Foros-FIUBA :: Ver tema - Ejercicios de soluciones Resueltos

FAQ • Buscar • Wiki • Apuntes • Planet • Mapa • Eyeon • Chat
Preferencias • Grupos de Usuarios
Registrarse • Perfil • Entrá para ver tus mensajes privados • Login

Ejercicios de soluciones Resueltos

Ver tema siguiente
Ver tema anterior

Foros-FIUBA Foros » Académico » Materias » 63. Química » 63.01 Química » [63.01] Problemas y Ejercicios » Ejercicios de soluciones Resueltos

Autor

Mensaje

Federico12455
Nivel 3

Edad: 32
Registrado: 24 Feb 2011
Mensajes: 28

Carrera: Informática

Publicado: Dom Dic 04, 2011 7:24 pm Asunto:

Ejercicios de soluciones Resueltos


$[tex]\boldsymbol{1)} [/tex]$ Primero calculamos el Mr de los compuestos: Ácido ortofosfórico: $[tex] Mr H_3 P O_4 = 98\frac{g}{mol} [/tex]$ Hidróxido de bario $[tex] Mr Ba(OH)_2 = 171,3 \frac{g}{mol} [/tex]$ Sulfato férrico $[tex] Mr Fe_2(SO_4)_3 =399,9 \frac{g}{mol}[/tex]$ Calculamos las equivalentes: $[tex] Ba^{2+}(OH)_{2}^{-} [/tex]$ : El hidróxido de bario tiene 2 equivalentes por mol, es el numero de oxidación del bario y como solo tiene un átomo por molécula queda multiplicado por 1. $[tex] Fe_{2}^{3+}(SO_4)_{3}^{2-}[/tex]$ : El sulfato férrico tiene 6 equivalentes por mol, el numero de oxidación del hierro es 3 multiplicado por 2 átomos que tiene la molécula o también se puede ver como $[tex] H_{3}^{+}(PO_{4})^{-3} [/tex]$ : El ácido ortofosfórico tiene3 equivalentes por mol. Se puede ver en el hidrogeno o en el anión ortofosfato Para calcular la masa de un equivalente dividimos su Mr por la cantidad de equivalentes en un mol, que es lo mismo que hacer regla de tres simple. $[tex]\boldsymbol{a)} [/tex]$ Ácido ortofosfórico: $[tex] Eq-g \frac{98}{3}=32,6 g[/tex]$ Hidroxido de bario: $[tex] Eq-g \frac{171,3}{2}=85,6 g [/tex]$ Sulfato férrico: $[tex] Eq-g \frac{399,9 }{6}=66,65 g [/tex]$ $[tex]\boldsymbol{b)} [/tex]$ Divido el kilo de sustancia por el equivalente gramo calculado en el punto anterior: Ácido ortofosfórico: $[tex] \frac{1000}{32.6}=30.67 [/tex]$ Hidroxido de bario: $[tex] \frac{1000}{85.6}=11.68 [/tex]$ Sulfato férrico: $[tex] Eq-g \frac{1000 }{66.65}=15 [/tex]$ $[tex]\boldsymbol{2)} [/tex]$ La forma de expresar concencentracion llamada normalidad (N) expresa equivalentes de soluto sobre litro de solucion Sulfato cúprico $[tex] Mr Cu(SO_4) = 159.7\frac{g}{mol}[/tex]$ Equivalentes gramo: $[tex] Eq-g \frac{159.7}{2}=79.85 g[/tex]$ Cantidad de equivalentes disueltas: $[tex]1l\rightarrow{}0,2eq[/tex]$ $[tex]2l\rightarrow{}x=0,4eq[/tex]$ Cantidad de gramos disueltos: $[tex]1eq\rightarrow{}79.85g[/tex]$ $[tex]0.4eq\rightarrow{}x=31.94g[/tex]$ Cantidad de moles disueltos: $[tex]159.7g\rightarrow{}1mol[/tex]$ $[tex]31.94g\rightarrow{}x=0,2mol[/tex]$ Ácido ortofosfórico: $[tex] Mr H_3 P O_4 = 98\frac{g}{mol} [/tex]$ Equivalentes