S : B − F : N − O : Pb − Pb : H − F : F − F 4(2( Dados los elementos cu%os n?meros atmicos son , '*, '3, % 3 a> \Qu; tipo de enlace "ormar. cada uno de ellos con el elemento '3] b> \Cu.l ser. el enlace de menor lon!itud] 4(3( &usti"i+ue la polaridad de las si!uientes mol;culas H * % I* % comente la naturale8a de las "uer8as intermoleculares presentes en ellos( 4(4( Colocar las si!uientes mol;culas por orden creciente de su polaridad Hr, H9, HI % HCl( &usti"icar bre#emente la respuesta( 4(5( La #ariacin de las ener!ías de enlace para cloro, bromo % %odo si!ue el orden Cl * x r * x I *, mientras +ue para los puntos de "usin es I* x r* x Cl* ( 0a8one este comportamiento( 4('7( E6plica bre#emente por +u; el a!ua disuel#e a los compuestos inicos mientras +ue el CCI/ no lo Face( 4(''( Dibu$e las estructuras de LeJis de las si!uientes especies +uímicas eH * , Cl, etileno , amoniaco, % sul"uro de Fidr!eno( &usti"i+ue la !eometría de estas sustancias e indi+ue si Fa% al!una +ue sea polar( 4('*(Escriba las estructuras de LeJis aceptadas para las si!uientes mol;culas a> H*-H, b> HCl* c> H-, d> *SCl*( 4('( 0epresente los si!uientes compuestos inicos mediante sus estructuras de LeJis a> Fidr6ido de bario: b> nitruro de sodio: c> iodato de ma!nesio % d> sul"ato de aluminio( 4('/( Utili8ando la teoría de 0PECV predi!a las "ormas !eom;tricas de las si!uientes mol;culas a> -*: b> HC-: c> -H/X: d> -: e> -S9: "> PCl: !> S/*: F> S: i> r9/X( ema # Reacciones redo1 G%osario Estado de o1idaci+n# En +uímica, el estado de o1idaci+n de un elemento +ue "orma parte de un compuesto, se considera como la car!a aparente con la +ue dicFo elemento est. "uncionando en ese compuesto( Los estados de o6idacin pueden ser positi#os, ne!ati#os, cero, enteros % "raccionarios( *e 'a)encia Ta%encia# #alencia,"ormados tambi;npor conocida comodenBmero , es de enlacesLa+uímicos los .tomos un elemento +uímico . una medida de la cantidad O1idaci+n# La o6idacin, es la reaccin +uímica a partir de la cual un .tomo, in o mol;cula cede electrones: entonces se dice +ue aumenta su estado de o6idacin Reducci+n# Se re"iere a la media reaccin donde un .tomo oun !rupo de .tomos !anan e A!ente o1idante# Es la sustancia +ue se reduce <!ana e> pro#ocando la o6idacin. A!ente reductor( Es la sustancia +ue se o6ida <pierde e> pro#ocando la reduccin( Semireacci+n# 0eaccin +ue muestra e6plícitamente los electrones implicados en la o6idacin o en la reduccin( N?mero de o1idaci+n# 0epresenta la car!a el;ctrica +ue aporta cada .tomo en el compuesto( M7todo de %a media reacci+n o de% i+n2e%ectr+n Para entender este m;todo se debe tener claro las disociaciones de .cidos, bases % sales <electrolitos> estudiados en el e+uilibrio inico( 0ecapitulando tenemos los .cidos se disocian en % el anin ne!ati#o( E$emplo NO' &SO. 'PO. se disocia en NO'2 se disocia en & SO. &2 se disocia en ' PO.'2 las sales se disocian en el catin positi#o % el O2 E$emplo NaO se disocia en Na O2 M!3O4& se disocia en M!& & O2 A%3O4' se disocia en A%' ' O2 Las sales se disocian en catin positi#o % el anin ne!ati#o( E$emplo A!C% se disocia en A!NO' se disocia en Cu3NO'4& se disocia en A%&3SO.4' se disocia en A! A! Cu& * A%' C%2 NO'2 & NO'2 ' SO.&2 Ca%cu%o de% n?mero de o1idaci+n En una mol;cula neutra, la suma al!ebraica de los n?meros de o6idacin de todos los .tomos debe ser i!ual a cero( En un ion poliatmico la suma debe ser i!ual a la car!a neta del ion( E$emplo En el -H el n?mero de o6idacin del Fidr!eno es X', por lo tanto el n?mero de o6idacin del nitr!eno debe ser , para +ue la suma al!ebraica sea i!ual a cero, por+ue es una mol;cula neutra k<X'> X <> 7( Si "uese el ion amonio, -H /X, se cumplirían i!ual los dos n?meros de o6idacin, slo +ue aFora la suma al!ebraica ser. i!ual a X', +ue es la car!a del ion /k<X'> X <> '( E$emplos El dicromato de potasio, *Cr*3, es una mol;cula neutra, por lo tanto la suma al!ebraica de todos los n?meros de o6idacin de todos los elementos debe ser i!ual a cero( El n?mero de o6idacin del o6í!eno es * % el estado de o6idacin del potasio es X'( \Cu.l ser. el n?mero de o6idacin del cromo en este compuesto]( * 6<X'> X * 6 < K> X 3 6 <*> 7 K X2 En otras palabras, el n?mero de o6idacin del cromo, en el dicromato de potasio es X2( En el ion "os"ato, P/, \cu.l ser. el n?mero de o6idacin del "s"oro] f X /k<*> f X1( Recuerde )ue]]] Elementos con n?mero de o6idacin X' e iones con car!a X' litio <Li>, sodio <-a>, potasio <>, rubidio <0b>, cesio <Cs>, "rancio <9r>, Fidr!eno <H>( Entre los iones poliatmicos con car!a X' tenemos al ion amonio <-H/X> Elementos con n?mero de o6idacin ' e iones con car!a ' Fidr!eno en los Fidruros <H>: el "l?or <9> en todos sus compuestos: cloro, bromo % %odo <Cl, r, I> en los Falo!enuros <f>( Entre los iones poliatmicos con car!a ' tenemos a los iones nitrato <- >, nitrito <-*>, bicarbonato <HC>, bisul"ato <HS/>, bisul"uro <HS>, clorato <Cl>, perclorato <Cl/>, Fipoclorito <Cl>, cianuro <C->, etc( Elementos con n?mero de cinc o6idacin X* berilio <e>, ma!nesio <M!>, calcio <Ca>, estroncio <Sr>, bario <a>, radio <0a>, <n>, cadmio <Cd>( Elementos con n?mero de o6idacin X' % X* cobre <Cu>, mercurio <H!>, plata <A!>( Elementos con n?mero de o6idacin * e iones con car!a * a8u"re en los sul"uros <S *>, o6í!eno en los 6idos < *>( Entre los iones poliatmicos con car!a * tenemos a los iones sul"ato <S /*>, sul"ito <S* >, carbonato <C*>, etc( Elementos con n?mero de o6idacin X boro <>, aluminio <Al>, !alio <@a>, talio <)l>( El talio tambi;n presenta n?mero de o6idacin X'( Elementos con n?mero de o6idacin X* % X Fierro <9e>, cobalto <Co>( Elementos con n?mero de o6idacin e iones con car!a nitr!eno en los nitruros <- > % en el amoníaco, "s"oro <P>( Entre los iones poliatmicos con car!a tenemos al ion "os"ato <P/> Elementos con n?mero de o6idacin X* % X/ carbono <C>, silicio <Si>, !ermanio <@e>, esta`o <Sn>, plomo <Pb>, ní+uel <-i>, paladio <Pd>, platino <Pt>( Elementos con n?mero de o6idacin X % X1 nitr!eno <->, "s"oro <P>, ars;nico <As>, antimonio <Sb>, bismuto <i>( Elementos con n?mero de o6idacin X*, X/ % X2 a8u"re <S>, selenio <Se>, teluro <)e>( Elementos con n?mero de o6idacin X', X, X1 % X3 cloro <Cl>, bromo <r>, %odo <I>( -?meros de o6idacin +ue presenta el man!aneso <Mn> X*, X, X/, X2 % X3, siendo los m.s comunes X*, X/ % X3( -?meros de o6idacin +ue presenta el cromo <Cr> X*, X % X2( -?meros de o6idacin +ue presenta el #anadio <V> X*, X, X/ % X1, siendo los m.s comunes X/ % X1( El m;todo del inelectrn es, en !eneral, un poco m.s lar!o <pero no m.s di"ícil> +ue el del n?mero de o6idacin: sin embar!o, por ser m.s sistem.tico, es menos probable +ue condu8ca a error( Adem.s este m;todo es m.s% pr.ctico cuando se trate de balancear ecuaciones inicas, +ue el m;todo del n?mero de o6idacin se e#ita estar determinando los n?meros de o6idacin de cada elemento para saber cu.l elemento se o6ida % cu.l se reduce, %a +ue a+uí se o6ida el +ue pierda e, es decir, la ecuacin donde apare8can los e" , Facia la derecFa: % se reduce el +ue !ane e" , es decir la ecuacin donde apare8can los e", Facia la i8+uierda( E9ercicios resue%tos E9emp%o "# Medio -cido E9emp%o &# Medio a%ca%ino Pro/%emas 5('( Indi+ue cu.les de las si!uientes especies son mol;culas a> C2H2 d> fe b> -a !