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Ejercicios resueltos de cálculos químicos (página 2)




Partes: 1, 2


k) a

b) 90 – 459.6 = - 369.6 °F ; = - 223.1 °C ; -223.1 + 273 = 49.9 K

5.- ¿Cuando la temperatura de un cuerpo aumenta en , ¿A que corresponde este aumento en ? En ?

15 (1) = 15 C

273 + 15 = 288 K

15 ( 1.8) = 27 F

6.-A partir de la tabla VII, calcúlese el numero de calorías requerido elevar la temperatura de g de cobre desde hasta .

Cal = ( 40 grs)( 0.092 cal/gr°c)( 50°c) = 184 cal

7.- ¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura de una lb de agua desde hasta el punto de ebullición?

CAL = ( 454 GRS)( 1 CAL/GR°C)( 100°C) = 45400 CAL

8.- Calcúlese el calor especifico del agua en unidades de

( ) ( ) ( ) = = 1.05 X 1010 ergios/lb ºF

9.- Suponiendo que no cambia el valor especifico del hierro calcúlese cuanta calorías si deberían ser eliminadas para enfriar un mol Fe partiendo de hasta

Cal = ( 55.847 grs)(0.107 cal/gr°c)( - 248°C) = - 1481.95 cal

10.- ¿Cuál requerirá más energía para separarse en sus moléculas individuales, una sustancia a temperatura elevada o la misma sustancia a una temperatura mas baja? Explíquese el razonamiento

Para ponerla a una temperatura, porque una sustancia gasta mas energía al bajar de temperatura

11.- Se necesita 80 cal para elevar en la temperatura de de lana. ¿Cuál es el calor específico de la lana?

Ce= = 0.25 cal/gr °C

12.- Un metal desconocido tiene un calor especifico de . ¿Cuál es, aproximadamente el peso atómico del metal? ¿A partir de la tabla de pesos atómicos se podría adivinar cual podría ser este metal?

peso A = = 40 gr/mol ; en este caso seria el calcio

13.- A partir del conocido peso atómico del níquel , ¿Cuál se estimaría que seria su calor específico?

Ce = = 0.102 cal/gr ºC

14.- ¿Cuántos ergios se requieren para elevar en la temperatura de 1 molécula de agua?

1 molécula de H2O ( ) ( ) = 2.98 x 10-23 grs

Cal = (2.98 x 10-23 grs)(1 cal/gr°c)( 1°C) = 2.98 x 10-23 cal

2.98 x 10-23cal () = 1.24 x 10-15 ergios

15.- Calcúlese el calor de las siguientes reacciones (Empleando los valores de de la tabla )

a)

calor = 2(-7.4) – (2(21.5)) ] = - 14.8 – 43 = - 57.8 kcal / mol

b)

calor = ( 2 (-68.4) – 94.4 ) – ( - 19.1 ) = ( - 136.8 – 94.4 ) + 19.1 = - 231.2 + 19.1 = - 212.1 kcal / mol

c)

a) calor = -28 – ( - 68.4) = - 28 + 68.4 = 40.4 kcal/mol

d)

calor = - 20.2 – 54.3 = - 74.5 kcal/mol

e)

calor = ( 2 ( -101.9 )) – ( 2 ( - 68.4)) = - 203.8 + 136.8 = - 67 kcal/mol

f)

b) Calor = - 189.8 – ( - 5. 2) = - 189.8 + 5.2 = - 184. 6 kcal/mol

16.-Para las reacciones siguientes calcúlese el calor de formación del compuesto aislado que en cada caso no aparezca en la lis de la tabla :

a) (Combustión de la nitroglicerina)

a. - 1330 = (12( - 94.4) + 12( -7.4) + 10 ( - 86.4)) – 4 C3H5(NO3)3

- 1330 = ( - 1132.8 – 88.8 – 684 ) – 4 C3H5(NO3)3

- 1330 = - 1905.6 - 4 C3H5(NO3)3

1905.6 – 1330 = - 4 C3H5(NO3)3

= C3H5(NO3)3

- 143.9 = C3H5(NO3)3

b)(fotosíntesis de la fructuosa)

b. 676 = C6H12O6 – ( 6 (- 94.4) + 6 ( - 68.4) )

