Ejercicios de Química tipo Prueba Nº2 Facultad Tecnológica

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RECUERDEN QUE: En los ejercicios de gases SIEMPRE deben trabajar con la temperatura en K 1. La densidad del gas metano (CH4) en g/L, en CNPT, es: A) 0,715 B) 7,14 C) 1,40 D) 0,955 E) 0,0955

*Por conveniencia, cuando hablemos de masa molar en gases, usaremos la sigla MM

Donde: P= presión (atm) V= volumen (L) T= temperatura (K) n= mol MM= masa molar (g/mol) R= 0,082 atm*L/mol*K d= densidad (g/L)

Datos: CNPT (esta sigla quiere decir condiciones normales de presión y temperatura: 1 atm y 273 K) CH4 MM=16 g/mol Reemplazando:

=

= 0,715 g/L

2. 5,20 g de un gas que contiene yodo ocupa un volumen de 1140 mL a 78 ºC y 780 Torr. La fórmula del gas es: A) I2 B) CH3I C) HI D) PI3 E) CI4 Con la misma deducción del ejercicio anterior tenemos la siguiente fórmula:

Conversiones:

1L 1000 mL

1atm 760 torr ºC + 273 = K

Datos: m= 5,20 g V= 1140 ml = 1,140 L T=78 ºC = 351 K P= 780 torr = 1,026 atm R= 0,082 atm*L/mol*K

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Reemplazamos

A) I2 (MM= 253,8 g/mol) B) CH3I (MM= 141,9 g/mol) C) HI (MM= 127,9 g/mol) D) PI3 (MM= 411,7 g/mol) E) CI4 (MM=142,0 g/mol)

3. Se tiene nitrógeno a 0ºC en un cilindro con émbolo móvil. Si la presión permanece constante, la temperatura a la que se duplica el volumen será: A) 273 K B) 100 ºC C) 273 ºC D) 373 ºC De la ecuación de gases ideales se puede deducir que

donde R es una constante, por lo tanto, a modo de análisis se puede

expresar la ecuación como

.

El problema indica que se trabaja solo con un gas en un cilindro que posee un émbolo, por lo tanto la cantidad de nitrógeno no varía (se mantiene constante). Bajo esta lógica, se puede realizar una igualación de moles (cantidad de materia) en un inicio y después del cambio de temperatura. Por lo tanto se tiene:

Como la presión se mantiene constante, y el volumen debe ser duplicado ( ), la expresión final de la igualación de moles sería:

Despejando el valor de T2, se tiene:

0°C = 273 K, por lo tanto 546 K = 273 °C.

4. En una olla a presión se colocó maíz para palomitas a 25 ºC y a 1,00 atm, se calentó hasta alcanzar los 220 ºC, antes de reventar. La presión del aire en los granos de maíz, a esta temperatura, en atmósferas, suponiendo que su volumen no ha cambiado, es: A) 11,2 B) 8,88 C) 1,65 D) 4,34 E) 0,60 La Ley combinada de los gases indica que:

Como el volumen permanece constante, no lo consideraremos, por lo tanto, se obtienen la siguiente ecuación:

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Vemos ahora los datos y reemplazamos: Datos: T1=25,0 ºC = 298 K P1= 1,00 atm T2= 220 ºC = 493 K P2= ?

= 1,65 atm

5. La presión, en atmósferas, que ejercen 142 gramos de cloro (Cl2) en una botella de 500 mL a una temperatura de 28,0º C es: A) 700 B) 98,7 C) 9,12 *10-3 D) 8,34 E) 70,6

Datos: m= 142 g V= 500 ml = 0,5 L T= 28 ºC = 301 K P= 780 torr = 1,026 atm R= 0,082 atm*L/mol*K MM= 71 g/mol Reemplazamos:

= 98,7 atm

6. ¿Qué masa en gramos de soluto habrá que disolver en 95 mL de agua para obtener una solución al 5%

m/m? Considere la densidad del agua como 1g/mL.

A) 5,00 g

B) 95,0 g

C) 4,75 g

D) 100 g

El volumen de solvente que se informa debe ser expresado en masa.

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Ahora ocupamos la fórmula

despejando entonces la masa de soluto, obtenemos:

7. Determine el volumen de solución al 18% m/v que se puede preparar con 25 g de soluto y suficiente

agua.

A) 75 mL

B) 139 mL

C) 72 mL

D) 142 mL

El porcentaje masa-volumen, indica la cantidad de soluto que hay en 100 mL de solución, por lo tanto:

8. La masa de hidróxido de sodio (NaOH) necesaria para preparar 1000 mL de una solución 0,05 M es:

A) 0,2 g

B) 5,1 g

C) 2,0 g

D) 0,05 g

La concentración expresada en molaridad, indica cuántos moles de soluto hay en un litro de solución. Como la pregunta corresponde a la masa de

NaOH, se debe conocer la masa molar de soluto se necesita.