> C e> C* c> 9* "> As $> Li F> H*S/ Li / '*H**'' * => * Ar i> l>-H 5(*( Identi"i+ue en cadao caso si se% trata dea+u;llos una mol;cula, un .tomo o un ion( En el caso de los iones, indicar si son cationes aniones se`ale +ue sean poliatmicos X a> -H e> 9e i> m> HC +> -H /HS b> -H/X c> 9 "> 9e !> P d> -e $> S *X => C- / n> Mn<H> * r> S4 * o> H* F> H** l> Ar p> s> H t> -* * 5(( Hallar el n?mero de o6idacin de cada elemento en los si!uientes compuestos a> H "> Li * => fe b> -aHC !> Al<H> c> M!<P/>* F> Mn / d> H* i> aCr/ e> CaH* $> S4 l> C p> -*H/ +> nr * m> 9eCl n> Hr * r> -iS / s> )i<C o> H! *Cl* > * t> Sn * 5(/( Se`alar las "rmulas mal escritas en las si!uientes mol;culas % escribir la "rmula correcta a> -a b> H*r !> A!- F> Ca m> 9eI * n> I* c> 9e* i> H*S/ o> 9 d> C $> -*1 p> -a e> H** => Al "> PH l> -i s> Ca <P/>* t> a *H * +> Cl *<H> r> Si* *C u> Cu<S />* #> M!<H>* J> PbI 6> Alr 5(1( Determina el n?mero de o6idacin de los elementos en cada especie 9e* SnCl/ -* Cl*3 CuCl/*_ *_ H** Mn Mn*3 HAs/ Cr*3*_ X _ -* -* -H/ - -H/Cl <-H/>*S/ S4 - H*S/ H- H*S -a** H*S As*1 S* 5(2( Determine el n?mero de o6idacin de los elementos subra%ados en cada especie H!*Cl* Mn/_ -*_ PbS 9e*<S/> a> Fe2 O3 b> Sn Cl 4 c> N O2 d> Cl2 O7 e> Cu Cl4 __ __ Mn 2 O7 : __ __ $> H As O 4 __ 2− __ => Cr2 O72 − __ __ 2− "> Hg2 Cl2 !> H 2 O 2 __ __ F> Mn O i> __ l> Mn O −4 __ Solucin a> X: b> X/: c> X/: d> X3: e> X*: "> X': !> _': F> X*: i> X3: $> X1: => X2: l> X3 5(3( Determine el estado de o6idacin de cada .tomo en las especies si!uientes a> N 2 b> NO2 c> NH +4 d> NO3− e> NH4Cl "> NO −2 ! > ( NH 4 ) 2 SO4 F> KNO3 i> HNO3 $> Na 2O2 => H 2O2 l> As2O5 m> PbS n> S8 o> H 2SO4 p> H 2S +> H 2SO3 r> SO 2 s> Fe2 (SO 4 )3 Solucin a> 77: b> /*: c> _X': d> X1*: e> _X'': "> X*: !> X'X2*: F> X'X1*: i> X' X1*: $> X'': => X'': l> X1*: m> X**: n> 7 <ocFo #eces>: o> X'X2 *: p> X'*: +> _'X/* r> X/*XX2* 5(4( alancea cada una de las si!uientes ecuaciones considerando un medio acuoso .cido, identi"icando el elemento o6idado, el elemento reducido, el a!ente reductor % el a!ente o6idante( a> I* X H*S → I_ X S b> Mn/*_ → Mn* X Mn/_ c> CuS X H- → CuS/ X - X H* d> H** X I_ → I* X H* e> n X -_ → n*X X -H/X "> !> F> i> $> => l> m> n> o> p> -a*C*/ X Mn/ X H*S/ → C* X X X -aX X S/*_ X H* *Cr*3 X HCl → X X Cl_ X CrX X Cl* Mn X Pb* X H- → HMn/ X Pb*X X -_ 9eCl* X H** X HCl → 9eX X Cl_ X H* Mn/ X Cl X H*S/ → Mn*X X S/*_ X X X Cl* CdS X I* X HCl → HI X S X CdCl* H** X Mn/ X HCl → Mn*X X Cl_ X H* X * X X -a*HAs X r X HCl → -aX X Cl_ X X X r_ X HAs/ 9eS/ X Hr X H*S/ → 9e*<S/> X Hr X H* -a*)e X -aI X HCl → -aCl X )e X H* X I* K X SnCl* X HCl → K4 X HSnCl2 X H* 34 5(5( alancea cada una de laso6idado, si!uientes ecuaciones considerando medio acuoso alcalini8ado identi"icando el elemento el elemento reducido, el a!enteunreductor % el a!ente o6idante(<b.sico>, a> b> c> d> I_ X Mn/_ → I* X Mn* Cl* X H_ → Cl*_ X Cl_ Mn<C->2/_ X * → Mn<C->2_ X H* Mn/_ X H* → Mn/*_ X * Cl_ X 9e<H> → Cl_ X 9e/*_ Pb* X Cl_ → Cl_ X Pb<H>_ -H X Cr/*_ → -_ X CrX -*H/ X Cu<H>* → -* X Cu X H* Cl* → Cl/_ X Cl_ Mn* X H X Cl → X X Mn/_ X H* X Cl_ P/ X H_ X H* → H*P*_ X PH i* X -aH X -aCl → -aX X i_ X Cl_ -ar X Ca<Cl>* X H* → Ca*X X Cl_ X -aX X H_ X r* 9e<C->2 X Cr* X H → X X 9e<C->2/_ X Cr/*_ 5('7( Se preparan 177 mL de una solucin <A> disol#iendo *1 ! de cromato de potasio de un 57 G de pure8a en su"iciente cantidad de a!ua( Los 177 mL de la solucin A se me8clan con 177 mL de una solucin alcalini8ada de sul"ito de sodio al 5,1 ^ mm, cu%a densidad es ',*2 !mL( Al me8clar ambas soluciones se produce una reaccin en la cual el in cromato se reduce a in Cromo <III>, % el in sul"ito se o6ida a in sul"ato( Determine la concentracin del ion CrX en la solucin resultante( Solucin 7,''2 molL 5(''( Se Facen reaccionar '*7 mL de una disolucin acuosa de dicromato de potasio *Cr*3 7,317 molL con un e6ceso de metanol <CH H>, en medio .cido, produci;ndose .cido "rmico <HCH> e iones CrX, ambos productos en solucin( \Cu.ntos moles de .cido "rmico se "ormar.n % cuantos se consumir.n de metanol] Solucin Se "orman 7,'1 mol de .cido "rmico % se !astan 7,'1 mol de CH H 5('*( El .cido o6.lico, H*C*/, es "uertemente t6ico para el or!anismo Fumano: de ser in!erido puede neutrali8arse su accin in!iriendo perman!anato de potasio, el cual trans"orma el .cido o6.lico en anFídrido carbnico % a!ua, en presencia del abundante .cido clorFídrico del estma!o Fumano, % produci;ndose tambi;n iones Mn*X( Si una persona Fa in!erido 7,73 mol de mol;culas de .cido o6.lico % se le Face beber r.pidamente una solucin +ue contiene /,/ ! de perman!anato de potasio, \la persona se sal#a o muere] Solucin Se sal#a 5('( El clorito de bario se puedepreparar Faciendo reaccionar per6ido de Fidr!eno con di6ido de dicloro,una en solucin acuosa de Fidr6ido de bario, de acuerdo consi!uiente la ecuacin Per6ido de Fidr!eno<ac> X Di6idode dicloro<ac> X Fidr6idode bario<ac> → Cloritode bario <s> X A!ua<l> X 6í!eno <!> Se Facen reaccionar *1 mL de per6ido de Fidr!eno al G m# con cierta cantidad de di6ido de dicloro, en su"iciente solucin de Fidr6ido de bario(El #olumen total de la me8cla se'77 mL( Al "inali8ar el proceso se obtu#ieron 2 ! de clorito de bario % la concentracin "inal del di6ido de dicloro es 7,7// molL( \Qu; cantidad de di6ido de dicloro, secoloc a reaccionar inicialmente] Solucin ,*3 ! e> "> !