P1 Tarea 2 Quimica I - Apuntes 1-2 PDF

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EJERCICIOS DE QUIMICA 1 NOMBRE: EDISON UNAUCHO FECHA: 11/01/2021 60. Un método de ajuste de la concentración de 𝑯𝑪𝒍(𝒂𝒒) consiste en permitir que la disolución reaccione con una pequeña cantidad de 𝑴𝒈. 𝑀𝑔(𝑠) + 2𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑞) → 𝑀𝑔𝐶𝑙2 (𝑎𝑞) + 𝐻2 (𝑔) ¿Cuántos miligramos de 𝑀𝑔 debemos añadir a 250.0 𝑚𝐿 de 𝐻𝐶𝑙 1,023 𝑀 para que la concentración de la disolución de 𝐻𝐶𝑙 sea exactamente 1,000 𝑀? ? 𝑀𝑔 250.0 𝑚𝐿 𝐻𝐶𝑙 𝑥

1𝐿 1.023 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑔 22.39 𝑀𝑔 𝑥 𝑥 𝑥 = 5.73 𝑀𝑔 1000 𝑚𝐿 1𝐿 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑔𝐶𝑙2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝑔

4.65. Calcule el volumen en 𝒎𝑳 de disolución requerida para tener los siguiente: a) 𝟐. 𝟏𝟒 𝒈 de cloruro de sodio a partir de una disolución 𝟎. 𝟐𝟕𝟎 𝑴. 1. primero sacamos los datos 𝑵𝒂𝑪𝒍 = 𝟐. 𝟏𝟒 𝒈 disolución= 𝟎. 𝟐𝟕𝟎 𝑴. volumen en 𝒎𝑳 =? 2. Calculamos los moles del soluto. ? 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 2.14 𝑔 𝑁𝑎𝐶𝑙 𝑥

1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.03662 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 58.44 𝑔 𝑁𝑎𝐶𝑙

3. Utilizamos la fórmula de molaridad, despejamos litro de solución y remplazamos los datos: Molaridad =

𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛 =

Moles de soluto Litro de solución

𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 0.03662 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 = = 0.136 𝐿 = 136 𝑚𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛. 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 0.270 𝑚𝑜𝑙/𝐿

b) 𝟒. 𝟑𝟎 𝒈 de etanol a partir de una disolución 𝟏. 𝟓𝟎 𝑴. 1. primero sacamos los datos 𝑪𝟐𝑯𝟓𝑶𝑯 = 𝟒. 𝟑𝟎 𝒈 disolución= 𝟏. 𝟓𝟎 𝑴. volumen en 𝒎𝑳 =? 2. Calculamos los moles del soluto. 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶 𝐻5 𝑂𝐻 2 𝐻5 𝑂𝐻

? 𝑚𝑜𝑙 𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻 = 430 𝑔 𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻 𝑥 46.068 𝑔2𝐶

= 0.9334 𝑚𝑜𝑙 𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻

3. Utilizamos la fórmula de molaridad, despejamos litro de solución y remplazamos los datos: Molaridad =

𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛 =

Moles de soluto Litro de solución

𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 0.9334 𝑚𝑜𝑙 𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻 = = 0.0622 𝐿 = 62.2 𝑚𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛. 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 1.50 𝑚𝑜𝑙/𝐿

c) 𝟎. 𝟖𝟓 𝒈 de ácido acético (𝑪𝑯𝟑𝑪𝑶𝑶𝑯) a partir de una disolución de 𝟎. 𝟑𝟎 𝑴. 1. primero sacamos los datos 𝑪𝑯𝟑𝑪𝑶𝑶𝑯 = 𝟎. 𝟖𝟓 𝒈 disolución= 𝟏. 𝟑𝟎 𝑴. volumen en 𝒎𝑳 =? 2. Calculamos los moles del soluto. 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻 𝐶𝑂𝑂𝐻 3 𝐶𝑂𝑂𝐻

3 ? 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 = 0.85 𝑔 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑥 60.052 𝑔 𝐶𝐻

= 0.0142 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻

2. Utilizamos la fórmula de molaridad, despejamos litro de solución y remplazamos los datos: Molaridad =

𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛 =

Moles de soluto Litro de solución

𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 0.0142 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 = = 0.047 𝐿 = 47 𝑚𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛. 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 0.30 𝑚𝑜𝑙/𝐿

3.49 ¿Cuál es la fórmula empírica de cada uno de los compuestos que tiene la siguiente composición? En cada caso, suponga 100 g de compuesto. a) 𝟐. 𝟏% de 𝑯, 𝟔𝟓. 𝟑% de 𝑶 y 𝟑𝟐. 𝟔% de 𝑺. 2.1 𝑔 𝐻 𝑥