gramo: $[tex] Eq-g \frac{98}{3}=32.6 g[/tex]$ Cantidad de equivalentes disueltas: $[tex]1l\rightarrow{}0,2eq[/tex]$ $[tex]2l\rightarrow{}x=0,4eq[/tex]$ Cantidad de gramos disueltos: $[tex]1eq\rightarrow{}32.6[/tex]$ $[tex]0.4eq\rightarrow{}x=13.04g[/tex]$ Cantidad de moles disueltos: $[tex]98g\rightarrow{}1mol[/tex]$ $[tex]13.04g\rightarrow{}x=0,14mol[/tex]$ Otra forma más fácil de calcular los moles es pasar la concentración de Normalidad a Molaridad, solo tenemos que pasar los equivalentes a moles. Para el sulfato cúprico: $[tex]2eq\rightarrow{}1mol[/tex]$ $[tex]0.2eq\rightarrow{}x=0.1[/tex]$ Para el acido ortofosforico: $[tex]3eq\rightarrow{}1mol[/tex]$ $[tex]0.2eq\rightarrow{}x=0.066mol[/tex]$ Y aca nomas queda hacer regla de tres simple con la molaridad. $[tex]\boldsymbol{3)}[/tex]$ 1 eq ácido clorhídrico por mol 2 eq ácido sulfúrico por mol 3 eq ácido ortofosfórico por mol Ácido clorhídrico: $[tex]1mol\rightarrow{}1eq[/tex]$ $[tex]0.5mol\rightarrow{}x=0.5eq[/tex]$ Con eso calculamos la normalidad de la solución, $[tex]0.5N[/tex]$ $[tex]\frac{0,5eq}{l}.1l = 0,5eq [/tex]$ Ácido sulfúrico: $[tex]1mol\rightarrow{}2eq[/tex]$ $[tex]0.5mol\rightarrow{}x=1 eq[/tex]$ La normalidad de la solución es $[tex] 1N[/tex]$ Como ya estamos en un litro no hace falta hacer la multiplicación, lo mismo para el caso siguiente y para el anterior. Ácido ortofosfórico: $[tex]1mol\rightarrow{}3eq[/tex]$ $[tex]0.5mol\rightarrow{}x=1.5eq[/tex]$ La normalidad es $[tex] 1.5N[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{4)} [/tex]$ $[tex]\boldsymbol{a)} [/tex]$ Ácido nítrico: $[tex] Mr H N O_3 = 63\frac{g}{mol} [/tex]$ $[tex]1l\rightarrow{}2mol[/tex]$ $[tex]0.3l\rightarrow{}x=0.6mol[/tex]$ $[tex]1mol\rightarrow{}63g[/tex]$ $[tex]0.6mol\rightarrow{}x=37.8g[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{b)} [/tex]$ Ácido ortofosfórico: $[tex] Mr H_3 P O_4 = 98\frac{g}{mol} [/tex]$ $[tex]1l\rightarrow{}0.5eq[/tex]$ $[tex]0.5l\rightarrow{}x=0.25eq[/tex]$ $[tex]3eq\rightarrow{}1mol[/tex]$ $[tex]0.25eq\rightarrow{}x=0.0833mol[/tex]$ Podemos evitar hacer la regla de tres simple para calcular la masa de la siguiente forma: $[tex]\frac{98g}{mol}.0.0833mol = 8.16g[/tex]$ Pueden ver cómo se van las unidades de mol y queda gramo. $[tex]\boldsymbol{5)} [/tex]$ Ácido sulfúrico: $[tex] Mr H_2 S O_4 = 98\frac{g}{mol} [/tex]$ $[tex] Eq-g \frac{98}{2}=49 g [/tex]$ $[tex]\boldsymbol{a)} [/tex]$ 20% en masa quiere decir $[tex]\frac{20g_{st}}{100g_{sc}}[/tex]$ Considero un litro de solución (ya que la normalidad de expresa sobre litro), para hacer la regla de 3 simple consigo cuanto pesa ese litro. $[tex] \delta = \frac{masa}{volumen}[/tex]$ $[tex] \delta \cdot V = m[/tex]$ $[tex] 1.14\frac{g}{cm^3}\cdot 1000 cm^3 = 1140g[/tex]$ De la concentracion masa sobre masa consigo cuanto