> F> i> $> => l> m> n> UNIDAD III Gases( %í)uidos * s+%idos ema "< * ""# Me5c%as de !ases * reacciones en estado !aseoso G%osario Lí)uido# El lí+uido es un estado de a!re!acin de la materia en "orma de "luido altamente incompresible <lo +ue si!ni"ica +ue su #olumen es, mu% apro6imadamente, constante en un ran!o !rande de presin>( Gas# Se denomina !as al estado de a!re!acin de la materia en el +ue las sustancias no tienen "orma ni #olumen propio, adoptando el de los recipientes +ue las contienen(( S+%ido# Es uno de los cuatro estados de a!re!acin de la materia, se caracteri8a por+ue opone resistencia a cambios de "orma % de #olumen( Las mol;culas de un slido tienen una !ran coFesin % adoptan "ormas bien de"inidas( Gas idea%# Un !as idea% es un !as terico compuesto de un con$unto de partículas puntuales con despla8amiento aleatorio +ue no interact?an entre sí( El concepto de !as ideal es ?til por+ue el mismo se comporta se!?n la le% de los !ases ideales, una ecuacin de estado simpli"icada, % +ue puede ser anali8ada mediante la mec.nica estadística( Gas rea%# Es un !as +ue se aparta del comportamiento predicFo por la ecuacin de los !ases ideales( Para predecir su comportamiento deben utili8arse otras ecuaciones de estado( Le* de Bo*%e2Mariotte <o Le* de Bo*%e>, "ormulada por 0obert o%le % Edme Mariotte, es una de las le%es de los !ases ideales +ue relaciona el #olumen % la presin de una cierta cantidad de !as mantenida a temperatura constante( La le% dice +ue el #olumen es in#ersamente proporcional a la presin p 6 # donde es constante si la temperatura % la masa del !as permanecen constantes( Cuando aumenta la presin, el #olumen disminu%e, mientras +ue si la presin disminu%e el #olumen aumenta( -o es necesario conocer el #alor e6acto de la constante para poder Facer uso de la le% si consideramos las dos situaciones de la "i!ura, manteniendo constante la cantidad de !as % la temperatura, deber. cumplirse la relacin p' 6 #' p* 6 #* donde p' presin inicial, p* presin "inal, #' #olumen inicial, #* #olumen "inal Le* de CFar%es * Ga*2Lussac, o simplemente Le* de CFar%es, es una de las le%es de los !ases ideales( 0elaciona el #olumen % la temperatura de una cierta cantidad de !as ideal, mantenido a una presin constante, mediante una constante de proporcionalidad directa( En esta le%, CFarles dice +ue para una cierta cantidad de !as a una presin constante, al aumentar la temperatura, el #olumen del !as aumenta % al disminuir la temperatura el #olumen del !as disminu%e( Esto se debe a +ue la temperatura est. directamente relacionada con la ener!ía cin;tica <debida al mo#imiento> de las mol;culas del !as( Así +ue, para cierta cantidad de !as a una presin dada, a ma%or #elocidad de las mol;culas <temperatura>, ma%or #olumen del !as( emperatura a/so%uta# La emperatura a/so%uta es el #alor de la temperatura medida con respecto a una escala +ue comien8a en el cero absoluto <7 z*3,'1 C>( Se trata de uno de los principales par.metros empleados en termodin.mica % mec.nica estadística( En el Sistema Internacional de Unidades se e6presa en =el#in, cu%o símbolo es (' Le* de di,usi+n o Le* de GraFam# La di"usin es el proceso por el cual una substancia se distribu%e uni"ormemente en el espacio +ue la encierra o en el medio en +ue se encuentra( Le* de e,usi+n# Es el proceso +ue ocurre cuando un !as +ue est. ba$o presin escapa de un recipiente el e6terior por medio deproporcional una abertura( sabe por medio +ue la #elocidadFacia de e"usin es directamente a laSe #elocidad media dede lasdemostraciones mol;culas( La %e* de %as presiones parcia%es <conocida tambi;n como %e* de Da%ton> "ue "ormulada en el a`o '47 por el "ísico, +uímico % matem.tico brit.nico &oFn Dalton( Establece +ue la presin de una me8cla de !ases, +ue no reaccionan +uímicamente, es i!ual a la suma de las presiones parciales +ue e$ercería cada uno de ellos si solo uno ocupase todo el #olumen de la me8cla, sin cambiar la temperatura( E9ercicios resue%tos '( Una cantidad de !as ocupa un #olumen de 47 cm a una presin de 317 mm H!( \Qu; #olumen ocupar. a una presin de ',* atm si la temperatura no cambia] Como la temperatura % la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la le% de o%le P'(V' P*(V* )enemos +ue decidir +u; unidad de presin #amos a utili8ar( Por e$emplo atms"eras( Como ' atm 327 mm H!, sustitu%endo en la ecuacin de o%le 750 mmHg ⋅ 80cm 3 = 1,2atm ⋅ V2 ; V2 = 65,8cm 3 Se puede resol#er i!ualmente con mm de 760mmHg / atm H!( *( El #olumen inicial de una cierta cantidad de !as es de *77 cm a la temperatura de *7qC( Calcula el #olumen a 57qC si la presin permanece constante( Como la presin % la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la le% de CFarles % @a%Lussac V1 V2 = T1 T2 cm %, el El #olumen lo podemos e6presar en +ue calculemos, #endr. e6presado i!ualmente en cm, pero la temperatura tiene +ue e6presarse en el#in( 200cm 3 293K = V2 363K ; V2 = 247,78cm 3 . ( Una cierta cantidad de !as se encuentra a la presin de 357 mm H! cuando la temperatura es de *1qC( Calcula la presin +ue alcan8ar. si la temperatura sube Fasta los *77qC( Como el #olumen % la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la le% de @a% Lussac P1 P2 = T1 T2 La presin la podemos e6presar en mm H! %, la +ue calculemos, #endr. e6presada i!ualmente en mm H!, pero la temperatura tiene +ue e6presarse en el#in( 790mm Hg 298K P2 = 398K ; P2 = 1055,1mm Hg. /( Disponemos de un recipiente de #olumen #ariable( Inicialmente presenta un #olumen de 177 cm % contiene / ! de amoníaco( Si manteniendo constante la P % la ), se introducen 24 ! de amoníaco, \+u; #olumen presentar. "inalmente el recipiente] Ar <->'/( Ar <H>'( Manteniendo constante la P % la ), el #olumen es directamente proporcional al n?mero de moles del !as( El mol de amoníaco, -H , son '3 ! lue!o Inicialmente Fa% en el recipiente / ! de !as +ue ser.n * moles % al "inal Fa% '5* ! de amoníaco +ue ser.n 2 moles( V1 = n1 V2 500cm 3 ; n2 V2 = 2moles ; V2 = 1500cm 3 . 