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1. Hallar la fórmula empírica y molecular de un compuesto químico que tiene 45,86% de potasio, 37,65% de oxígeno y 16,49% de nitrógeno. Su masa molar está comprendida entre 70 y 100 g/mol.
Datos: MN =14 g/mol MO= 16 g/mol MK=39,1 g/mol R=0,082 atm.L/ºK.mol
Para encontrar la fórmula debemos encontrar los moles de cada elemento. Tomando 100g tenemos que:
de potasio tenemos 45,86/39,1=1,17 de oxígeno 2,35 y de nitrógeno 1,17 moles
para encontrar la relación entre estos números divido por el más pequeño (1,17) y obtengo:
de potasio 1 de oxígeno 2 y de nitrógeno 1...... fórmula empírica KNO2
Si su masa molar está entre 70 y 100, su fórmula molecular debe ser la misma ya que KNO2 tiene unamasa molar de 85,1 g/mol.
2. Robert Boyle hace más de 300 años estudió como cambiaba la presión de un gas al aumentarle la temperatura. Tenía cuidado en que otras magnitudes no cambiasen. Obtuvo una tabla como la siguiente:
Realiza un croquis con los aparatos e instrumentos que utilizó. ¿Qué magnitudes no cambiaban en este experimento?
Vemos en los apuntes que necesitaba una especie de olla express con un manómetro y un termómetro. En este experimento no cambia ni el volumen ni la cantidad de gas.
En la tabla rellena el valor que falta. le corresponde 1,613 que se puede sacar con proporciones entre P y T, o mediante cálculos sobre la propia tabla.
Si enfriamos mucho ¿la presión terminará por hacerse 0? ¿Cuándo ocurre eso? la presión se puede hacer 0 al solidificarse o directamente en el 0 absoluto.
3. En una botella del laboratorio tenemos ácido sulfúrico H2SO4 mezclado con agua. En la botella pone que la concentración de ácido es del 65 % en peso. Cogemos 100 mL de la botella:
a) ¿gramos de mezcla, de ácido y de agua que tenemos en los 100 mL?
Si la densidad es 1,6 g/mL en 100 mL tenemos 160g de mezcla. De estos 160g el 65% es ácido, es decir 104g y el resto 56g es de agua
b) molaridad de la mezcla. 104 g de ácido son 104/98 moles es decir 1,06 moles.
1,06 moles están en 100mL .... 1,06/0,1 = 10,6 moles/L
c) Si quisiéramos coger exactamente 0,05 moles de ácido puro ¿Cuánta mezcla deberíamos coger?
podemos utilizar el resultado anterior ya que si en 1 L hay 10,6 moles; para tener 0,05 moles deberemos tomar
0,05/10,61 = 0,0046 L = 4,6 mL.
Datos: Masas molares: MS = 32 g/mol MO = 16 g/mol MH = 1 g/mol
Densidad de la mezcla 1,6 g/mL
4. a) En los siguientes recipientes tenemos diferentes gases. Ordenar razonadamente los recipientes según tengan más o menos moléculas.
En el recipiente 3 tenemos más moléculas ya que hay más presión y volumen
después en el 1 que tenemos menos presión y volumen.
Y por último el 2 y el 4 igualados ya que tienen igual presión y menos volumen.
b) Definir y poner un ejemplo de “masa molecular” y “mol”
La masa molecular es simplemente la masa de una molecula y se puede expresar en Kg, g, o umas.
Mol es la unidad en el sistema internacional de "cantidad de sustancia". Exactamente 1 mol son 6.1023 átomos o moléculas.
5. Rellenar la siguiente tabla: Puedes tu mismo buscar las operaciones
MFe = 55,9 g/mol MC=12g/mol MH= 1 g/mol MO= 16 g/mol R:0,082 atm.L/ºk.mol t=20ºC p=1 atm
EXAMEN DE QUÍMICA (1)
1. En la isla del Hierro se está observando estos días la presencia de un gas extraño. Después de realizar diversas pruebas se comprueba que el 30,44 % de su masa es nitrógeno y el resto oxígeno. También se ha medido su densidad en un laboratorio de la isla (a una p=1 atm y una temperatura de 20ºC) y el resultado ha sido 3,83 g/L. Averiguar su fórmula empírica y su fórmula molecular.
