lunes, 13 de septiembre de 2010

Soluciones-mol

SERIE DE PROBLEMAS

ESTEQUIOMETRÍA

Conceptos Básicos.

El peso molecular (PM) de una sustancia es la suma de los pesos atómicos de todos los

átomos en una molécula de la sustancia y se expresa en unidades de masa atómica. Por

ejemplo, el peso molecular del agua, H2O, es 18.0 uma.

El peso fórmula (PF) de una sustancia es la suma de los pesos atómicos de todos los átomos

en una unidad formular del compuesto, sea molecular o no. Por ejemplo, el cloruro de sodio,

NaCl, tiene un peso fórmula de 58.44 uma. Este compuesto es iónico, así que estrictamente la

expresión “peso molecular de NaCl” no tiene significado. El peso molecular y el peso fórmula

calculados a partir de la fórmula molecular de una sustancia son idénticos.

Un mol (símbolo mol) se define como la cantidad de una sustancia dada que contiene tantas

moléculas o unidades formulares como el número de átomos en exactamente 12 g de carbono-

12. El número de átomos en una muestra de 12 g de carbono-12, se llama número de

Avogadro (NA) y tiene un valor de 6.023 ´ 1023. Por lo tanto, un mol de moléculas, de átomos,

etcétera, contiene el número de Avogadro. Por ejemplo, una mol de etanol es igual a 6.023 ´

1023 moléculas de etanol.

La masa molar de una sustancia es la masa de una mol de la sustancia. El carbono-12 tiene,

por definición, una masa molar de exactamente 12 g/mol. Para todas las sustancias, la masa

molar en gramos por mol es numéricamente igual al peso fórmula en unidades de masa

atómica.

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Formas comunes para expresar la concentración de una disolución:

Molaridad y g/l

Molaridad = No. de moles de soluto ___

VOLUMEN de la disolución en litros

g/l= g de soluto _________________

/VOLUMEN de la disolución en litros

.

I. CONCEPTO DE MOL

Problemas resueltos

· El cianuro de hidrógeno, HCN, es un líquido incoloro, volátil, con el olor de ciertos huesos de

frutas (por ejemplo los huesos del durazno y cereza). El compuesto es sumamente

venenoso. ¿Cuántas moléculas hay en 56 mg de HCN, la dosis tóxica promedio?.

· ¿Cuántos gramos de metano, CH4 hay en 1.20 x 10-4 moléculas?.

· ¿Cuántos moles de sulfuro de sodio, Na2S corresponden a 2.709 x 1024 moléculas de

sulfuro de sodio y cuántos moles de sodio?.

· ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 1 g de O2, O3 y de O?.

· ¿Cuántos moles de personas hay en el mundo si la población es de diez mil millones?.

Problemas a resolver

1. Una muestra de dicromato de amonio, contiene 1.81 x 1024 átomos de hidrógeno ¿cuántos

gramos de nitrógeno hay en ella?.

acuosa).

5. Una aleación que contiene hierro (54.7% en masa), níquel (45.0 %) y manganeso (0.3%)

tiene una densidad de 8.17 gramos sobre cm3:

a) ¿Cuántas moles de hierro hay en un bloque de aleación que mide 10cm x 20cm x

15cm?.

b) ¿Cuántos átomos de manganeso hay en la mitad del bloque que se menciona en el

inciso anterior?.

6. Una muestra de 50 gramos de calcopirita contiene 28 gramos de CuFeS2. ¿Cuál es el

porcentaje de cobre en la calcopirita?.

III. EXPRESIONES DE LA CONCENTRACIÓN Y DILUCIONES

Problemas resueltos

· Una muestra de cloruro de sodio, NaCl, que pesa 0.0678 g se coloca en un matraz

volumétrico de 25.0 mL y se afora con agua destilada. ¿Cuál es la molaridad de la

disolución resultante?.

· ¿Cuántos mililitros de NaCl 0.163 M se requieren para obtener 0.0958 g de cloruro de

sodio?

· ¿Cuántos moles de cloruro de sodio deben colocarse en un matraz volumétrico de 50 mL

para obtener una disolución 0.15 M de NaCl? ¿A cuántos gramos de cloruro de sodio

equivalen?.

17 ¿Cuántos gramos de NaOH se necesitan pesar para preparar 250 mL de una

disolución 1.5M?

32. Para preparar la disolución A se pesa 1 g de NaOH y se afora hasta un volumen final de 20

mL.

Para preparar la disolución B se toman 10 mL de la disolución A y se llevan a un volumen

final de 25mL.

Para preparar la disolución C se toman 10 mL de la disolución B y se llevan a un volumen

final de 25mL.

Calcule la concentración de las soluciones A, B y C.

36. Se desean preparar 3 L de una disolución de un suero que contiene glucosa en

concentración 2.5 M. Explique cómo debe prepararse esta disolución.

VI. ESTEQUIOMETRÍA EN REACCIONES COMPLETAS:

· El sodio es un metal reactivo que reacciona en forma instantánea con agua para dar gas

hidrógeno y una disolución de hidróxido de sodio, NaOH ¿Cuántos gramos de sodio

metálico se necesitan para obtener 7.81 g de hidrógeno según la siguiente reacción?

2Na(s) + 2H2O ® 2NaOH(ac) + H2(g) l

· La esfalerita es un mineral de sulfuro de zinc (ZnS) y una fuente importante del metal zinc.

El primer paso en el procesamiento de la mena consiste en calentar el sulfuro con oxígeno

para obtener óxido de zinc ZnO, y dióxido de azufre, SO2 ¿Cuántos kilogramos de gas

oxígeno se combinan con 5.00 x 103 g de sulfuro de zinc en esta reacción?

· En 1774, el químico británico Joseph Priestley preparó el oxígeno por calentamiento del

óxido de mercurio (II), HgO. El mercurio metalico tambien es un producto en esta reacción.

Si se recogen 6.47 g de oxígeno, ¿Cuántos gramos de mercurio metálico se producen

también?

· El cloruro de aluminio, AlCl3, se utiliza como catalizador en diversas reacciones industriales.

y se prepara a partir del cloruro de hidrógeno gaseoso y viruta de aluminio metálico.

Considerando que un vaso de reacción contiene 0.15 mol de Al y HCl.

2Al(s) + 6HCl (g) ® 2AlCl3(s) + 3H2(g)

Clacule cuántos moles de AlCl3 se pueden preparar a partir de esta mezcla?

· ¿Qué cantidad de sulfuro de zinc se produjo en un experimento en el que se calentaron 7.36

g de zinc con azufre? Considera que estas sustancias reaccionan de acuerdo con

la ecuación.

8Zn (s) + S8 (s) ® 8ZnS (s)

71. ¿Qué ocurrirá si se hacen reaccionar 8.5 moles de cloro y aluminio para

formar cloruro de aluminio.?

72. ¿Qué ocurrirá si se hacen reaccionar HCl con 0.2 moles de zinc para

producir gas hidrógeno?

92. Una de las reacciones que ocurre en un horno de fundición cuando un mineral de hierro es

convertido en hierro, se representa por la siguiente ecuación:

Fe2O3 + 3 CO ---à 2 Fe + 3 CO2

b) Se hacen reaccionar 2 toneladas de óxido férrico con 10 L de monóxido de carbono a

temperatura y presión estándar, ¿cuántos kg de Fe se obtienen y cuántos L de Dióxido

de carbono?

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