6 moles 1( Un !as ocupa un #olumen de * l en condiciones normales( \Qu; #olumen ocupar. esa misma masa de !as a * atm % 17qC] Como partimos de un estado inicial de presin, #olumen % temperatura, para lle!ar a un estado "inal en el +ue +ueremos conocer el #olumen, podemos utili8ar la le% combinada de los !ases ideales, pues la masa permanece constante P0 .Vo To = 1atm.2l 273K P1V1 T1 = ; la temperatura obli!atoriamente debe ponerse en 2atm.V1 373K ; V1 = 1atm.2l.373K 2atm.273K ; V1 = 1,18 l Como se obser#a aumentar la presin el #olumen Fa disminuido, pero no de "orma proporcional, como predi$o o%le:alesto se debe a la #ariacin de la temperatura( 2( Un recipiente cerrado de * l( contiene o6í!eno a *77qC % * atm( Calcula a> Los !ramos de o6í!eno contenidos en el recipiente( b> Las mol;culas de o6í!eno presentes en el recipiente( Ar<>'2( a> Aplicando la ecuacin !eneral de los !ases PVn0) podemos calcular los moles de o6í!eno 2atm.2 l = n.0,082 32 g de O2 es 1 mol = atm.l k .mol X 0,1 mol ; .473K ; X n = 0,1mol de O2 . = 3,2 g ( b> Utili8ando el -A calculamos el n?mero de mol;culas de o6í!eno 6,023.10 23 moléculas de O2 son 1 mol de O2 = X 0,1 de O2 ; X = 6,023.10 22 moléculas de O2 3( )enemos /,44 ! de un !as cu%a naturale8a es S* o S( Para resol#er la duda, los introducimos en un recipiente de ' l % obser#amos +ue la presin +ue e$ercen a *3qC es de ',1 atm( \De +u; !as se trata] Ar<S>*(Ar<>'2( Aplicando la ecuacin !eneral de los !ases PVn0) podemos calcular los moles correspondientes a esos /,44 !ramos de !as 1,5atm.1 l = n.0,082 atm.l k .mol La masa molar del !as ser. .300 K ; n = 0,061mol de O2 . Si 4,88 g son 0,061 moles = X 1 mol ; X = 80 g Como la M<S*>2/ !mol % la M<S>47!mol( El !as es el S 4(Un mol de !as ocupa *1 l % su densidad es ',*1 !l, a una temperatura % presin determinadas( Calcula la densidad del !as en condiciones normales( Conociendo el #olumen +ue ocupa ' mol del !as % su densidad, calculamos la masa del mol m = ρ1 .V1 m = 1,25 g / l .25 l = 31,25 g ( Como Femos calculado la masa +ue tienen un mol % sabemos +ue un mol de cual+uier !as ocupa **,/ litros en c(n(, podemos calcular su densidad ρ2 = m V2 = 31,25 g 22,4l = 1,40 g / l 5( Un recipiente contienen '77 l de * a *7qC( Calcula a> la presin del *, sabiendo +ue su masa es de ,/ =!( b> El #olumen +ue ocupara esa cantidad de !as en c(n( a> Aplicamos la ecuacin !eneral de los !ases PVn0) pero pre#iamente calculamos los moles de !as nº de moles = P.V 3430 g 32 g / mol = 107,19 moles .l 293K ; P = 25,75atm. = n.R.T ; P.100 l = 107,19moles.0,082 Katm .mol b> Para calcular el #olumen +ue ocupan los '73,'5 moles en c(n( ecuacin PVn0) con las c(n( o la si!uiente proporcin podemos #ol#er a aplicar la 1mol de gas c.n. en ocupa siempre 22,4 l = 107,19moles X ; X = 2401 l. '7( Calcula la "rmula molecular de un compuesto sabiendo +ue ' l de su !as, medido a *1qC % 317 mm H! de presin tiene una masa de ,44 ! % +ue su an.lisis +uímico Fa mostrado la si!uiente composicin centesimal C, */,3/ G: H, *,72 G % Cl, 3,*7 G( Ar<>'2( Ar<H>'( Ar<Cl>1,1 Primero la "rmula empírica 24,74 g calculamos C = 2,06 moles átomos de C 2,06 g H 12 g / mol 73,20 g Cl 35,5 g / mol 1g / mol = 2,06 moles átomos de H = 2,06 moles átomos de Cl Como las tres relaciones son id;nticas, la "rmula empírica ser. CHCl( Para a#eri!uar la "rmula molecular, necesitamos conocer la masa molar del compuesto( La #amos a encontrar a partir de la ecuacin !eneral de los !ases PVn0)( 750mmHg 760mmHg / atm .1l = n.0,082 atm.l k .mol 298K ; n = 0,04 moles. Estos moles son los +ue corresponden a los ,44 ! de compuesto, lue!o planteamos la si!uiente proporcin para encontrar la masa molar 3,88 g son 0,04moles = x 1mol ; x = Masa molar = 97 g / mol Como la "rmula empírica es CHCl su masa molar Tempírica es /4,1 !mol( Al di#idir la masa molar del compuesto <53 !mol> entre la masa molar Tempírica 97 48,5 = 2; deducimos +ue la "rmula del compuesto es C*H*Cl*( ''( En un recipiente de 1 l se introducen 4 ! de He, 4/ ! de -* % 57 ! de #apor de a!ua( Si la temperatura del recipiente es de *3qC( Calcular a> La presin +ue soportan las paredes del recipiente( b> La "raccin molar % presin parcial de cada !as( Ar <He> /: Ar <> '2: Ar <-> '/: Ar <H> '( a> +ue e$erce la me8cla de los !ases, calculamos primeramente el nq total de Para molescalcular +ue Fa%laenpresin el recipiente n( He) = 8g 4 g / mol = 2 moles : n( N 2 ) = nq total de moles * X X1 '7: 84 g 28 g / mol = 3 moles; n( H 2 O) = 90 g 18 g / mol = 5 moles. Lue!o aplicamos la ecuacin !eneral de los !ases P.5l = 10moles.0,082 PT = 49,2atm. b> X He = = X H 2O n º moles He n º moles totales n º moles H 2 O = 10 5 = nº moles totales 2 = 0,2; X N = 2 n º moles N 2 n º moles totales = 3 10 atm.l K .mol .300 K = 0,3; = 0,5; 10 Como se puede comprobar, la suma de las presiones parciales ∑X i =1 Para calcular las presiones parciales, podemos aplicar la ecuacin !eneral para cada !as PHe(V nHe0(): PHe .5 l = 2moles.0,082 atm.l K .mol .300 K ; PHe = 9,84atm; bien multiplicando cada "raccin molar por la presin total PN 2 = X N .PT ; PN = 0,3.49,2atm = 14,76atm PH 2O 2 2 = X H O .PT ; PH O = 0,5.49,2atm = 24,6atm 2 2 La suma de las presiones parciales es la presin total 5,4/ atm X'/,32 atm X */,2 atm /5,* atm( '*( El aire contiene apro6imadamente un *' G de o6í!eno, un 34 G de nitr!eno % un 7,5 G de ar!n, estando estos porcenta$es e6presados en masa( \Cu.ntas mol;culas de o6í!eno Fabr. en * litros de aire] \Cu.l es la presin e$ercida si se mete el aire anterior en un recipiente de 7,1 l de capacidad a la temperatura de *1 qC] La densidad del aire ',*5 !l( Ar <> '2( Ar <-> '/( Ar <Ar> /7( a> Primeramente a#eri!uamos la masa de * l de aire d = m V ; 1,293 g / l = m 2l m = 2,586 g. ; Calculamos la masa +ue Fa% de cada componente en los * l de aire masa de O2 masa de Ar = 2,586 g . 21 100 = 0,543 g de O2 . masa de N 2 = 2,586 g . 78 100 = 2,017 g de N 2 . = 2,586 g. 0,9 = 0,023 g de Ar. 100 Utili8amos el -A para calcular las mol;culas +ue Fa% de o6í!eno 32 g O2 6,023.10 23 moléculas de O2 = 0,543 g O2 X ; X = 1,022.10 22 moléculas de O2 . b>Calculamos los moles de cada componente % los sumamos moles de O 2 = moles de Ar = 0,543g 32 g / mol 0,023g 4 g / mol = 0,017 moles : moles de N 2 = = 0,006 moles : n º moles totales 2,017 g 28 g / mol = 0,072 moles : = 0,017 + 0,072 + 0,006 = 0,095; Aplicando la ecuacin !eneral de los !ases P.0,5l = 0,095moles.0,082 atm.l K .mol .298 K ; P = 4,64 atm. '( El Fielo seco es di6ido de carbono slido a temperatura in"erior a 11 qC % presin de ' atms"era( Una muestra de 7,717 ! de Fielo seco se coloca en un recipiente #acío cu%o #olumen es de /,2 L, +ue se termostata a la temperatura de 17qC a> Calcule la presin, en atm, dentro del recipiente despu;s de +ue todo el Fielo seco se Fa con#ertido en !as( b> E6pli+ue si se producen cambios en la presin % en la cantidad de moles !aseosos si el e6perimento lo reali8.ramos termostatando el recipiente a 27qC( Solucin a> Aplicamos La ecuacin !eneral de los !ases ideales %a +ue conocemos tanto la cantidad de !as <7,717!