Datos: MN =14 g/mol MO= 16 g/mol R=0,082 atm.L/ºK.mol
Para encontrar la fórmula tenemos que calcular los moles de N y O. El 100 g hay 30,44/14 = 2,17 moles de N y 69,56/16=4,34 moles de O. hay doble número de O que de N.... la fórmula empírica es NO2.
Pero 1L de gas pesa 3,83g.. aplicando la fórmula de los gases 1.1=n.0,082.293 n=0,042 moles
Poe tanto 1 mol de gas tendrá una masa de 91,2 g
La fórmula debe ser el doble de la más sencilla N2O4 de masa molécular 92g
2. Robert Boyle hace más de 300 años estudió como cambiaba el volumen de un gas al aplicarle presiones diferentes. Tenía cuidado en que otras magnitudes no cambiasen. Obtuvo una tabla como la siguiente:
Realiza un croquis con los aparatos e instrumentos que utilizó. ¿Qué magnitudes no cambiaban en este experimento?
Se puede ver el croquis del pistón que empleó en los apuntes. LLevaba un manómetro y una escala para medir el volumen. La temperatura y la cantidad de gas no varían.
En la tabla rellena los valores que faltan. p.V es constante. El volumen de la presión 2 es 4 L y la presión correspondiente a 0,5 L es 16 atm
¿Existe algún valor incorrecto? El valor 0,6/12 es incorrecto ya que no cumple que p.V sea constante
Si aumentamos la presión enormemente ¿El volumen llegará a hacerse 0?El volumen no puede hacerse 0 por varias razones. Los átomos ocupan algo siempre, el gas se convertirá en líquido antes, las curvas son hiperbolas que no llegan a tocar los ejes.
3. Para recuperar las sales y aportar energía al organismo podemos utilizar una disolución llamada suero glucosalino que contiene en gramos 3,7 % de glucosa (C6H12O6) y 0,34 % de cloruro sódico. Queremos preparar 500 mL de suero glucosalino:
a) Masa de la disolución. Si 1,1g ocupan 1mL..... 500mL pesarán 550g
b) Masa de glucosa, cloruro sódico y agua que necesito. 3,7% de 550g es decir 18,5 g de glucosa. 0,34% de 550g es decir 1,87 g de cloruro sódico. El resto será agua 550-18,5-1,87 = 529,63g
c) Molaridad de la disolución de glucosa y de cloruro sódico (por separado o juntos)
Los moles de glucosa son 18,5/180= 0,1 moles Los moles de sal 1,87/36,5=0,05 moles de sal
la molaridad será 0,1 moles/0,5 L = 0,2 moles/L de glusoca y 0,1 moles/L de sal
Datos: Densidad del suero 1,1 g/mL MC=12g/mol MO= 16 g/mol MH = 1 g/mol
4. Definir y poner un ejemplo:
a) “cantidad de sustancia” Es el número de partículas. Se mide con una unidad especial "mol"
b) “masa atómica relativa” masa de un átomo en relación al átomo de hidrógeno. Ejemplo Al:27. El átomo de aluminio es 27 veces más pesado que el de hidrógeno
c) “masa molar” La masa de 1 mol de sustancia. Por ejemplo Masa molar del carbono es 12g es decir 1 mol de carbono tiene una masa de 12g.
d) Hipótesis de Avogadro La presión de un gas depende del número de partículas ( no del tipo de partículas). En las mismas condiciones de Presión, volumen y temperatura todos los gases tienen las mismas partículas.
5. Rellenar la siguiente tabla:
MFe = 55,9 g/mol MC=12g/mol MH= 1 g/mol MO= 16 g/mol R:0,082 atm.L/ºk.mol
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