676 = C6H12O6 – ( - 566.4 – 410.4 )

676 = C6H12O6 + 976.8

676 – 976.8 = C6H12O6

- 300.8 = C6H12O6

c)

c. – 43 = 2 SO3 – ( 2 (- 70.2) )

- 43 = 2 SO3 + 140.4

- 140.4 - 43 = 2 SO3

- 183.4 = 2 SO3

= SO3

- 91.7 = SO3

d)

d. – 30 = ( Na2SO4 + 2 ( - 68.4) – ( 2( - 101.9 ) + ( - 189.8) )

- 30 = (Na2SO4 – 136.8 ) – ( - 203.8 – 189.8)

- 30 = (Na2SO4 – 136.8 ) + 393.6

- 393.6 – 30 = (Na2SO4 – 136.8 )

- 423.6+ 136.8 = Na2SO4

- 286.8 = Na2SO4

17.- Para la reacción mostrada en el problema 16 a), ¿Cuántos litros de oxigeno a TPS se necesitan para producir de calor?

500 kcal ( ) ( ) = 92.57 lts de O2

18.- ¿Cuantos de energía calorífica son requeridas por un vegetal para producir de fructuosa (reacción anterior 16 b)?

50 grs de C6H12O6 ( ) ( ) = 187.7 kcal

19.- El calor de evaporación del agua es ¿Cuántas calorías se requieren para vaporizar de agua? ¿Cuál es el calor molar de vaporización del agua]?

calorias = (540 cal/gr) ( 200 gr) = 108000 cal

cma = ( 540 cal/gr ) ( 18 gr/ mol ) = 9720 cal / mol ) = 9.72 kcal / mol

20.- El calor de fusión del hielo es de

a) ¿Cuál es calor molar de fusión del hielo?

a) cmh= ( 80 cal / gr ) ( 18 gr/ mol ) 1440 cal / mol

b) ¿Cuántas calorías se requieren para fundir de hielo?

( 80 cal/gr) ( 500 gr / mol ) = 40000 cal/ mol

c) ¿Cuántas calorías se requieren para formar de agua desde hielo a hasta vapor a (Para el calor de vaporización véase el problema 19)?

( 50 gr ) ( 80 cal/gr ) = 4000 cal

(50 gr) ( 1 cal/gr °C) ( 100 °C ) = 5000 cal

( 50 gr ) ( 540 cal/gr ) = 27000 cal

Σ = 36000 calorías

21.- Cuando (gas) y (gas) reaccionan para formar (liquida), se liberan de calor por mol de formada. ¿Seria mas o menos este el valor si usáramos como materiales iniciales liquido y liquido? Explíquese

el valor seria menor porque al encontrarse en estado liquido los reactivos se necesitaría menor energía de combinación

22.- En un motor de automóvil, se queman hidrocarburos líquidos en el aire, para formar (gas) y (gas). ¿Se produciría en la combustión mas o menos energía si el producido se formara en el estado liquido en el lugar del gaseoso? Explíquese.

NOTA: Los calores de combustión de la mayoría de los hidrocarburos corresponden a unos por mol de formada, mientras que el calor de vaporización del agua es .

es mayor la cantidad de calor de combustión del hidrocarburo que el de condensación del agua

23.- Si una persona se pone a dieta para perder peso, ¿Perderá mas o menos peso consumiendo alimentos muy fríos o muy calientes? Explíquese.

al consumir alimentos mas fríos nuestro organismo hace un mayor desgaste de energía que si estos están a temperatura ambiente.

24.- ¿Cuánto trabajo es desarrollado por una persona de , que asciende una montaña hasta una altura de ? (Considérese solo el trabajo en contra de la gravedad) Explíquese la respuesta en pies-lb, en ergios y en Kcal.

( 150 lb) ( 5000 pies ) = 750000 pies – lb

7.5 x 105 pies – lb ( ) = 240000 cal

2.4 x 105 cal ( ) ( ) = 1 x 1013 ergios

25.- La velocidad promedio de una molécula de a es aproximadamente . Calcúlese la energía cinética total de un mol de gaseoso a , en calorías.

