ESTEQUIOMETRÍA
Y SOLUCIONES:
Recordar: todo cálculo químico debe estar
sustentado sobre una reacción química; por lo tanto no se aceptarán cálculos
aislados (sin la correspondiente reacción).
A.-
ESTEQUIOMETRÍA.
1.
¿Cuántas
moles de moléculas de hidrógeno, se necesitan para reaccionar totalmente con 3
moles de moléculas de nitrógeno? (Reacción de formación de amoníaco).
Rta. 9 moles de moléculas de hidrógeno.
2.
¿Cuántas
moles de moléculas de oxígeno se necesitan para obtener 4 moles de moléculas de
óxido nitroso?
Rta. 6 moles de moléculas.
3.
¿Cuántos
gramos de ácido nítrico se necesitan para reaccionar totalmente con 20 g de
hidróxido de sodio?
Rta. 31.5 g.
4.
¿Cuántas
moles de moléculas, gramos y litros de hidrógeno en CNPT se obtienen al hacer
reaccionar 130 g de zinc con 150 g de ácido clorhídrico?
Rta. 2 moles de moléculas, 4 g y
44,8 l.
5.
Se
hacen reaccionar 120 g de carbonato de calcio con 73 g de ácido clorhídrico.
¿Cuántas moles de molécula y litros de dióxido de carbono se obtienen en CNPT?
Rta. 1 mol de moléculas y 22.4 l.
6.
¿Qué
cantidad de ácido sulfúrico se necesitan para que reaccione totalmente con 200
g de hidróxido de sodio al 80 % de pureza? ¿Cuántas moles de moléculas de sal
se obtienen?
Rta.
196 g de ácido sulfúrico, 2 moles de moléculas de sal.
7.
Determinar
el volumen de oxígeno en CNPT que se desprende por calcinación de 98 g de
clorato de potasio al 50 % de pureza.
Rta. 13.4 l.
8.
Se
hacen reaccionar 228 g de sulfuro ferroso que contienen 25 % de impurezas con
200 ml de una solución de ácido clorhídrico al 36,5 % P/V. ¿Qué volumen de sulfuro de hidrógeno en
CNPT se obtiene?
Rta. 22.4 l.
9.
Se
hace reaccionar sulfito de sodio que contiene 10 % de impurezas con 73 ml de
ácido clorhídrico al 20 % m/V.
Calcular: a) ¿Qué masa de sulfito de sodio impuro reacciona?
b)
¿Cuántos g, moles de moléculas y litros de dióxido de azufre se obtienen en
CNPT?
Rta. a) 28 g; b) 12.8 g, 0.2 mol de moléculas
y 4.48 l.
10.
¿Qué
cantidad de dióxido de carbono expresada en masa y en volumen será necesaria
para precipitar (como carbonato de calcio), 100 g de óxido de calcio al 80 % de
pureza?
Rta. 62.857 g; 32 l.
11.
¿Cuál
será la pureza de un cloruro de sodio, si a partir de 6 g de él (en solución
acuosa), se obtienen 3,5 g de cloro?
Rta. 96,6 %.
12.
Al
hacer reaccionar 448 ml de una solución de hidróxido de potasio con exceso de
carbonato de amonio al 80 % de pureza se obtuvo 6.8 g de amoníaco. Calcular:
a)
¿Cuál
es la concentración en % m/V del hidróxido de potasio?
b)
¿Qué
masa de carbonato de amonio al 80 % de pureza se utilizó?
Rta.
a) 5 %; b) 24 g.
13.
¿Cuál
sería la pureza de un carbonato de potasio, si al consumirse 30 g del mismo por
reacción con 80 ml de ácido clorhídrico al 30 % m/V se obtuvieron 8.8 g de
dióxido de carbono?
Rta. 92 %.
14.
Una
muestra de 162.5 g de zinc al 80 % de pureza se trata con ácido clorhídrico.
Calcular qué volumen de hidrógeno se produce:
a) en CNPT; b) a 27 ºC y 896 mm Hg.
