Unidad 1. Actividades de autoevaluación

Actividad 1

En la erupción de los volcanes se emiten grandes cantidades de sulfuro de hidrógeno H₂S, gas que reacciona con el oxígeno O₂ del aire formándose agua H₂O y dióxido de azufre SO_2. Si 102 Kg. de H₂S reaccionan con 144 Kg. de oxígeno y se forman 54 Kg. de agua. ¿Cuántos Kg. se forman de SO₂?

Actividad 2

Una muestra de ácido ascórbico (vitamina C) preparada en el laboratorio contiene 90 g. de carbono y 120 g. de oxígeno. Otra muestra de vitamina C procedente de naranjas contiene 12,6 g. de carbono.

¿Qué cantidad de oxígeno contiene esta segunda muestra?

Actividad 3

Mediante un compresor se introducen en una bombona de 20 litros, 50 litros de aire medidos a la presión de 1 atm. Si la temperatura no varía ¿a qué presión está el aire en la bombona?

Actividad 4

Un neumático de un automóvil contiene aire a la presión de 1,3 atm. La temperatura del aire es 20 ºC. Después de recorrer unos cuantos kilómetros, debido al rozamiento de la rueda con el suelo, el aire del neumático se calienta a 50 ºC. Calcula la presión del aire en estas condiciones suponiendo que el volumen del neumático no varía.

Actividad 5

¿Qué volumen ocuparán 13,2 g. de CO₂, si la temperatura es 27 ºC y la presión 1.5 atm.?
Si esta misma cantidad de gas se encontrara a una temperatura de 127 ºC y a una presión de 4 atm. ¿Qué volumen ocuparía?

R = 0,082 atm.litro / K.mol, Masas atómicas: C: 12 y O: 16.

Actividad 6

Una determinada cantidad de gas nitrógeno N₂ ocupa un volumen de 875 cm³ a 27 ºC y una presión de 680 mm de Hg. ¿Cuántos gramos de N₂ hay? ¿Qué volumen ocupará esa misma cantidad de gas N₂ si se mide en condiciones normales?

Actividad 7

En un matraz de 2 litros de capacidad, en el que se ha hecho el vacío, se introducen 20 g. de acetona. Se calienta hasta 97 ºC. A esta temperatura toda la acetona está vaporizada y la presión en el interior del matraz es 5,23 atm. Calcula la masa molar de la acetona.

Actividad 8

En un recipiente de 10 litros se encierran 8,4 g. de gas N₂ y 8,8 g. de gas CO₂. Si esta mezcla de gases se mantiene a 27 ºC. Determina:

la presión parcial de cada gas
la presión total de la mezcla de gases.

Actividad 9

En un recipiente de 20 litros se introducen 12,8 g. de O₂ y una determinada cantidad de gas CO₂. Se eleva la temperatura a 127ºC y la presión total en el recipiente es 1,312 atm. Determina la presión parcial de cada gas y el número de moles de CO₂ que se han introducido en el recipiente.

Actividad 10

Determina la composición centesimal de las siguientes sustancias: CaCl₂, K₂CO₃, H₃PO₄ y CO₂.

Retroalimentación

1 mol de Ca tiene una masa de 40 g. 1 mol de Cl tiene una masa de 35,5 g.

1 mol de CaCl₂ tendrá: 40 + 2 · 35,5 = 111 g.

En 111 g. de CaCl₂ hay 40 g. de Ca, luego establecemos la proporción:

40 g Ca / 111g CaCl₂ = x / 100

x = 100 · 40 / 111 = 36,04% de Ca

Al ser un compuesto binario % de Cl = 100 − 36,04 = 63,96% de Cl.

1 mol de K → 39 g. 1 mol de C → 12 g. 1 mol de O → 16 g.

1 mol de K₂CO₃ → 2 · 39 + 12 + 3 · 16 = 138 g.

78 g de K / 138 g K₂CO₃ = x / 100

x = 100 · 78 / 138 = 56,52% de K

12 g de C / 138 g K₂CO₃ = x / 100

x = 100 · 12 / 138 = 8,7% de C

% de O = 100 − (56,52 + 8,7) = 34,78% de O

1 mol de H → 1 g. 1 mol de P → 31 g. 1 mol de O → 16 g.

1 mol de H₃PO₄ → 3 · 1 + 31 + 4 · 16 = 98 g.

31 g de C / 98 g H₃PO₄ = x / 100

x = 100 · 31 / 98 = 31,63% de P

3 g de H / 98 g H₃PO₄ = x / 100

x = 100 · 3 / 98 = 3,06% de H

% de O = 100 − (31,63 + 3,06) = 65,31% de O

1 mol de C → 12 g. 1 mol de O → 16 g.

1 mol de CO2 → 12 + 2 · 16= 44 g.

12 g de C / 44 g CO₂ = x / 100

x = 100 · 12 / 44 = 27,27% de C

% de O = 100 − 27,27 = 72,73% de O

Actividad 11

Una sustancia que se sabe que es un abono contiene un 60% de O, un 5% de H y el resto de N.

Determina su fórmula empírica.

