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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL PERÍODO 2020A

Clase No: 5

FUNDAMENTOS DE QUÍMICA Tema de la clase: CONCEPTOS BÁSICOS: MOLÉCULA, PESO MOLECULAR, MOL, VOLUMEN MOLAR, COMPOSICIÓN PORCENTUAL ELEMENTAL: EJERCICIOS Deber Nombre: Fecha: 28/11/2020

Grupo: GR10

1. ¿En cuál de las siguientes cantidades de sustancia existe mayor número de átomos de carbono?: a) 6,82 x 1023 moléculas de buteno, C4H8; b) dos moles de dióxido de carbono, CO2; c) 100 g de galactosa, C6H12O6; d) 22,4 litros de etano, C2H6, medidos en condiciones normales.

Justificación: 2.

6,82𝑥 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎 𝐶4 𝐻8 ×

4 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝐶

1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎 𝐶4 𝐻8

= 2,728𝑥 1024 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝐶

Determine las moles de acetona, CH3COCH3, que contienen: PM CH3COCH3: 58,08 g / át – g a) 420 g de oxígeno; 420𝑔 𝑂 ×

1 𝑚𝑜𝑙 = 26,25 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 16𝑔 𝑂

b) 9,3 x 1024 átomos de hidrógeno; 9,3 × 1024 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝐻 ×

1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎 1𝑚𝑜𝑙 × = 2,57 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 6 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝐻 6,023 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠

c) 5,1 x 1025 átomos de carbono. 5,1 × 1025 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝐶 ×

1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 1 𝑚𝑜𝑙 = 28,22 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 × 6,023 × 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 3 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝐶

3. Cierto insecticida contiene el 57 % en peso de anhídrido arsénico, As2O5. Determine el número de átomos de arsénico y de oxígeno contenidos en 25 g del insecticida. 25

57% 100% = 14,25𝑔 𝐴𝑠2 𝑂5

As2O5: 230g

𝐴𝑠 = 14,25 𝑔𝐴𝑠2 𝑂5 × 𝑂 = 14,25 𝑔 𝐴𝑠2 𝑂5 ×

1 𝑚𝑜𝑙

230 𝑔 𝐴𝑠2 𝑂5

×

2 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 6,023 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 × = 7,46 × 1022 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝐴𝑠 1 𝑚𝑜𝑙 1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎

6,023 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 1𝑚𝑜𝑙 5 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 × × = 1,86 × 1 1 𝑚𝑜𝑙 230 𝑔 𝐴𝑠2 𝑂5 1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎

23

4. Un compuesto de fórmula X2SO3 tiene en su composición 20,25% en peso de S. Si se tienen 290 g del compuesto X2SO3, determinar: a) los gramos de X que existen; b) los átomos de oxígeno presentes. Resp: 143,165; 3,316x1024 𝒂)

𝟐𝟎, 𝟐𝟓% =

1 × 32 × 100% (2𝑃𝑥 + 80)

32 ( 20,25 × 100) − 80

𝑔 = 39,01 2 á𝑡 − 𝑚𝑜𝑙 𝑔 𝑷𝑴𝐗 𝟐𝐒𝐎𝟑 = (2 × 39,012) + 80 = 158,02 á𝑡 − 𝑚𝑜𝑙 𝑔 2 × 39,01 á𝑡 − 𝑚𝑜𝑙 = 143,183𝑔𝑋 𝑿 = 290𝑔 × 158,02 𝑔 𝑷𝒙 =

𝒃)

6,023 × 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 3 át − g × 158,02 g X2 SO3 1 á𝑡 − 𝑔 = 3,316 × 1024 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑂

á𝒕𝒐𝒎𝒐𝒔 𝑶 = 290 𝑔 X2 SO3 ×

5. Cuando reaccionan 15 g del compuesto XO2 con ácido clorhídrico, HCl, se obtienen 21,7241 g de XCl2. Determinar: a) el número de átomos de X en la masa de XCl2 formada; y, b) las moles de XO2 que contienen 6 g de X. Los otros productos de la reacción son cloro gaseoso y agua. Resp: 1,038x1023; 0,109

a)

+ HCl ⇒

+ Cl2 + H2O

(1 × 𝑃𝑋)𝑔𝑋 1 á𝑡 − 𝑔𝑋𝐶𝑙2 6,023 × 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 × × (𝑃𝑋 + 71)𝑔 𝑋𝐶𝑙2 𝑃𝑋 𝑔𝑋 1 á𝑡 − 𝑔 𝑋𝐶𝑙2 1,308 × 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 1,308 × 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 1,038 × 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = = 71 + 55,028 71 + 𝑃𝑋