> como su masa molecular <C* x // !mol>, el #olumen del recipiente</,2 l(> la temperatura <17qC *q> b> La cantidad de !as e6istente en el recipiente no #aría, aun+ue al aumentar la temperatura Fasta los 27qC <q> la presin tambi;n aumentar. li!eramente( La calculamos con la ecuacin !eneral de los !ases ideales de la misma "orma +ue en el caso anterior '/( Calcule la temperatura a la +ue deben encontrarse 4 ! de o6í!eno +ue se encuentran en un recipiente de 1 litros a una presin de 357 mm H!( \Qu; #olumen ocupar. en condiciones normales] \Qu; cantidad de dicFo !as debería salir o deberíamos introducir para +ue se duplicara la presin si la temperatura desciende '7qC]( Solucin En este caso le son aplicables las ecuaciones !enerales de los !ases ideales '1( En el interior de una l.mpara de incandescencia <una bombilla> cu%o #olumen es de '77 ml Fa% una presin de ',*('71 mm de H! a *3qC( Cuando comien8a a "uncionar, alcan8a una temperatura de '*3qC( Calcular a> n?mero de mol;culas de !as e6istentes en el interior de la l.mpara: b> Presin en su interior cuando est. "uncionando( Solucin Pro/%emas muestra de 1 mol de un !as ideal ocupa un #olumen de '7 L a una presin de * atm( Calcula el #olumen +ue ocupar. dicFa muestra si su presin es disminuida Fasta la mitad de su #alor ori!inal( Supon!a +ue el proceso es isot;rmico <la temperatura se mantiene constante>( Solucin *7 L 10.2) Una muestra de un !as ideal a la temperatura de 17qC ocupa un #olumen de '7 L( \Qu; #olumen ocupar. el !as si la temperatura se ele#a Fasta '77 C, manteniendo la presin constante]( Solucin '',1/4 L 10.1) Una neum.tico e$erce una presin de a atm a una temperatura de *1 qC, si la temperatura del !as se aumenta Fasta /* qC( \Cu.l ser. la nue#a presin del aire] Supon!a +ue el aire se comporta como un !as ideal % +ue el #olumen del neum.tico no Fa #ariado( Solucin ',713 a 10.4) Una cierta cantidad de un !as ideal ocupa un #olumen de 1,77 L a la temperatura t" en !rados centí!rados( Al triplicar el #alor de la temperatura en !rados centí!rados, a presin constante, el #olumen se Face i!ual a 5,1/ L( Determina el #alor de t"( Solucin **3 C 10.5) Un !as ocupa un #olumen de '77 mL a una presin de * atm % una temperatura de 7qC( Qu; #olumen ocupar. ese !as en condiciones normales( Solucin '47,* mL 10.6) Un determinado #olumen de ar!n !aseoso se encontraba a una temperatura de *1qC( El !as se calienta a presin constante Fasta +ue su #olumen aumenta en un 21G del #alor ori!inal( \En cu.ntos C aument la temperatura del !as] Solucin '5,3 C 10.7) Un !as ideal, a 217 mmH! de presin, ocupaba una ampolla de #olumen desconocido( Se retir cierta cantidad de !as, el cual ocup ',11 cm a la presin de ' atm( La presin del !as restante en la ampolla "ue de 27 mmH!( Suponiendo +u; todas las medidas "ueron FecFas a la misma temperatura, calcula el #olumen de la ampolla( Solucin ',55 cm 10.8) Se dispone de un !as ideal con"inado en un recipiente a una presin de 1 atm( Este recipiente se conecta mediante una lla#e de paso inicialmente cerrada con un se!undo recipiente de * L, el cual est. #acío( Se abre la lla#e % el !as se e6pande( Al alcan8arse el e+uilibrio se encuentra +ue la presin Fa disminuido en un 47G de su #alor ori!inal, manteni;ndose la temperatura constante( \Cu.l es el #olumen del primer recipiente] Solucin 7,1L 10.9) Sabemos +ue 5,3127 ! de un compuesto !aseoso ocupan un #olumen de L a la presin de ' atm % una temperatura de *3 qC( \Cu.l es la masa molecular del !as, si se comporta idealmente]( Solucin 34 !mol 10.10) \Cu.ntos moles de nitr!eno !aseoso Fa% en 17 L de ese !as, medidos en condiciones normales de presin % temperatura] Solucin *,* mol 10.11) Un buen #acío puede ser producido en un aparato de laboratorio com?n % correspondería a una presin de ''72 mmH! a *1 qC( Calcula el n?mero de mol;culas por cm a dicFa presin % temperatura( Solucin , mol;culas 10.12) Se dispone de dos recipientes conectados entre si por una lla#e +ue inicialmente se encuentra cerrada( El primero con una capacidad de 37 L conteniendo o6í!eno a una presin de 7,7'7 atm % el 10.3) El aire contenido dentro de un se!undo contiene 17 L de Felio a una presin de 7,'17 atm( Se conectan los recipientes % los !ases di"unden entre si, manteni;ndose la temperatura constante( a) \Cu.l ser. la presin e$ercida por cada !as en el nue#o sistema] b) \Cu.l ser. su presin total] Solucin a> p* 1,4 6 '7 atm: pHe 2,*1 6 '7* atm: b> a> p) 2,4 6 '7* atm 10.13) Calcula la densidad, en !mL, del CH/ !aseoso a '*7 qC % a 7,2 atm, suponiendo +ue su comportamiento es ideal( Solucin *,54 6 '7/ !mL 10.14) Si la densidad del mon6ido de carbono es ,'3 !L a _*7 qC % *,1 atm( Calcula a partir de estos datos su masa molar( Solucin *3,54 !mol 10.15) Una determinada masa de Felio ocupa un #olumen de * L en condiciones normales( Al #ariar la temperatura % la presin del !as, este se e6pande Fasta un #olumen de / L( \Cu.l es la densidad !as, en !ramos por litro, en las nue#as condiciones de presin % temperatura] Solucin 7,745 !L 10.16) Calcula la densidad, en !L, de una me8cla e+uimolar de CH / <!> % C*H2 <!> a '77 qC % 377 mmH! de presin( Solucin 7,25*2 !L 10.17) Dos recipientes separados contienen los !ases ideales A % , respecti#amente( La densidad del !as Amolar es dos la del !as ,de%lalos est.n laa relacin la mismadetemperatura( +ue laA masa del #eces !as A es la mitad deldos !as!ases ( Calcula las presionesSedesabe los !ases % ( Solucin pAp / 10.18) Se tiene una me8cla de ', mol de di6ido de carbono: *,7 ! de Fidr!eno: 2,7*'7 */ .tomos de Felio % 7,* =! de mon6ido de carbono en un recipiente cerrado de #olumen V a una temperatura ) e$erciendo una presin de '127 mmH!( Calcula la presin parcial de cada !as en la me8cla( Solucin pC* '7/, mmH!: pH* 47,* mmH!: pHe 47*, mmH!: pC 13,'' mmH! 10.19) En un recipiente se me8cla una cantidad f de di6ido de carbono !aseoso con 1 ! de Felio !aseoso en un recipiente cerrado de #olumen desconocido % a una temperatura tambi;n desconocida( Sí la presin parcial del di6ido de carbono es el doble de la del Felio en el recipiente \Cu.nto #ale f en !ramos] Masas atmicas C '* '2 He / Solucin ''7 ! 10.20) Se reco!en sobre a!ua, e6actamente, 177 mL de nitr!eno a *1 qC % 311 mmH!( El !as est. saturado con #apor de a!ua( Calcula el #olumen +ue ocuparía el nitr!eno seco en condiciones normales( Presin de #apor del a!ua a *1 qC #ale *,4 mmH!