Rta. a)
44.8 l; b) 41 l
B.-
SOLUCIONES.
1.
¿Qué
cantidad de soluto estará presente en 1 ml de solución al 3 % P/V? Expresar el resultado en mg/ml.
Rta. 30 mg.
2.
a)
Calcular la masa en gramos de un mol de
equivalente de hidróxido de sodio. Justificar la respuesta.
B) ¿Cuántos
g de hidróxido de sodio estarán disueltos en 2 l de solución 1 N?
Rta. a) 40 g; b) 80 g
3.
a)
Calcular la masa (en g y en mg) de un mili equivalente (1 meq) de ácido
clorhídrico.
b) Calcular la
masa en g de medio mol de equivalente de ácido clorhídrico.
c) ¿Cuántos g de
ácido clorhídrico puro hace para preparar 5 l de solución 0.5 N?
Rta. a) 0.0365 g, 36.5 mg; b) 18.25 g; c)
91.25 g
4.
Calcular
la concentración normal y molar de una solución de ácido sulfúrico al 25 % P/V.
Rta. 5.1 N; 2.55 M.
5.
Calcular
el número de mili moles y mili equivalentes presentes en 10 ml de solución
ácido sulfúrico M/100.
Rta. 0.1
mmoles (mili mol); 0.2 meq (mili equivalente).
6.
Una
solución contiene 300 meq de hidróxido de calcio en 250 ml. Calcular su M y N.
Rta. 1.2 N; 0.6 M
7.
Una
solución de ácido sulfúrico es 0.4 N. ¿Cuál será su M?
Rta. 0.2 M.
8.
Se
disuelven 1.8 g de una base cuya fórmula es P (OH)2 (cuyo peso molecular es 36 g), en 300 ml de
solución. Calcular su M y N.
Rta. 0.167 M; 0.333 N.
9.
¿Qué
volumen de una solución de sulfato de sodio N/4 se podrá preparar con 7.1 g
sulfato de sodio al 50 % de pureza?
Rta. 200 ml.
10.
Calcular
la concentración en % m/V y M de las soluciones concentradas de los siguientes
reactivos:
a)
Ácido
sulfúrico al 98 % P/P, δ = 1.84 g/ml. Rta. 180 % m/V; 18 M.
b)
Ácido
fosfórico al 80 % P/P, δ = 1.65 g/ml. Rta. 132 % m/V; 14 M.
c)
Hidróxido
de amonio al 20 % P/P, δ = 0.93 g/ml. Rta. 18.6 % m/V; 5.31 M.
11.
¿Cuántos
meq de ácido sulfúrico existen en:
a)
2 ml
de solución de ácido sulfúrico 15 N; b) 50 ml de solución de ácido sulfúrico
N/4.
Rta.
a) 30 meq.; b) 12.5 meq.
12.
Una
disolución contiene 75 mg de cloruro de sodio por cada ml. ¿Hasta qué volumen debe diluirse para dar una disolución
de concentración 15 mg/ml?
Rta. Cada ml de solución debe llevarse a 5
ml.
13.
Calcular
el volumen aproximado de agua que debe añadirse a 250 ml de una disolución 1.25
N, para hacerla 0.5 N.
Rta. 375 ml.
14.
Al
valorar ácido clorhídrico se necesitan 22.5 ml del mismo, para neutralizar 25 ml de disolución de
carbonato de sodio 0.1 N. Calcular la N del ácido clorhídrico.
Rta. 0.111 N.
15.
¿Qué
volumen de ácido sulfúrico 5 N se necesita para neutralizar una disolución que
contiene 2.5 g de hidróxido de sodio?
Rta. 12.5 ml.
16.
Expresar
en distintas unidades la concentración de una solución de hidróxido de sodio
que contiene 500.4 g/l. La densidad
relativa de la misma es 1.3906 g/ml.
Rta. 50.04 % m/V; 35.98 % m/m; 12.51 M; 12.51
N.