EC = = = 3.6 x 1010 ergios ( )= 880.86 cal

CAPITULO VI

Las propiedades de los gases

1.- La diferencia entre los dos brazos de un manómetro de mercurio es . Si el brazo mas bajo es expuesto a un gas, mientras el más alto es evacuado, ¿Cuál es la presión del gas en atmósferas?

2.- Si la diferencia entre los dos brazos del problema anterior fuera , calcúlese la presión entre centímetros de : En atmósfera.

3.- Si un gas esta en cerrado por agua en lugar de un manómetro de mercurio y el nivel del agua es puesta al gas es 90cm. mas costo que otro bazo que esta expuesto en atm (densidad )

4.- Háganse la conversión siguiente:

a) a

b) a

c) en

d) a

5.- Un lingote de hierro descansa sobre una base cuya área es . Si el volumen del lingote es y la densidad del hierro es , calcular la presión sobre la base en .

6.- El brazo de un fonógrafo pesa y descansa sobre una aguja cuya punta tiene un área de contacto de calcúlese la presión ejercida por el brazo sobre un disco, en .

7.- ¿Cuál es volumen ocupado por de gas a después de que asido comprimido a temperatura constante hasta

8.- ¿Qué presión se requiere para comprimir de gas a temperatura constante hasta un volumen de si la presión inicial es de .

9.- Se calentaron de gas desde hasta a presión constante ¿Cuál es el volumen final?

10.- ¿Hasta que temperatura deben enfriarse para que su volumen disminuya hasta ? La y el gas se mantiene a presión constante.

11.- ¿Cuál es volumen de TPS de a y a de presión?

12.- Se recolectaron por desplazamiento de mercurio de gas Nitrógeno a y de presión. ¿Cuál es volumen a TPS?

13.- ¿Cuál es la información que falta en los siguientes problemas para poder resolverlos?

Un volumen de gas es comprimido desde hasta a temperatura constante. ¿Cuál es el volumen final?

R=Volumen inicial

¿Qué volumen ocuparan de gas cuando se enfríen a y presión constante?

R= Temperatura inicial

C) de gas a se calientan a y a de presión. ¿Cuál fue la presión inicial?

R= Volumen final

14.- Usando factores de conversión conviertase el valor de R desde hasta unidades de:

a)

b)

c)

15.- Se a encontrado que de un gas desconocido a y a pesan . ¿Cuál es su peso molecular?

16.- ¿Qué volumen ocupar gaseoso a y a de presión?

17.- Por desplazamiento de agua se han recogido de un gas a y la presión barométrica de . Si el gas tiene un peso de y la presión del vapor del agua a es , ¿Cuál es peso molecular del gas?

18.- Por desplazamiento de acetona se recogen de un gas a y a de presión. Si el gas pesa y la presión del vapor de la acetona es . ¿Cuál es el peso molecular del gas?

19.- Se a encontrado la densidad de un gas es a y a de presión. ¿Cuál es su densidad a TPS?

20.- La densidad del cloro gaseoso es a TPS. ¿Cuál es su densidad a y a ?

21.- La presión de la atmósfera a arriba de la tierra es de unos y la temperatura es cercana a . ¿Cuántas moléculas habrá en de un gas a esa altitud?

22.- ¿Cuál es la densidad del gaseoso a TPS, a y a de presión?

23.- Se ha encontrado que un gas desconocido tiene una densidad veces mas grande que la del oxigeno a la misma T y P. ¿Cuál es su peso molecular?

24.- A una determinada T y P tiene una densidad que es la de un gas X. ¿Cuál es el peso molecular de X? ¿Cuál es la densidad de X a TPS?

25.- la composición del aire seco es aproximadamente por ciento de , por ciento de y por ciento de . Cuando la presión barométrica es calcúlese la presión parcial ejercida por estos 3 componentes en el aire seco.

26.- Un matras de contiene y , a .

¿Cuál es la presión total dentro del matras?

Si se permite que la mezcla reaccione para formar (gaseosa) a la misma temperatura ¿Qué materiales sobraran y cuales serán sus presiones parciales parciales?