solute tengo en esa solución $[tex]100g\rightarrow{}20g[/tex]$ $[tex]1140g\rightarrow{}x=228g[/tex]$ $[tex]49g\rightarrow{}1eq[/tex]$ $[tex]228g\rightarrow{}x=4.65eq[/tex]$ Ese es el resultado ya que es la cantidad de equivalentes en un litro de solución $[tex]\boldsymbol{b)} [/tex]$ Este es un problema de disolución, para estos problemas vamos a usar la siguiente ecuación: $[tex] V_{concentrado}.C_{concentrado} = V_{diluido}.C_{diluido}[/tex]$ Siendo C la concentración de dicha solución. Así que necesito que ambas concentraciones estén expresadas con la misma unidad, vamos a pasar la normalidad a masa sobre masa ya que el proceso inverso lo hicimos en el punto anterior. $[tex]1eq\rightarrow{}49g[/tex]$ $[tex]3eq\rightarrow{}x=147g[/tex]$ Aca deberian haber dado la nueva densidad de la solución, como no lo hicieron usamos la del item anterior. $[tex]1l\rightarrow{}1140g[/tex]$ Calculamos la concentracion masa sobre masa: $[tex]1140g\rightarrow{}147g[/tex]$ $[tex]100g\rightarrow{}x=12.9g[/tex]$ Ahora uso la formula $[tex] V_{concentrado}.C_{concentrado} = V_{diluido}.C_{diluido}[/tex]$ $[tex] V_{concentrado} =\frac{ V_{diluido}.C_{diluido}}{ C_{concentrado} }[/tex]$ $[tex] V_{concentrado} =\frac{ 200cm^3 \cdot 12.9 \frac{g_{st}}{g_{sc}}}{40\frac{g_{st}}{g_{sc}} }=64.5cm^3[/tex]$ Ahora con la ecuación de densidad pasamos ese volumen a masa que es lo que pide el ejercicio: $[tex] \delta = \frac{masa}{volumen}[/tex]$ $[tex] \delta \cdot V = m[/tex]$ $[tex] 1.14\frac{g}{cm^3}\cdot 64.5 cm^3 = 73.5g[tex][tex]\boldsymbol{6)} [/tex]$ Ácido sulfúrico: $[tex] Mr H_2 S O_4 = 98\frac{g}{mol} [/tex]$ $[tex] Eq-g \frac{98}{2}=49 g [/tex]$ $[tex] V = 0.2 l[/tex]$ $[tex] C =40 \frac{g_{st}}{g_{sc}} l[/tex]$ $[tex] \delta = 1.3 \frac{g}{cm^3}[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{a)} [/tex]$ $[tex] \delta = \frac{masa}{volumen}[/tex]$ $[tex] \delta \cdot V = m[/tex]$ $[tex] 1.3\frac{g}{cm^3}\cdot 200 cm^3 = 260g[/tex]$ $[tex]100g Sc\rightarrow{}40g St[/tex]$ $[tex]260g Sc\rightarrow{}x=104g[/tex]$ $[tex]49g\rightarrow{}1eq[/tex]$ $[tex]104g\rightarrow{}x=2.12eq[/tex]$ Tengo 2,12 equivalentes en 200 cm^3 de sc ya que estamos podemos calcular la normalidad de la solución, puedo hacer regla de tres simple o ecuacion, da lo mismo. $[tex]200 cm^3\rightarrow{}2.12eq[/tex]$ $[tex]1000 cm^3\rightarrow{}x=10.6eq[/tex]$ O con ecuacion: $[tex] \frac{2.12eq}{0.2l} = 10.6N[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{b)} [/tex]$ En este caso no podemos usar la ecuación antes presentada pero se puede resolver de forma fácil. Ya que la normalidad se calcula como equivalentes por litro de solución podemos resolver este problema planteando la siguiente ecuación: $[tex] \frac{2.12eq}{x} = \frac{2eq}{l}[/tex]$ $[tex] x = 1.06l[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{c)} [/tex]$ Aca empezamos con neutralización, las reacciones de neutralización son de la siguiente forma: $[tex] AH_{(ac)} + B(OH)_{(ac)} \rightarrow{} AB + H_2 O_{(l)}[/tex]$ $[tex]2 AH_{(ac)} + B(OH)_{2(ac)} \rightarrow{} A_2 B + 2H_2 O_{(l)}[/tex]$ $[tex] AH_{2(ac)} +2 B(OH)_{(ac)} \rightarrow{} AB_2 + 2H_2 O_{(l)}[/tex]$ Como ven la cantidad de moles gastada para la neutralización es proporcional a su equivalente. La ecuación en este caso es: $[tex] 2NaOH_{(ac)} + H_2 S O_{4(ac)} \rightarrow{} NaSO_{4(ac)} + 2H_2 O_{(l)}[/tex]$ Puedo resolver esto planteando que necesito 2 moles del hidróxido por cada mol del acido o directamente con equivalentes (que para estas cosas existen) donde planteas solamente tener el mismo número de equivalentes de acido que de base. Ya que tenemos la cantidad de equivalentes en esta solución hacemos esa forma: $[tex]5eq\rightarrow{}1000cm^3[/tex]$ $[tex]2.12eq\rightarrow{}x=424cm^3[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{c)} [/tex]$ La cantidad de solución del hidróxido será la misma ya que al diluir la solución original no cambio el numero de moléculas de soluto presente. $[tex]\boldsymbol{7)} [/tex]$ Como dijimos, vamos a trabajar con normalidad que es lo más cómodo. Buscamos la normalidad de la solución del acido. $[tex]1mol\rightarrow{}3eq[/tex]$ $[tex]0.2mol\rightarrow{}x=0.6eq[/tex]$ La normalidad de la solucion es entonces $[tex] 0.6N[/tex]$ $[tex]1l\rightarrow{}0.6eq[/tex]$ $[tex]0.2l\rightarrow{}x=0.12eq[/tex]$ Ahora busco el volume de la solucion basica donde haya 0,12 eq. $[tex]0.3eq\rightarrow{}1l[/tex]$ $[tex]0.12eq\rightarrow{}x=0.4l[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{8 )} [/tex]$ Calculamos los equivalentes de hidroxido usados para neutralizar los $[tex]5 cm^3 [/tex]$ del ácido. $[tex]1000cm^3\rightarrow{}2eq[/tex]$ $[tex]6.4cm^3\rightarrow{}x=0.0128eq[/tex]$ Entonces si $[tex] 5cm^3[/tex]$ de acido tienen $[tex] 0.0128 eq[/tex]$ entonces podemos calcular cuantas hay en los $[tex]500cm^3[/tex]$ $[tex]5cm^3\rightarrow{}0.0128eq[/tex]$ $[tex]500cm^3\rightarrow{}x=1.28eq[/tex]$ Ácido sulfúrico: $[tex] Mr H_2 S O_4 = 98\frac{g}{mol} [/tex]$ $[tex] Eq-g \frac{98}{2}=49 g [/tex]$ $[tex]1eq\rightarrow{}49g[/tex]$ $[tex]1.28eq\rightarrow{}x=62.72g[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{9)} [/tex]$ $[tex]\boldsymbol{a)} [/tex]$ Dijimos que hay 2 equivalentes de acido sulfúrico por mol. $[tex]1mol\rightarrow{}2eq[/tex]$ $[tex]0.3mol\rightarrow{}x=0.6eq[/tex]$ Esta es la normalidad, es decir la concentracion por litro, calculo cuantos equivalentes necesito para el volume dado. $[tex]1l\rightarrow{}0.6eq[/tex]$ $[tex]0.5l\rightarrow{}x=0.3eq[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{b)} [/tex]$ Los equivalentes formados de sal son los mismos que