17.
Ídem
para una solución de ácido sulfúrico de
concentración 1512 g/l; δ = 1.7786 g/ml.
Rta. 151.2 % m/V; 85.01 % m/m; 15.43 M; 30.86 N.
18.
Ídem
para una solución de ácido clorhídrico al 20 % P/P; δ = 1.098 g/ml.
Rta. 21.96 % m/V; 219.6 g/l; 6.016 M; 6.016 N.
19.
Ídem
para una solución de ácido fosfórico del 90 % P/P; δ = 1.746 g/ml.
Rta. 157.14% m/V; 1571.4 g/l;16.03 M; 48.10 N
20.
Ídem
para una solución de ácido fosfórico, cuya densidad es 1.7550 g/ml. En tabla
figuran los siguientes valores:
1628 g/l
--------------------- δ= 1.770
g/ml
1571 g/l
--------------------- δ = 1.746
g/ml
Rta. 1592.4 g/l; 159.24 % m/V; 90.735 %m/m:
16.25 M; 48.75 N
21.
Preparar
1 l de solución de ácido sulfúrico 0.1 N, partiendo de un ácido cuya δ = 1.8361
g/ml. a) Hallar la concentración del
ácido de laboratorio expresado en g/l. b) calcular los g de ácido sulfúrico
necesarios. c) calcular los ml de ácido concentrado que contienen la masa
calculada en el ítem anterior.
Rta. 1731.8 g/l ; b) 4.9 g; c) 2.829 ml.
22.
Preparar
2 l de solución de ácido clorhídrico 0.2 N a partir del ácido de densidad 1.1783 g/ml. calcular: a) La concentración de la solución
de laboratorio; b) la masa de ácido necesaria; c) el volumen en el que está
contenida la masa calculada en b.
23.
La
solución del problema anterior se titula con 10 ml de una solución de carbonato
de sodio patrón 0.2 M, gastándose 12 ml de ácido. Calcular la normalidad del ácido;
y, en caso de no corresponder a la especificación pedida, realizar la
corrección.
24.
Se
ha preparado una solución de hidróxido de sodio aproximadamente 0.1 N. al
valorar 10 ml de la misma con ácido clorhídrico 0.1 N, se consumen 11.5 ml de
ácido. Calcular la N del hidróxido de sodio y corregir la solución.
25.
10
ml de una solución patrón de carbonato de sodio 0.2 N se neutralizan con 12.1
ml de ácido sulfúrico. Calcular la N del ácido y corregirla a 0.2 N.
26.
Preparar
1 l de sol. de HCl 0.2 N, partiendo de un ácido de laboratorio de δ = 1.1430
g/ml. Calcular: a) la concentración del ácido de laboratorio en g/l; b) la masa
de ácido necesaria para preparar la solución pedida; c) el volumen del ácido de
laboratorio que contiene la masa anterior.
27.
Preparar
2 l de sol. de NaOH 0.1 N, partiendo de una lejía de laboratorio de δ = 1.4750
g/ml. Calcular: a) la concentración de la lejía de laboratorio en g/l; b) la
masa de hidróxido de sodio necesaria; c) el volumen de solución que contiene la
masa anterior.
VELOCIDAD DE REACCIÓN:
VELOCIDAD DE REACCIÓN:
EQUILIBRIO
QUÍMICO:
1.
En
un matraz de reacción de 5 l se introducen 0.625 moles de N2O4(g)
y se alcanza el equilibrio el NO2(g) a cierta temperatura cuando la
concentración de N2O4(g) es 0.075 M. Calcular la
constante de equilibrio a la temperatura de la experiencia para la reacción:
2
NO2(g) ------------------ N2O4(g)
Rta.:7.5 l/mol.
2.
Un
mol de PCl5(g) se introduce en un recipiente de 10 l. Hallar la
constante del equilibrio de disociación del PCl5(g) en PCl3(g) y Cl2(g) si este equilibrio se alcanza a cierta
temperatura cuando sólo quedan 0.30 moles de
PCl5(g).
