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
)

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

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

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

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

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

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. – 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. – 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:

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?