los calculados, eso se puede ver en las ecuaciones antes mostradas de ejemplos de neutralización. El cálculo de los equivalentes para las sales es igual que para acidos y bases, fijándote el numero de oxidación de los componentes. $[tex]\boldsymbol{10)} [/tex]$ Hidróxido de calcio $[tex] MrCa(OH)_2 = 74 \frac{g}{mol} [/tex]$ $[tex] Eq-g \frac{74}{2}=37 g[/tex]$ $[tex]37g\rightarrow{}1eq[/tex]$ $[tex]0.148g\rightarrow{}x=0.004eq[/tex]$ $[tex]0.2eq\rightarrow{}1000cm^3[/tex]$ $[tex]0.004eq\rightarrow{}x=20cm^3[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{11)} [/tex]$ $[tex]\boldsymbol{a)} [/tex]$ Hidróxido de sodio $[tex] MrNa(OH) = 40 \frac{g}{mol} [/tex]$ Tiene 1 equivalente por mol así que sus equivalentes pesan lo mismo. Acá tenemos que ver cuál es el reactivo limitante, es decir, el que se consume completamente después de la reacción. $[tex]40g\rightarrow{}1eq[/tex]$ $[tex]16g\rightarrow{}x=0.4eq[/tex]$ Tengo $[tex] 0.4eq[/tex]$ del hidroxido, ahora veamos cuanto hay del acido. El acido nítrico tiene 1 equivalente por mol $[tex]1000cm^3\rightarrow{}0.3eq[/tex]$ $[tex]100cm^3\rightarrow{}x=0.03eq[/tex]$ El reactive limitante en este caso es el acido nítrico ya que evidentemente hay mucho más hidróxido del que alcanza para neutralizar el ácido. Por lo tanto se forman $[tex] 0.03eq[/tex]$ de sal. $[tex]\boldsymbol{b)} [/tex]$ Si se han consumido $[tex]0.03eq [/tex]$ entonces lo que sobra del hidróxido es [tex]0.4 eq – 0.03 eq = 0.37 eq [/tex] y esta misma cantidad se necesita de acido para neutralizarlo. $[tex]\boldsymbol{12)} [/tex]$ $[tex]\boldsymbol{a)} [/tex]$ La concentración de la solución nunca puede ser mayor a lo que indica la curva, por lo tanto los gramos de soluto se desplazarían horizontalmente hasta encontrarse con la curva, desde ahí continuara por esta curva hasta llegar a la temperatura pedida. $[tex]\boldsymbol{b)} [/tex]$ $[tex]5g sc\rightarrow{}1.5g K ClO_3[/tex]$ $[tex]100g sc\rightarrow{}x=30g[/tex]$ (Un detalle para marcar, el peso de la solucion en verdad seria la masa de agua más la del soluto. No lo hice asi para que coincidiera con el resultado que ellos pusieron en la guia) A 20 grados puede haber hasta $[tex] 7.4g[/tex]$ disueltos, por lo tanto precipitaron $[tex] 30g - 7.4g = 22.6g [/tex]$ , esa cantidad se encuentra solido. Como dijimos 7.4 en solución, pero todo esto en 100 g de solución, calculamos en los 5 que tenemos. $[tex]100g sc\rightarrow{}7.4g K ClO_3[/tex]$ $[tex]5g sc\rightarrow{}x=0.37g[/tex]$ $[tex]100g sc\rightarrow{}22.6g K ClO_3[/tex]$ $[tex]5g sc\rightarrow{}x=1.13g[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{13)} [/tex]$ Calculamos la masa de solute que hay en la solución: $[tex]100g sc\rightarrow{}64g st[/tex]$ $[tex]2000g sc\rightarrow{}x=1280g[/tex]$ Ahora cuanto tiene disuelto una