Química de 5

Hola, bienvenidos al curso de Química de 5.

En este curso iremos viendo los diferentes temas con una introducción teórica en cada uno y con la resolución de ejercicios propuestos en exámenes de años anteriores.

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Tema 1: Gases Ideales

Ecuación General de los Gases, Ley Conjunta y Ley de Dalton

Ejercicio 1

Introducción teórica al tema de Gases ideales, ecuación general de los gases, Ley conjunta de los Gases, Ley de Boyle, Ley de Charles y Ley de Dalton o ley de las Presiones Parciales.

Ejercicio 2

Un gas está contenido en una ampolla de volumen desconocido a 1 atm.

Al abrir una llave de conexión, se le permite expandir hacia otra ampolla de 0,500 L de capacidad.

Al establecerse el equilibrio de las ampollas se comprueba una presión de 530 mm Hg a temperatura constante.

¿Cuál es el volumen desconocido de la ampolla?

Ejercicio 3

En un cilindro de alta presión cuyo volumen es 56,4 L, si la presión es 212 atm a 25ºC.

• a) ¿Cuántos moles de gas hay en el cilindro?
• b) Si la masa de gas es de 84,5 g, ¿Cuál es su masa molar?
• c) ¿Cuál es su densidad en las condiciones indicadas?

Ejercicio 4

Un recipiente rígido de 2,48L contiene un gas cuya masa molar es de 250g/mol.

La presión ejercida por el gas dentro del recipiente es de 0,263atm y la temperatura es de 27°C.

1. Calcula la cantidad química del gas contenida en el recipiente.
2. Calcula la masa del gas contenido.
3. Manteniendo la temperatura constante, se agrega al recipiente un nuevo gas que ejerce la misma presión que el gas presente, ¿Cuál será la presión total en el recipiente?
4. ¿Qué ley aplicas en la parte c? Enúnciala.

Ejercicio 5

Se prepara una mezcla de gas dioxígeno O₂ y ciclopropano C₃H₆ en un recipiente de 5,00 L y a 27,0 °C.

En dicho recipiente se colocan 1,50 g de dioxígeno y 6.72 g de ciclopropano.

a) Calcular la presión parcial de cada gas y la presión total de la mezcla gaseosa.

b) ¿Qué ley aplicaste? Enuncia la misma.

c) Si la mezcla se cambia a un recipiente de 2,5 L manteniendo la temperatura constante ¿Cuál será el nuevo volumen? ¿Qué ley aplicaste?

Ejercicio 6 Estequiometría

El clorato de potasio sólido se descompone para dar cloruro de potasio sólido y oxígeno gas.
a) Plantea la ecuación química igualada
b) ¿Cuántos moles de oxígeno gas se forman por la descomposición de 0,35 moles de clorato de potasio?
c) ¿Cuántos moles de clorato de potasio se necesitan para obtener 4,8 moles de cloruro de potasio?

d) Calcular que masa de cloruro se forma con 10 gr de clorato

Ejercicio 7 Estequiometría

Se pretende preparar dióxido de azufre gas según el siguiente proceso:
Cu(s) + 2 H₂SO₄(ac) → CuSO₄(ac) + 2 H₂O(l) + SO₂(g)
Para ello se colocan a reaccionar 6,00 g de Cu(s) de 90,0 % de pureza con 100,0 mL de una disolución acuosa de H₂SO₄ 0,2 mol/L
a) Indica el reactivo limitante en las condiciones indicadas.
b) Indica la cantidad, en gramos, de SO₂ que se obtendrá en las condiciones indicadas, sabiendo que el rendimiento de la reacción es del 80 %.
c) ¿Qué volumen de SO₂(g) se obtendrá en condiciones normales?

Ejercicio 8 Estequiometría

Ejercicio 9

Ejercicio 10

Ejercicio 11

Soluciones

Ejercicio 12

Soluciones segunda parte

Ejercicio 13

Ejercicio 14

Ejercicio propuesto en examen del 6 de julio de 2015

1. La etiqueta de una botella de ácido sulfúrico (H₂SO₄(ac)) concentrado dice que contiene 71,2% en masa de ácido sulfúrico y que su densidad es 1,42 g/mL . Determinar la molaridad, la normalidad y la molalidad.
2. ¿Qué volumen de la solución de ácido concentrado deberá emplearse para preparar 100 mL de solución 2,52 mol/L? Explique brevemente como la prepararía en el laboratorio.

Ejercicio 15

Ejercicio propuesto en examen del 16 de julio de 2019

El ácido sulfúrico es el compuesto químico que más se produce en el mundo.

Una gran parte se emplea en la obtención de fertilizantes. La solución de

ácido sulfúrico (H₂SO₄) concentrado que se utiliza en el laboratorio es 96 m/m % y la densidad de la solución es 1,840 g/mL.

a) Calcular la molaridad y la normalidad de esta solución.

b) ¿Qué volumen de esta solución se deberá utilizar para preparar 100 mL de ella 15 mol/L?

Ejercicio 16

Ejercicio propuesto en examen del 19 de diciembre de 2016

Se dispone de ácido nítrico HNO₃ de riqueza del 25 % en masa y densidad 1,40 g/mL.

a) ¿Cuál es la molaridad y la concentración en gramos por litro de este ácido?

b) ¿Cuántos mL deben tomarse de esta solución para preparar 5 litros de disolución 0,01 mol/L?