( Solucin //7,3 mL 10.21) Un !as seco ocupaba '73 mL en condiciones normales( Si se reco!iese esta misma masa de !as sobre a!ua a * qC % a una presin total de 3/1 mmH! \Qu; #olumen ocuparía] La presin de #apor del a!ua a * qC es de *' mmH!( Solucin '*',34 mmH! presin de #apor de a!ua a 47 qC es 11 mmH!( Una #asi$a de '77 mL contenta o6í!eno saturado de a!ua a 47 qC, siendo la presin total del !as 327 mmH!( El contenido de la #asi$a se trans"iri mediante una bomba a otra de 17 mL a la misma temperatura( a) \Cu.les ser.n las presiones parciales del o6í!eno % del #apor de a!ua b) \Cu.l ser. la presin total en el estado de e+uilibrio "inal] Nota8 Desprecia el #olumen de a!ua +ue se pueda condensar( 10.22) La Solucin a> pH* 3'7 mmH!: p* 4'7 mmH!: b> p) '1*7 mmH!: una me8cla !aseosa compuesta por un n?mero i!ual de !ramos de *CH2 % C*, la presin parcial del C*H2 es ** mmH! \Cu.l es la presin parcial del C *] Solucin '1 mmH! 10.24) Se Fan introducido ',' ! de C* en un "rasco de ' L +ue contenía una cierta cantidad de o6í!eno !aseoso( Se calent el "rasco Fasta '77 qC % se #io +ue la presin era de 4'1 mmH!( -o se dio en su interior nin!una reaccin +uímica( Calcula la masa de o6í!eno +ue Fabía en el "rasco( Solucin 7,* ! 10.25) Una me8cla de o6í!eno e Fidr!eno !aseosos se Falla encerrada en un recipiente a la temperatura de *3 qC % a una presin de ',1 atm( Al eliminarse el o6í!eno la presin disminu%e Fasta 7,1 atm % la masa del recipiente % su contenido es de '2 ! menos +ue su masa ori!inal( Calcula a> El #olumen del recipiente( b> La masa del Fidr!eno( c> La "raccin molar de cada !as en la me8cla ori!inal( Solucin a> '*, L: b> 7,1 !: c> fH* 7,: d> f* 7,3 10.26) Se desea preparar una me8cla !aseosa +ue consista de 1G en moles de butano <C /H'7 > % 51G en moles de ar!n( Se llena un recipiente con !as butano Fasta +ue la presin es de ' atm( Se pesa entonces el recipiente % se introduce cierta cantidad m <en !ramos> de !as ar!n( El #olumen del recipiente es de /7 L % la operacin se reali8a a *1 qC( Calcula la masa de ar!n necesario para la preparacin de la me8cla de la composicin deseada, % la presin total de la me8cla "inal( Solucin '*4,4 ! Ar 10.27) Un matra8 de ' L contiene, a 7 qC, cantidades e+uimolares de - * !aseoso % -*/ !aseoso( Si la masa total de !ases en el matra8 es ',27 !, calcula la presin total( Solucin 7,132 atm 10.28) A una temperatura dada, '*,7 ! de mon6ido de carbono Fan sido introducidos en un recipiente #acío, % en un se!undo recipiente se Fan introducido /7,7 ! de CH/( La presin del mon6ido de carbono en el recipiente era de 477 mmH! % la del CH/ de 277 mmH!( Calcula la relacin +ue e6iste entre los #ol?menes de ambos recipientes( Solucin #CH/ #C 3,33 10.29) Si se necesitan 7,*77 ! de Fidr!eno para llenar un !lobo Fasta un cierto tama`o a *7 qC, \cu.ntos !ramos se necesitar.n para in"larlo Fasta el mismo tama`o a 7 qC] Se supone +ue la elasticidad del !lobo es la misma a los *7 qC +ue a los 7 qC( Solucin 7,'5 ! 10.23) En 10.30) Un "rasco cerrado, a una temperatura dada, contiene una me8cla de ,*7 ! de CH/: 3,7 ! de C % '5,4 ! de C*( La presin parcial del CH/ es de */7 mmH!( Calcula la presin parcial del C % la presin total de la me8cla de los tres !ases( Solucin pC 77 mmH!: p) '747 mmH! Reacciones en estado !aseoso Gases en condiciones norma%es de!( p 3" mo% ocupa &&(. L4 ''('> Cuando se +uema propano, CH4 <!>, en atms"era de o6í!eno se "orman di6ido de carbono !aseoso % a!ua lí+uida como productos de la reaccin( Si se +ueman *,/ mol de CH4 <!> en e6ceso de o6í!eno, \Cu.ntos litros de di6ido de carbono se "ormar.n, si son medidos en condiciones normales]( Solucin '2','4 L ''(*> En un recipiente de #olumen V % a una temperatura ) se tiene una me8cla de propeno <CH2> e Fidr!eno, cu%a presin total es de 7,2 atm( Se Face reaccionar la me8cla en presencia de platino <catali8ador> produci;ndose propano <CH4>, obser#.ndose +ue la presin total "inal "ue de 7,1 atm( a) E6plica en "uncin de las relaciones este+uiom;tricas si la reaccin "ue completa( b) Determina la presin % la "raccin molar del producto en la me8cla "inal( Solucin a> no "ue completa: b> 7,* ''(> Cuando se +uema C/H'7 en un e6ceso de * se produce la si!uiente reaccin C/H'7 <!> X * <!> → C* <!> X H*<l> ''(/> ''(1> ''(2> ''(3> a>\Cu.ntos de C/H'7] litros de o6í!eno medidos en condiciones normales se necesitar.n para +uemar 2,7 ! b>\Cu.ntos litros de C* medidos en condiciones normales se "ormar.n] Solucin a> 57,* L: b> 11,1 L \Cu.ntos litros de o6í!eno se necesitan para +ue reaccionen totalmente '3 L de Fidr!eno !aseoso, medidos ambos !ases a las mismas condiciones de presin % temperatura] Solucin 4,1 L Un #olumen de 21,7 L de !as propano, CH4, medidos en condiciones normales, "ue +uemado completamente "orm.ndose di6ido de carbono % a!ua( \Cu.ntos moles de di6ido de carbono se "ormaron] Solucin 4,3 mol \Cu.ntos litros de o6i!eno medidos en condiciones normales se necesitar.n para la preparacin de '77 ! de P/'7 a partir de "s"oro elemental] Solucin 5,/ L Reco%ecci+n de !ases so/re a!ua * presi+n de 6apor de% a!ua \Cu.ntos !ramos de Cl <s> deben descomponerse en Cl<s> % * <!> para producir ' L de o6í!eno reco!ido sobre a!ua a '3qC % una presin atmos";rica de 377 mmH!( Presin de #apor de a!ua a '3qC '/,/ mmH!( Solucin ,' ! ''(4> Una #asi$a de *7 L contiene una me8cla de ' mol de o6í!eno % ' mol de Fidr!eno a *3qC( Cuando se in"lama la me8cla mediante una cFispa, la reaccin de "ormacin de a!ua contin?a Fasta su terminacin( El sistema es en"riado posteriormente Fasta *3qC( \Cu.l es la presin "inal dentro de la #asi$a a la temperatura "inal de *3qC, sabiendo +ue la presin de #apor del a!ua a *3C alcan8a un m.6imo de *2,3 mmH!] Solucin 7,2'1 atm ''(5> Calcula la masa, en !ramos, de di6ido de man!aneso % el #olumen de solucin de .cido clorFídrico de densidad ','* !mL % /7G en masa +ue se necesitan para producir *7,7 L de cloro !aseoso reco!ido sobre a!ua a ' atm % *3qC, usando la si!uiente ecuacin di6ido de man!aneso<s> X .cido clorFídrico<ac> → cloro<!> X a!ua<l> X Mn*X<ac> p# del a!ua a *3qC *2,3 mmH!( Solucin 23,42! Mn* % *1/ mL de HCl ''('7> ''(''> ''('*> ''('> Reacciones en condiciones di6ersas Una me8cla de metano <CH/> % acetileno <C*H*> ocupaba cierto #olumen a una presin total de 2 mmH!