á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 21,7241 𝑔 𝑋𝐶𝑙2 ×

1 á𝑡 − 𝑔 𝑋𝑂2 6,023 × 1023 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 (1 × 𝑃𝑋)𝑔𝑋 × × 𝑃𝑋 𝑔𝑋 1 á𝑡 − 𝑔 𝑋𝑂2 (32 + 𝑃𝑋)𝑔 𝑋𝑂2 9,033 × 1024 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 32 + 𝑃𝑋

á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 15 𝑔 𝑋𝑂2 ×

1,308×1023á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 71+𝑃𝑋 1,308×1023á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋

9,033×1024á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋

= =

9,033×1024 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 32+𝑃𝑋

(𝑃𝑋+71) (32+𝑃𝑋)

b) 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑋𝑂2 = 6𝑔 𝑋 ×

1𝑚𝑜𝑙 1 á𝑡 − 𝑔 × = 0,109 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑋𝑂 55 𝑔𝑋 1 á𝑡 − 𝑔

6. Cuando se hacen reaccionar 6,81 g del metal X con ácido nítrico (HNO3), se obtienen 20,1 g de X(NO3)2 y 2,14 g de NO. Determinar: a) el número de átomos de X que reaccionaron; y, b) la masa de ácido que se necesitó. El otro producto de la reacción es agua. Resp: 6,45x1022; 18 g. X + HNO3 ⇒ X(NO3)2 + NO

a) á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 6,81 𝑔𝑋 × 6,45 × 1022 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠

1 á𝑡−𝑔 𝑃𝐴𝑋

×

á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 20,1 𝑔𝑋(𝑁𝑂3 )2 × 4,10×1024 𝑃𝐴𝑋

átomos X =

1,210×1025 𝑃𝐴𝑋+124

6,023×1023á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 1 á𝑡−𝑔 1 𝑃𝐴𝑋

𝑃𝐴𝑋+124

×

1 á𝑡−𝑔 1𝑃𝐴𝑋

= ×

4,10×1024 𝑃𝐴𝑋

átomos X=

6,023×1023á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 1 á𝑡−𝑔

=

4,10×1024 63,55

1,210×1025 𝑃𝐴𝑋+124

=

átomos X

átomos X

PAX = b)

1 × 14 𝑔𝑁 = 30𝑔𝑁𝑂 2×14 𝑔 𝑁 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 20,1 𝑔𝑋(𝑁𝑂3 )2 × á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑋 = 2,14 𝑔𝑁𝑂 ×

157,5 𝑔𝑋(𝑁𝑂3 )2

m HNO3=4𝑔𝑁 ×

63 𝑔 𝐻𝑁𝑂3 14 𝑔𝑁

= 3,001𝑔 𝑁

= 18 𝑔𝐻𝑁𝑂

7. En la combustión de 25,4 g del compuesto XH3 se producen 16,73 litros del gas X2 en condiciones normales y agua. Determine: a) el peso atómico de X; y, b) el número de moléculas de agua formadas. Resp: 14 uma; 1,35x1024 XH3 + O2 → X2 + H2O 𝑎) 𝑚𝑥 = 25,4 𝑔 𝑋𝐻3 × 𝑚𝑥 = 16,73 𝐿 𝑋2 ×

(1 × 𝑃𝑋)𝑔𝑋 25,4 𝑔𝑋 = (3 + 𝑃𝑋)𝑔 𝑋𝐻3 𝑃𝑋 + 3

1𝑚𝑜𝑙 𝑋2 2 á𝑡 − 𝑔 𝑋 𝑃𝑋 𝑔 𝑋 = 1,49𝑃𝑋 𝑔𝑋 × × 1 á𝑡 − 𝑔 𝑋 1𝑚𝑜𝑙𝑋2 22,4𝐿 𝑋2 25,4 𝑃𝑋 𝑔 𝑋 = 1,494 𝑃𝑋 𝑔 𝑋 𝑃𝑋 + 3 𝑃𝑋 = 14

𝑏) 𝑚𝐻 = 25,4 𝑔 𝑋𝐻3 ×

𝑔 (3 × 1)𝑔𝐻 = 4,48 𝑔𝐻 17 𝑔 𝑋𝐻3

𝑚𝐻2 𝑂 = 4,48𝑔𝐻 × 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝐻2 𝑂 = 40,32𝑔 𝐻2 𝑂 ×

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂 18𝑔 𝐻2 𝑂

×

18 𝑔 𝐻2 𝑂 = 40,32 𝑔 𝐻2 𝑂 (2 × 1)𝑔 𝐻 6,023 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 = 1,35 × 1024 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝐻 𝑂 1 𝑚𝑜𝑙...