Ejercicio 17

Teórico de núcleo y periferia atómica

Ejercicio 18

Configuración electrónica y ubicación en la tabla periódica

Ejercicio 19

Ejercicio de examen propuesto en período de examen diciembre 2019

a) Utilizando el gráfico de cinturón de estabilidad predice si los siguientes núcleos son radiactivos: ³⁹Ca, ⁴He, ²¹⁰At. Justifica con ecuaciones.
b) Escribe las ecuaciones nucleares que representan los siguientes, procesos:
 Emisión alfa del ²³²Th (Z=90)
 Emisión beta de ⁸²Br (Z=35)
 Captura electrónica para un átomo de ⁵⁵Fe (Z=26)
c) El Cobalto-60 es un isótopo radiactivo muy utilizado en radioterapia para el tratamiento de tumores malignos en seres humanos. El mismo se obtiene bombardeando un núcleo de ⁵⁹Co con un neutrón. Escribe la ecuación del proceso que tiene lugar y escríbela luego en forma abreviada.

Ejercicio 20

Ejercicio de examen propuesto en período de examen diciembre 2019

a) Escribe la configuración electrónica para las siguientes especies químicas: Al³⁺, Ca, S^2-
b) Indica grupo, período y bloque de la tabla periódica para la partícula neutra. Justifica relacionando con las configuraciones electrónicas anteriores.

Ecuaciones Redox

Método del Número de Oxidación

El número de oxidación es un número entero que representa el número
de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un enlace
determinado.

1. Los elementos libres que no estén formando compuestos, tendrán
   número de oxidación igual a cero
2. El hidrógeno tiene número de oxidación de +1 excepto en hidruros en los cuales actúa con número de oxidación -1
3. El oxígeno tendrá número de oxidación -2 excepto en los peróxidos donde actúa con número de oxidación -1
4. Los Metales Alcalinos (Los del Grupo IA de la Tabla) tienen en sus compuestos número de oxidación +1
5. Los Metales Alcalino Térreos (elementos del Grupo IIA de la Tabla) tienen en sus compuestos número de oxidación +2
6. Los halógenos (Grupo VII A de la T. Periódica) tienen en sus compuestos como haluros, número de oxidación -1
7. La sumatoria de los números de oxidación de los átomos de un compuesto iónico debe ser igual a la suma de la carga neta de los átomos constituyentes de dicho ion
8. Si un átomo se oxida su número de oxidación aumenta y cuando un se reduce, el número de oxidación disminuye.
9. La sumatoria de los números de oxidación de todos los átomos que componen una molécula es cero.

Ejercicio 21

Ejercicio 22

Método del ion-electrón

Método de Balanceo del Ión-electrón o Semi-reacciones.

Este es un procedimiento particularmente útil para reacciones en
disolución, aunque también puede emplearse en racciones en estado
gas-sólido.

Deben seguirse los siguientes pasos:

1. Identificar el agente oxidante y el agente reductor, recordando que
   el elemento que pierde electrones es el que se oxida y es a su vez,
   el agente reductor; el elemento que gana electrones es el que se
   reduce y es, a su vez, el agente oxidante.
2. Mostrar mediante semi reacciones cómo se reduce el agente
   oxidante y como se oxida el agente reductor.
3. Asegurarse que los átomos diferentes a oxígeno e hidrógeno estén
   igualados y corregir de ser necesario.
4. Contar los átomos de oxígeno a ambos lados de la semi-reacción y
   compensar déficit con moléculas de agua.
5. Agregar protones, H+, al lado deficiente en hidrógeno.
6. Contar las cargas eléctricas y multiplicar cada semi-reacción por un
   coeficiente conveniente para que, al sumar ambas semi reacciones,
   se igualen las cargas y puedan eliminarse.
7. Si la reacción ocurre en medio básico, agregar tantos OH a ambos
   lados de la semi reacción, como protones (H+) se agregaron para
   compensar déficits de hidrógeno (paso 5).
8. Combinar los OH y los H+ y eliminar el agua que aparezca
   duplicada en la reacción.
9. Sumar ambas semi reacciones y eliminar las especies que
   aparezcan duplicadas en la reacción final.

Ejercicio 23

Igualación de ecuaciones redox. Método del ion electrón

Ejercicio 24

Igualación de ecuaciones redox. Método del ion electrón en medio ácido

Presión de Vapor y Volatilidad

Ejercicio 25

Ejercicio propuesto en examen de Julio 2020

A) A 27°C la presión de vapor del tolueno es 32,06 torr y la del benceno es 103, 01 torr.
Determinar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Justifica las falsas.
a) El punto de ebullición del tolueno es igual al del benceno.
b) Las fuerzas intermoleculares de tolueno son mayores que las del benceno.
c) El benceno es más volátil que el tolueno.
B) El punto de ebullición del agua al nivel del mar es 100 °C. Explica qué sucede con el punto de ebullición del agua si está ubicada a 5000 m del nivel del mar.

Ejercicio 26

Ejercicio propuesto en examen de Diciembre 2019

Observa la siguiente gráfica y resuelve los puntos señalados justificando todas tus respuestas:
a) Ordena las sustancias que aparecen en el gráfico de menor a mayor intensidad de sus fuerzas intermoleculares.
b) ¿Qué relación existe entre volatilidad y fuerzas intermoleculares? Nombra la sustancia más volátil.
c) ¿Cuál es la temperatura de ebullición normal del agua y del CHCl₃ ?

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