27.- ¿Cuál tendrá el valor de mas grande, ó ? Explíquese.

R= tiene rotacionales de libertad extra

28.- ¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura de gaseoso desde hasta , con el volumen constante?

29.- Para elevar en la temperatura de TPS de un gas desconocido se requiere calcúlese para el gas. ¿Qué puede deducirse acerca de su estructura?

30.- Una mezcla de gases consiste en por ciento de y por ciento de . Calcúlese para esta mezcla ¿Cuál es el peso molecular promedio de la mezcla?

31.- A temperatura ambiente gaseoso tiene un excesivamente superior a . ¿Cómo puede explicarse este comportamiento?

32.- A TPS de gaseoso encerrado en un recipiente rígido, se le adiciona de energía calorífica. Calcúlese la temperatura y la presión final del gas.

33.- ¿Cuánto calor deberá quitarse de gas contenido en un matraz de vidrio (inicialmente a ) para reducir su temperatura a ?

34.- Cuando se permite que se expansione un gas dejando que mueva lentamente el pistón que lo encierra, se ha encontrado que el gas se enfría. a) Explíquese por que esto debería ser esperado. b) Sobre la base de esta observación explíquese si se necesitaría o no más o menos calor para elevar la temperatura de de gas en si el proceso se conduce a volumen constante o a presión constante. NOTA: La cantidad de calor requerida para cambiar la temperatura de de gas en bajo condiciones tales que la presión se mantiene constante .

35.- En un matras hay puro y en estado gaseoso la temperatura es y la presión . A se a disociado totalmente en . Calcúlese la presión en el matras a .

36.- En un matras a hay de presión ejercida por y ejercida por cloro. A temperaturas inferiores a estos dos reaccionan entre si totalmente para producir . Calcúlese la presión final en este matras a . ¿Qué especies químicas estarán presentes?

37.- Un matras de contiene a cantidades equimoleculares de gaseoso y gaseoso. Si la masa total del gas en el matras es de calcúlese la presión total.

CAPITULO VII

El concepto del poder de combinación – valencia

1.- de un elemento X se combina para formar de un oxido ¿Cuál es el peso equivalente de X?

Peso equivalente de

2.- Al calentar un oxido metálico, se descompuso dando el metal puro y TPS de ¿Cuál es peso equivalente de X?

Peso equivalente de

3.- de Níquel (valencia =2) se combina con un elemento X para formar de un compuesto ¿Cuál es el peso equivalente de X?

4.- Utilizando la tabla de pesos atómicos y valencias conocidas, hágase las conversiones siguientes:

a) de en equivalentes

b) en equivalente

c) de en miliequivalentes

d) en equivalentes

e) TPS de gaseoso en equivalente

f) en

g) en

h) en

i)TPS de gas oxigeno en TPS

j) de gas en TPS

5.-Utilizando el principio de equivalencia, calcular (sin ecuaciones químicas.

¿Cuántos gramos de reaccionaran con para producir y ?

¿Cuántos gramos de reaccionaran con ?

¿cuantos gramos de pueden prepararse a partir de por reacción con ?

d) ¿Cuántos gramos de acido sulfúrico se necesitan para que reaccionen totalmente con ?

e) ¿Cuántos gramos de reaccionaran con para producir hidrogeno y cincato de sodio?

6.-Para neutralizar de un acido desconocido X se requieren exactamente de acido ¿Cuál es el peso equivalente del acido?

7.-neutralizaran exactamente de un acido ¿cuál es el peso equivalente del acido?

8.-cuando de un acido desconocido reaccionen con Zinc metálico se desprende exactamente TPS degaseoso. ¿Cuál es el peso equivalente del acido?

9.- Cuando reacciona con un acido de un metal desconocido se producen exactamente TPS de gaseoso. ¿Cuál es el peso equivalente del metal?

10.- Dada la valencia del oxigeno como 2, calcúlese la valencia del otro elemento en cada uno de los siguientes compuestos:

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

i)

j)

k)

 

 

 

 

 

Autor:

Carlos A. Lozano E.


Partes: 1, 2


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