( La muestra "ue +uemada a di6ido de carbono % a!ua: slo se reco!i el di6ido de carbono % se encontr +ue su presin era de 52 mmH! en el mismo #olumen % a la misma temperatura de la me8cla ori!inal( \Qu; "raccin molar del !as era metano] Solucin 7,/4 Una me8cla de CS* !aseoso % un e6ceso de o6í!eno est. contenida dentro de un recipiente a '*3qC % e$erce una presin total de ,*4 atm( Cuando se +uema la me8cla mediante una cFispa el;ctrica todo el CS* se o6ida a C* % S*( La presin de la me8cla "inal en el recipiente es de *,2* atm a '*3qC( Calcula la "raccin molar del CS* +ue Fabía en la me8cla ori!inal( Solucin 7,*7' Una me8cla de C % S +ue pesaba '* !, al +uemarse en el aire dio una me8cla de C * % S* en la cual la presin parcial del C* era la mitad de la presin parcial del S *( \Cu.ntos !ramos de carbono Fabía en la me8cla] Solucin ',45 ! En un recipiente cerrado de '7 L se tiene una masa desconocida de -H /HS slido a la temperatura de *1 qC( La temperatura se ele#a Fasta 77 qC % el slido se descompone totalmente, se!?n la si!uiente ecuacin -H/HS <s> → -H <!> X H*S <!> Los productos de la reaccin e$ercen una presin de '7 atm( \Cu.ntos !ramos de -H/HS se colocaron en el recipiente] Solucin 1/,*3 ! ''('/> Un recipiente de /,' L de capacidad se llena con etano !aseoso <C*H2> a '*3 qC, % a una presin de * atm( tro recipiente de 1,5 L de capacidad se llena con !as o6í!eno a '*3 qC pero a la presin de *,34 atm( Al conectar los dos recipientes los !ases se me8clan( Lue!o al Facer saltar una cFispa, se produce la si!uiente reaccin C*H2 <!> X * <!> → C* <!> X H* <!> Si la temperatura es constante a '*3qC , calcula a> La presin total antes de producirse la reaccin en el #olumen total ocupado por la me8cla( b> La presin total % la presin parcial de cada !as presente despu;s de producirse la reaccin( Solucin a> *,/2 atm: b> pC *H2 7,2 atm: pC* 7,5* atm: pH* ',/' atm: p) *,25 atm ''('1> Un matra8 de ' L contiene, cantidades e+uimolares de - * % -*/ !aseosos a 7 qC( Si la masa total de !ases en el matra8 es ',27 !, calcula la presin total( Solucin 7,13 atm ''('2> Se tiene una me8cla !aseosa de Fidr!eno, o6í!eno % Felio en un recipiente de L a 7,4* atm de presin % a *3 qC de temperatura( Se Face saltar una cFispa % se "orman 7,'4 ! de a!ua lí+uida se!?n la si!uiente ecuacin H* <!> X * <!> → H* <l> Lue!o el e6ceso de o6í!eno se Face reaccionar completamente con una cinta de ma!nesio se!?n la si!uiente ecuacin M! <s> X * <!> → M! <s> La presin "inal resulta ser de 7,2'1 atm a *3 qC( Calcula las presiones parciales de Fidr!eno, o6í!eno % Felio en la me8cla ori!inal( Nota8 Desprecia el #olumen del M! % del H * Solucin a> pH* 7,74* atm: p* 7,'* atm: pHe 7,2'1 atm ''('3> El etileno etano !aseoso reacciona con Fidr!eno !as en presencia de un catali8ador de platino "ormando <C*H<C2>*Hde/> acuerdo con C*H/ <!> X H* <!> → C*H2 <!> Una me8cla de etileno e Fidr!eno, de la cual slo se sabía +ue contenía m.s moles de Fidr!eno +ue de etileno, tenía una presin de 1* mmH! en un #olumen desconocido( Despu;s de concluida la reaccin la presin "ue de / mmH! en el mismo #olumen % a la misma temperatura( \Qu; "raccin de %as mo%7cu%as de la me8cla ori!inal era de etileno] Solucin 7,1 Di,usi+n * e,usi+n 3GraFam4 H eoría cin7tica ''('4> Un !as desconocido di"unde a una #elocidad de '2 L por minuto a tra#;s de un ori"icio FecFo en un recipiente cerrado( La #elocidad de di"usi2n del o6í!eno es de */ L por minuto en las mismas condiciones del !as desconocido( Calcula la masa molecular del !as desconocido( Solucin 3* !mol ''('5> Un cierto #olumen de o6í!eno di"unde a tra#;s de un pe+ue`o ori"icio en /7 minutos( \Cu.nto tiempo tardar. en di"undir el mismo #olumen de metano <CH /> ba$o las mismas condiciones ]( Solucin *4, min ''(*7> Los si!uientes !ases Fan podido di"undirse a tra#;s de un mismo tabi+ue poroso a la misma temperatura % presin /,* L de C*: 1,7 L de HCl % 2,7 L de H9( \Cu.l de ellos emplear. m.s tiempo en atra#esar el tabi+ue poroso] \Cu.l lo Far. en menor tiempo] ''(*'> Determina la relacin entre la #elocidad de di"usin del Fidr!eno % la #elocidad de di"usin del Felio a la misma temperatura( Solucin √2 ''(**> \Cu.l de los si!uientes !ases tendr. ma%or ener!ía cin;tica promedio] a> o6í!eno a *1 qC b> Fidr!eno a *3 c> di6ido de carbono a 71 Solucin el di6ido de carbono ''(*> En una ca$a se tienen encerradas un !ran n?mero de mol;culas !aseosas tal como se muestra a continuacin Posteriormente, a temperatura constante, se remue#e la pared central de la ca$a obteni;ndose la si!uiente situacin E6plica +u; sucede con la #elocidad media % con la "recuencia de cFo+ues de las mol;culas( Solucin la #elocidad media permanece constante( La "recuencia de cFo+ues disminu%e( ''(*/> Se introduce una me8cla constituida por /,*7 ! de !as nitr!eno % ,*7 ! de !as o6í!eno en un recipiente +ue contiene un lí+uido desconocido a *3 qC( Determina la presin de #apor del lí+uido a esa temperatura sabiendo +ue el #olumen % la presin de la "ase !aseosa son 3,2 L % 377 mmH!, respecti#amente( Solucin 41 mm H! ema "&( "' * ".# Estado %í)uido( cam/ios de ,ase * diso%uciones idea%es G%osario Tapor# Vapor <estado> a+uel !as +ue se puede condensar por presuri8acin a temperatura constante o por en"riamiento a presin constante( E6aporaci+n# Al proceso "ísico en sí, +ue trata del cambio de estado, de lí+uido a !aseoso en el cual una sustancia se puede separar de otra por su punto de ebullicin( Presi+n de 6apor# La presi+n de 6apor es la presin de la "ase !aseosa o #apor de un slido o un lí+uido sobre la "ase lí+uida, para una temperatura determinada, en la +ue la "ase lí+uida % el #apor se encuentra en e+uilibrio din.mico: su #alor es independiente de las cantidades de lí+uido % #apor presentes mientras e6istan ambas( Este "enmeno tambi;n lo presentan los slidos: cuando un slido pasa al estado !aseoso sin pasar por el estado lí+uido <proceso denominado s$7)imación o el proceso in#erso llamado *eposicitación o s$7)imación in'ersa> tambi;n Fablamos de presin de #apor( En la situacin de e+uilibrio, las "ases reciben la denominacin de %í)uido saturado % 6apor saturado( Punto de e/u%%ici+n# El punto de e/u%%ici+n es a+uella temperatura en la cual la materia cambia de estado lí+uido a !aseoso, es decir se ebulle( E6presado de otra manera, en un lí+uido, el punto de ebullicin es la temperatura a la cual la presin de #apor del lí+uido es i!ual a la presin del medio +ue rodea al lí+uido(' En esas condiciones se puede "ormar #apor en cual+uier punto del lí+uido( Punto de con!e%aci+n# El punto de con!e%aci+n de