solucion de la misma masa pero a 10ºC $[tex]100g sc\rightarrow{}57g st[/tex]$ $[tex]2000g sc\rightarrow{}x=1140g[/tex]$ La resta entre estas cantidades es lo que cristaliza [tex] 1280 g – 1140 g = 140 g[/tex] $[tex]\boldsymbol{14)} [/tex]$ Si empezó a cristalizar a los 32ºC significa que la cantidad de soluto en la solución es la máxima que se puede disolver a esa temperatura. Como 32ºC no aparece en la tabla vamos a usar algo que se llama extrapolación lineal. A 30ºC hay una concentración de $[tex] 10.5g [/tex]$ A 40ºC hay una concentración de $[tex] 14g [/tex]$ La diferencia entre ambas concentraciones es de [tex] 14 g – 10.5 g = 3.5 g [/tex]. Este método de extrapolación se llama lineal ya que ahora vamos a suponer que la solubilidad crece de forma lineal de 30ºC a 40ºC. Asi que planteamos la ecuación de una recta que empieza en $[tex] 10.5 g [/tex]$ y crece de forma tal que al pasar 10 grados este en $[tex]14g [/tex]$ . $[tex] f(x) = 10.5 + 3.5\cdot x[/tex]$ Ahora reemplazamos con 0.2 y obtenemos el valor. $[tex] f(0.2) = 11.2g[/tex]$ Todas esas cuentas tampoco hace falta que las pongan, nomas digan que extrapolan linealmente y que valor obtuvieron. Ahora calculamos la masa de soluto que tenemos en los 5g de agua: $[tex]100g sc\rightarrow{}11.2g st[/tex]$ $[tex]5g sc\rightarrow{}x=0.56g[/tex]$ $[tex]\boldsymbol{15)} [/tex]$ A partir de los datos de las solubilidades podemos sacar una conclusión importante. Si a 80ºC tenemos $[tex]\frac{228.8g}{100g agua} [/tex]$ y a 10ºC tenemos $[tex]\frac{163.2g}{100g agua} [/tex]$ al bajar la temperatura de 80ºC a 10ºC de 100 g de solución va a cristalizar $[tex]228.8g-163.2g=65.6g[/tex]$ Asi que aplicamos regla de tres simple directo desde aca. $[tex]65.6g\rightarrow{}100g sc[/tex]$ $[tex]150g\rightarrow{}x=228.7g sc[/tex]$ Esta es la cantidad de agua, ahora calculamos los gramos de solucion. $[tex]100g\rightarrow{}(100+228,8)g sc [/tex]$ $[tex]228,7g\rightarrow{}x=752g sc[/tex]$ $[tex] \delta = \frac{masa}{volumen}[/tex]$ $[tex] Volumen = \frac{masa}{\delta}[/tex]$ $[tex] V = \frac{752g}{\frac{2.9g}{cm^3}}[/tex]$ $[tex] V = 259,3 cm^3[/tex]$

Foros-FIUBA Foros » Académico » Materias » 63. Química » 63.01 Química » [63.01] Problemas y Ejercicios » Ejercicios de soluciones Resueltos

Cambiar a:

Ver tema siguiente
Ver tema anterior
Podés publicar nuevos temas en este foro
No podés responder a temas en este foro
No podés editar tus mensajes en este foro
No podés borrar tus mensajes en este foro
No podés votar en encuestas en este foro
No Podéspostear archivos en este foro
No Podés bajar archivos de este foro

Todas las horas son ART, ARST (GMT - 3, GMT - 2 Horas)
Protected by CBACK CrackerTracker
365 Attacks blocked.

Foros-FIUBA está hosteado en Neolo.com Cloud Hosting

[ Tiempo: 0.4640s ][ Pedidos: 17 (0.2808s) ]