Rta.: 0.163 moles/l
3.
De
2,86 moles de cloruro de hidrógeno gaseoso y 1 mol de hidrógeno gaseoso
encerrados en un matraz de reacción de 12 l quedan 1,30 moles de cloruro de
hidrógeno gaseoso cuando se alcanza el equilibrio de disociación del mismo en
hidrógeno y cloro gaseosos a cierta temperatura. Hallar la constante de
disociación citada.
Rta.: 0.825
4.
Calcular
las concentraciones de yoduro de hidrógeno gaseoso, hidrógeno gaseoso e yodo
gaseoso presentes a 448º C en el equilibrio de disociación del yoduro de
hidrógeno gaseoso, sabiendo que se partió de 0.5 moles de yodo gaseoso y 0.5
moles de hidrógeno gaseoso que se introdujeron en un matraz de reacción de 10 l
y que la constante de disociación del yoduro de hidrógeno gaseoso a dicha
temperatura es 0.020.
Rta.: [HI]= 0.076 M; [H2]= [I2]= 0.012
M
5.
Una
mezcla gaseosa encerrada en un matraz de 1 l está constituida inicialmente por
7.94 moles de hidrógeno gaseoso y 5.30 moles de yodo gaseoso. Se calienta a
445º C, con lo que se establece el equilibrio cuando se han formado 9.52 moles
de yoduro de hidrógeno gaseoso. Calcular la constante de equilibrio.
Rta.: 52.8
6.
En un
recipiente de 4 l se colocan 0.92 moles de amoníaco y 0.36 moles de nitrógeno.
En el equilibrio quedan 0.70 moles de amoníaco. Hallar la constante de
equilibrio para la disociación del amoníaco.
Rta.: 0.0021
7.
Una
vasija de reacción de un litro contenía 0.52 moles de hidrógeno y 0.26 moles de
oxígeno. Después de calentar a cierta temperatura se alcanzó el equilibrio
cuando se tenían 0.12 moles de agua gaseosa. Hallar la constante de equilibrio
para la reacción de síntesis de agua gaseosa.
Rta.: 0.45
8.
En un
recipiente de 5 l se introdujeron 1,80 moles de pentacloruro de fósforo a 250º
C. Calcular las concentraciones de las especies presentes en el equilibrio de
disociación del pentacloruro en tricloruro y cloro gaseoso, siendo Kc
= 0.042-
Rta.: [PCl5] = 0.256 M; [PCl3] = [Cl2]
= 0.104 M.
9.
Una
mezcla de 3 moles HI(g) y 2,50 moles de I2(g) se calienta
a 490ºC en una vasija de reacción de 8 l. hallar las concentraciones presentes
en el equilibrio de disociación de HI(g), siendo kc =
0.022 a dicha temperatura.
Rta.: [HI] =
0.715 M; [H2] = 0.0175 M; [I2] = 0.66 M.
10.
Dado
el sistema en equilibrio
4 HCl(g) + O2(g) ---------------- 2 Cl2(g) +
2 H2O(g)
Describir
razonadamente qué efecto producirá:
·
Añadir
HCl.
·
Aumentar
la temperatura (sabiendo que es exotérmica hacia la derecha).
·
Retirar
cloro.
·
Aumentar
el volumen del recipiente.
11.
Describir
qué efecto tendrá sobre el sistema:
2 H2(g) + O2(g) --------------- 2 H2O(g)
·
Enfriar,
sabiendo que es exotérmica hacia la derecha.
·
Añadir
agua.
·
Reducir
el volumen del recipiente.
12.
Dado
el sistema en equilibrio:
Cl2(g) + H2(g) -------------- 2 HCl(g)
Describir el efecto que sobre el mismo producirá:
·
Aumentar
la temperatura sabiendo que es exotérmica hacia la derecha.
·
Añadir
hidrógeno.
·
Aumentar
el volumen del recipiente.
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