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻 = 2.1 𝑚𝑜𝑙 𝐻 1𝑔𝐻

65.3 𝑔 𝑂 𝑥

32.6 𝑔 𝑆 𝑥

1 𝑚𝑜𝑙 𝑂 = 4.081 𝑚𝑜𝑙 𝑂 16 𝑔 𝑂

1 𝑚𝑜𝑙 𝑆 = 1.019 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆 32 𝑔 𝑆

Esto da la fórmula 𝐻2.1𝑆1.019𝑂4.081

Dividir por 1.019 da la fórmula empírica, 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 b) 𝟐𝟎. 𝟐% de 𝑨𝒍 y 𝟕𝟗. 𝟖% de 𝑪𝒍. 20.2 𝑔 𝐴𝑙 𝑥

1 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙 = 0.7481 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙 27 𝑔 𝐴𝑙

79.8 𝑔 𝐶𝑙 𝑥

1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑙 = 2.28 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑙 35 𝑔 𝐶𝑙

Esto da la fórmula, 𝐴𝑙0.7481𝐶𝑙2.28 Dividir por 0.7481 da la fórmula empírica,𝑨𝒍𝑪𝒍𝟑

3.117. La aspirina o ácido acetilsalicílico se sintetiza mediante la reacción del ácido salicílico con el anhídrido de acético.

𝐶7 𝐻6 𝑂3 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜

+

𝐶4 𝐻6 𝑂3 𝑎𝑛ℎí𝑑𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜

→

𝐶9 𝐻8 𝑂4 + 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎

𝐶2 𝐻4 𝑂2 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜

a) ¿Cuánto ácido salicílico se necesita para producir 𝟎. 𝟒𝟎𝟎𝒈 de aspirina (aproximadamente el contenido de una tableta), en caso de que el anhídrido acético se presente en exceso?

0.400 𝑔 aspirina x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 1 𝑚𝑜𝑙 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 180.15 𝑔 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎

𝑥

138.12 𝑔 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜 1 𝑚𝑜𝑙 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜

= 0.30 𝑔 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜

b) Calcule la cantidad de ácido salicílico necesaria si sólo 𝟕𝟒. 𝟗% de ácido salicílico se convierte en aspirina.

Dividimos 𝟕𝟗. 𝟗 ÷ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟎. 𝟕𝟒𝟗

0.307 𝑔 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜 𝑥

1 0.749

= 0.410 𝑔 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜

c) En un experimento, 𝟗. 𝟐𝟔 𝒈 de ácido salicílico se hicieron reaccionar con 𝟖. 𝟓𝟒 𝒈 de anhídrido acético. Calcule el rendimiento teórico de aspirina y el porcentaje de rendimiento si sólo se producen 𝟏𝟎. 𝟗 𝒈 de aspirina.

9.26 𝑔 ácido salicílico x

1 𝑚𝑜𝑙 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜

138.12 𝑔 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜

x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 1 𝑚𝑜𝑙 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑐𝑜

= 0.06704 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎

8.54 𝑔 𝑎𝑛ℎí𝑑𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑥 0.08365 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎

1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑛ℎí𝑑𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜 102.09 𝑎𝑛ℎí𝑑𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜

𝑥

1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑛ℎí𝑑𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜

=

El reactivo limitante es el ácido salicílico. El rendimiento teórico de aspirina es:

0.06704 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 𝑥

180.15 𝑔 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 = 12.1 𝑔 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 1 𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑠𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎

El porcentaje de rendimiento es:

% 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

10.9 𝑔 𝑥 100% = 90.1% 12.1 𝑔

3.143. La longitud de los lados de un dado es de 𝟏. 𝟓 𝒄𝒎. a) ¿Cuál es el volumen de un mol de dados? Suponiendo que el paquete de dados no tiene un espacio vacío entre los dados, el volumen de un mol de dado es: (1.5𝑐𝑚)3 𝑥 (6.022𝑥1023 ) = 2.0𝑥1024 𝑐𝑚3

b) Suponiendo que un mol de dados se puede empacar de la forma que hagan contacto unos con otros, formando pilas de capas que cubran totalmente la superficie terrestre, calcule la altura, en metros, del espesor de la capa. [𝑬𝒍 𝒓𝒂𝒅𝒊𝒐 (𝒓) terrestre es de 𝟔 𝟑𝟕𝟏 𝒌𝒎 y el área de una esfera es de 𝟒𝝅𝒓𝟐. ] 6 371 𝑘𝑚 = 6.371𝑥108

Utilizamos la fórmula del volumen, despejamos la altura y remplazamos los datos. 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 = á𝒓𝒆𝒂 𝒙 𝒂𝒍𝒕𝒖𝒓𝒂(𝒉) ℎ=

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 2.0𝑥1024 𝑐𝑚3 = 3.9 𝑥105 𝑐𝑚 = 3.9 𝑥103 𝑚 = 4𝜋(6.371𝑥108 𝑐𝑚)2 á𝑟𝑒𝑎

4.131. Con base en la consideración del número de oxidación, explique por qué el monóxido de carbono (𝑪𝑶) es inflamable pero el dióxido de carbono (𝑪𝑶𝟐) no. En 𝐶𝑂, sin embargo, el número de oxidación de 𝐶 𝑒𝑠 + 2. El carbono en 𝐶𝑂 se puede oxidar más y, por lo tanto, el 𝐶𝑂 es inflamable...