Actividad 12

Una muestra de 40 g. de un gas formado por C y N, contiene 18,472 g. de C. Dos gramos de dicho gas ocupan 0,992 litros a 708mm de Hg y 20 ºC. Determina la fórmula molecular de dicho gas.

Retroalimentación

Masa de N = 40 − 18,472 = 21,528 g.

En primer lugar determinamos la fórmula empírica

C: 18,472 / 12= 1,539 1,539 / 1,538=1

N : 21,528 / 14= 1,538 1,538 / 1,538= 1

La fórmula empírica es CN y su masa molar 12 + 14 = 26 g.

Con los demás datos del problema, utilizando la ecuación general de los gases, hallamos la masa molar del compuesto.

p = 708 / 760 = 0,93 atm. T= 273 + 20 = 293 K

n = masa / Mm n = 2 / Mm

p · V = n · R · T

0,93 · 0,992 = (2 / M) · 0,082 · 293

Mm = 52

Masa molar = k x Masa molar fórmula empírica

52 = k · 26; k = 2

La fórmula molecular será: C₂N₂

Actividad 13

Se hace arder un hidrocarburo. A partir de una muestra de 0,75 g. se forman 1,35 g. de agua y 2,2 g. de CO₂. La determinación de la masa molecular da un valor de 30. Calcula las fórmulas empírica y molecular de dicha sustancia.

Retroalimentación

Un hidrocarburo solamente contiene C y H. Al quemarlo, todo el C pasa a CO₂ y todo el H pasa a H₂O. Si determinamos las cantidades de C y de H presentes en el CO₂ y en el H₂O, respectivamente, sabremos las cantidades de C y de H contenidas en 0,75g del hidrocarburo y podremos determinar su fórmula.

1 mol de H₂O = 2 · 1 + 16= 18 g

18 g de H₂O / 2 g. de H = 1,35 g. de H₂O / x g de H

x = 1,35 · 2 / 18 = 0,15 g. de H

1 mol de CO₂=12 + 2 · 16 = 44 g.

44 g. de CO₂ / 12 g C = 2,2 g. de CO₂ / x g. de C

x = 2,2 · 12 / 44 = 0,6 g. de C

H: 0,15 / 1= 0,15; 0,15 / 0,05 = 3

C: 0,6 / 12= 0,05, 0,05 / 0,05 = 1

La fórmula empírica es CH₃

La masa molar correspondiente a la fórmula empírica será: 12 + 3 = 15

Como Mm = 30

Mm = n · Mmempírica

30 = n · 15 n = 2

La fórmula molecular es C₂H₆

Actividad 14

Se prepara una disolución con 50 g. de azúcar y 350 g. de agua. Calcula el % en masa de soluto en la disolución. ¿Qué cantidad de azúcar será necesaria para preparar 3 kg. de disolución con esta concentración?

Actividad 15

Se prepara una disolución con 18 g. de azúcar y se añade agua hasta que el volumen de la disolución es 750 cm³. ¿Cuál es la concentración de la disolución en g/litro.? ¿Qué cantidad de azúcar se necesitará para preparar 2,5 litros de disolución con esta concentración?

Actividad 16

Calcula la molaridad de la disolución que se obtiene al disolver 12 g. de NaOH en agua hasta obtener 250 ml. de disolución.

Actividad 17

¿Cuántos moles de HNO₃ habrá en 2,5 litros de una disolución 0,8 M de dicha sustancia? ¿Cuál es la concentración de esta disolución expresada en g/l?

Actividad 18

¿Qué masa de glucosa (C₆H₁₂O₆) debe disolverse en agua para preparar 300 cm³ de una disolución 0,2 M?. De la disolución resultante ¿qué volumen se debe tomar para tener 0,04 moles de glucosa?

Actividad 19

En la etiqueta de un frasco de HCl leemos que su densidad es de 1,19 g /cm³ y su riqueza, o porcentaje en masa del 37,1%. Calcula:

La molaridad del acido
La concentración del ácido en g/l

M (Cl) = 35,5; M (H) = 1

Actividad 20

Calcula la presión de vapor de una disolución que contiene 125 g de sacarosa C₁₂H₂₂O₁₁ en 100 g de agua.

Datos: M (C) = 12; M (H) = 1; M (O) = 16. presión de vapor del agua a 25ºC = 23,8 mmHg

Actividad 21

Calcula la presión osmótica de una disolución acuosa que contiene 18 g de sacarosa (C₁₂H₂₂O₁₁) en 0,5 litros de disolución a la temperatura de 20ºC.

Datos: M (C) = 12; M (H) = 1; M (O) = 16.

Actividad 22

El análisis de los distintos isótopos de una muestra de plomo en un espectrómetro de masas arroja los siguientes resultados de sus masas atómicas y sus abundancias:

Isótopo 1: M = 207 abundancia : 28,2%

Isótopo 2: M = 208 abundancia : 57,8%

Isótopo 3: M = 209 abundancia : 12%

Isótopo 4: M = 204 abundancia : 2%

¿Cuál es la masa atómica relativa del plomo?