un lí+uido es la temperatura a la +ue dicFo lí+uido se solidi"ica debido a una reduccin de temperatura( El proceso in#erso se denomina punto de "usin( Con!e%aci+n# La con!e%aci+n es una "orma de conser#acin +ue se basa en la solidi"icacin del a!ua contenida en ;stos( Le* de Raou%t# La Le* de Raou%t establece +ue la relacin entre la presin de #apor de cada componente en una solucin ideal es dependiente de la presin de #apor de cada componente indi#idual % de la "raccin molar de cada componente en la solucin( Propiedad co%i!ati6a# Son a+uellas propiedades de una disolucin +ue dependen ?nicamente de la concentracin <!eneralmente e6presada como concentracin molar, es decir, de la cantidad de partículas de soluto por partículas totales, % no de la naturale8a o tipo de soluto>( Presi+n osm+tica# puede de"inirse como la presin +ue se debe aplicar a una solucin para detener el "lu$o neto de disol#ente a tra#;s de una membrana semipermeable Descenso de% punto de con!e%aci+n#Se conoce como descenso criosc+pico o depresi+n de% punto de ,usi+n a la disminucin de la temperatura del punto de con!elacin +ue e6perimenta una disolucin respecto a la del disol#ente puro( Aumento de% punto de e/u%%ici+n# El aumento o ascenso e/u%%osc+pico es el aumento del punto de ebullicin +ue e6perimenta un disol#ente puro, al "ormar una disolucin con un soluto determinado( La ma!nitud del ascenso ebulloscpico, ∆)b, se obtiene al calcular la di"erencia entre la temperatura de ebullicin de la disolucin % del disol#ente puro, )b % )bk respecti#amente ∆)b )b _ )bk E9ercicios resue%tos '( La presin de #apor sobre el a!ua pura a '*7C es '/47 mmH!( Si se si!ue la Le% de 0aoult \Que "raccin de etilen!licol debe a!re!arse al a!ua para reducir la presin de #apor de este sol#ente a 327 mmH!] Solucin La "raccin molar de etilen!licol +ue se debe a!re!ar al a!ua para +ue la solucin resultante presente una presin de #apor de 327 mmH! es de 7,/42 *( Calcular la reduccin en la presin de #apor causada por la adicin de '77 ! de sacarosa <masa molar /*> a '777 ! de a!ua( La presin de #apor de a!ua pura a *1C es *,25 mmH!( Solucin La disminucin de la presin de pa#or +ue se produce al a!re!ar '77 ! de sacarosa a '777 ! de a!ua es de 7,'*1 mmH!( ( La presin de #apor del a!ua pura a una temperatura de *1C es de *,25 mmH!( Una solucin preparada con 1,1 ! de !lucosa en 17 ! de a!ua tiene una presin de #apor de *,/* mmH!( Suponiendo +ue la Le% de 0aoult es #.lida para esta solucin, determine la masa molar de !lucosa( Calculo de la "raccin molar de la !lucosa f Solucin La masa molar de !lucosa es '33,/* <masa molar real de !lucosa es '47> /( A una temperatura de *2C, la presin de #apor del a!ua es *1,*' mmH!( Si a esta temperatura se prepara una solucin *,* molal de un compuesto no electrolito, no #ol.til( Determinar la presin de #apor de esta solucin suponiendo comportamiento ideal( Solucin La presin de #apor de la solucin *,* molal es */,*7 mmH!( 1( Una solucin de cloruro de calcio <CaCl *> "ue preparada disol#iendo *1 ! de esta sal en 177 ! de a!ua( Cu.l ser. la presin de #apor de la solucin a 47C, sabiendo +ue a esta temperatura el cloruro de calcio se comporta como un electrolito "uerte % +ue la presin de #apor del a!ua es 11,'7 mmH! <masa molar de cloruro de sodio es ''' !mol % del a!ua es '4 !mol>( Pro/%emas Cam/ios de $ase '*('> A la temperatura de 7 qC se tienen los lí+uidos A, % C cu%as presiones de #apor son 77 mmH!, '17 mmH! % *7 mmH!, respecti#amente( Con base en estos #alores determina a) \Cu.l de ellos presenta ma%or punto de ebullicin] b) En cu.l de los lí+uidos Fa% menor "uer8a de atraccin intermolecular] Solucin a> : b> A '*(*> De acuerdo con la si!uiente tabla Punto de e/u%%ici+n norma% Lí)uido 3@C4 H* '77 CH*H CCH *H1 C*H1 27 \Cu.l de los %í)uidos presenta ma%or presin de #apor a /7 qC] o9o < > Solucin A /7C el ;ter etílico <C*H1C*H1> %a no es un lí+uido, por lo +ue la ma%or presin de #apor corresponder. al etanol <CHCH*H> '*(> Se tienen dos recipientes id;nticos abiertos +ue contienen i!ual cantidad en moles de a!ua % etanol lí+uidos( \En cu.l de ellos ser. m.s r.pida la e#aporacin] E6plica( Solucin en el etanol Dia!ramas de ,ases '*(/> Dado el si!uiente dia!rama de "ases para el a!ua a) E6plica las #ariaciones ener!;ticas +ue ocurren a lo lar!o del recorrido isob.rico desde A Fasta B( E6plica las #ariaciones ener!;ticas +ue se suceden a lo lar!o del recorrido isot;rmico desde C Fasta D( c) \Qu; puede Facerse para +ue el a!ua lí+uida, inicialmente a *7 qC, se con!ele] D; dos respuestas distintas( '*(1> Dado el si!uiente dia!rama de "ases para una sustancia pura b) T [K] a> Determina el punto de ebullicin normal % el punto de con!elacin normal de la sustancia( b> \Qu; ocurre con respecto al punto de sublimacin normal] Discute en clases la relacin entre el punto de sublimacin normal % los puntos de ebullicin % con!elacin normales( c> 0eporte los #alores, apro6imados, del punto triple % describa esa situacin( d> Describa los cambios +ue ocurren cuando se Face el recorrido ABC( e> E6plica cu.l "ase se "a#orece cuando se modi"ica la presin <aumento o disminucin> desde el punto D en "orma isot;rmica( Solucin a>)eb } 4C:)con! } *7 C b> )}'3C: P } 7,2atm '*(2> 0eali8a la representacin !r."ica del dia!rama de "ase del di6ido de carbono utili8ando los si!uientes datos Situaci+n Presi+n 3atm4 emperatura 3@C4 Punto triple 1,'' 12,/ Punto crítico 3,7 ',' Sabiendo adicionalmente +ue la temperatura de "usin a la presin crítica es 1/,7 qC a> Indi+ue en el !r."ico las 8onas +ue corresponden a cada una de las tres "ases( b> Indi+ue en el !r."ico la temperatura normal de sublimacin del di6ido de carbono( c> Determina el inter#alo de temperaturas entre las cuales puede ocurrir la ebullicin del di6ido de carbono( d> Describa el punto crítico, \cu.l es el estado de a!re!acin de la sustancia en ese punto] Solucin c> El inter#alo entre _12,/ qC % ',' qC: d> Los in"initos puntos +ue con"orman la cur#a +ue separa la 8ona del slido de la 8ona del lí+uido( Punto triple Est.n en e+uilibrio simult.neo las tres "ases( Punto crítico )emperatura por encima de la cual la "ase lí+uida no es distin!uible de la "ase !aseosa, % el comportamiento de la sustancia posee a la #e8 propiedades de los lí+uidos % de los !ases( DERECHOS RESERVADOS 2011 por Escuela de Química UCV Ciudad Universitaria, Caracas. 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