0,05 M ⇒

de NaOH

MMNaOH = 40 g/mol

=0,05 mol NaOH *40 g/mol= 2,0 g

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9. Se tiene una muestra de 0,25 L de agua (densidad 1,0 g/mL) que contienen 7,5 miligramos de ión nitrato. Su concentración en partes por millón es: A) 0,033 B) 30,0 C) 3,30 D) 3,00 E) 0,33

ppm = mg/L

7,5 mg de ion nitrato → 0,25 L de agua X mg de ion nitrato → 1 L de agua

X = 30 mg/L = 30 ppm

10. ¿Qué volumen de una solución de NaOH al 15,54 % en masa y densidad 1,170 g/mL se necesita para

preparar 500 mL de una solución 0,2 M de NaOH?

A) 22,0 mL B) 10,2 mL C) 15,4 mL D) 8,7 mL E) Otro valor

M

C1 * V1 = C2 * V2

4,545 M * X = 0.2 M * 500 mL X = 22,0 mL

11. La Molaridad de la solución resultante al mezclar 500 mL de una solución 0,20 M de KCl con 250 mL de una solución 0,5 M de la misma sal, considerando volúmenes aditivos es: A) 0,25 B) 0,30 C) 0,35 D) 0,40 E) 0,45

CT * VT = C1* V1 + C2 * V2

Como se indicó que los volúmenes son aditivos, podemos considerar que el volumen total es 750 mL (500 mL+ 250 mL)

CT * 750 mL= 0,2 M* 500 mL + 0,5 M* 250 mL

CT = 0,30 M

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12. La concentración de H+ de una solución de HCl cuyo pH es 1,8 es: A) 6,31 M B) 0,016 M C) 63,09 M D) 6,31*10-13 M Ahora, como nos dicen que la concentración es de HCl, y sabemos que es un ácido fuerte, sabemos que se disocia completamente:

HCl H+ + Cl

-

X X X Si una solución tiene pH=1,8, podemos calcular la [H

+]

pH=-log[H+]

⇒ [H

+]= 10

-pH = 0,016

M

HCl H

+ + Cl

-

0,016 M 0,016 M 0,016M

13. Calcule el pH de una solución si su concentración de OH-= 7,00*10-4 M, e indique si la solución es ácida o básica. A) 3,15 ácida B) 17,2 básica C) 10,8 básica D) 11,0 básica E) 10,8 ácida Hay diferentes maneras para resolver esta pregunta. La primera es recordando que:

1*10-14

= [H+] * [OH

-]

Entonces:

1*10-14

= [H+] * [7,00*10

-4] ⇒ [H

+]= 1,43*10

-11M

pH = -log[H

+] = -log (1,43*10

-11) = 10,84

Otra forma es, calculando el pOH:

pOH = -log[OH-] = -log (7,00*10

-4) = 3,16

Ahora como pH + pOH =14 ⇒ pH=14 - pOH = 14 - 3,16 = 10,84

Ahora, para discriminar si una sustancia es ácida o básica debemos recordar que la escala de pH va de 0 a 14. Las soluciones neutras tienen un pH = 7, las soluciones ácidas tiene un pH menor que 7 y las soluciones básicas tienen un pH mayor que 7.

14. Calcular la cantidad de KOH (Kb = ) necesaria para preparar 250 mL de disolución acuosa de pH = 9,0. A) 2,5*10-6 mol B) 1,0*10-5 mol C) 2,5 *10-10 mol D) 1,4 *10-4 mol E) 1,4 *10-8 mol Si una solución tiene pH=9, podemos calcular la [H

+]

pH=-log[H+]

⇒ [H

+]= 10

-pH = 1,00*10

-9 M

Recordemos que: 1*10

-14 = [H

+] * [OH

-]

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Entonces:

1*10-14

= [1,00*10-9] * [OH

-] ⇒ [OH

-]= 1,00*10

-5 M

Ahora, como nos dicen que tenemos KOH y nos indican que su Kb = , sabemos que el KOH se disocia completamente:

KOH K+ + OH

-

X X X Entonces: Si sabemos la concentración de OH

-, sabemos directamente la concentración de KOH = 1,00*10

-5 M

Como sabemos la concentración molar de KOH, sabemos los moles de KOH que tenemos en 1 L de solución.

1,00*10-5

moles 1000 mL

X 250 mL X = 2,5*10

-6moles

15. Una disolución de ácido fórmico HCOOH (M = 46 g/mol) que contiene 4,60 g de ácido por litro de disolución, tiene un pH de 2,37. El valor de la constante de ionización del ácido fórmico, es: A) 6,3 *10-3

B) 0,217 C) 5,46 *103 D) 1,8 * 10-4 E) 4,61 Lo primero que debemos determinar es la molaridad inicial del HCOOH. Para esto primero determinamos los moles:

Ahora, calculamos la concentración molar:

Otro dato que nos dan es que la solución tiene un pH 2,37. Recordando entonces que:

pH=-log[H+]

⇒ [H

+]= 10

-pH = 4,27*10

-3 M

En la calculadora, para poder determinar [H+]= 10

-pH, es necesario usar la función antilog -pH (es decir colocar shift log -pH)

Ahora, determinamos el % de disociación del ácido. Si es menor a 5%, podemos calcular la Ka directamente:

Ci 100%

H+

X% Donde Ci es la Concentración inicial

0,1 M 100%

4,27*10-3 X%

X= 4,27

Como el porcentaje de disociación es menor al 5%, podemos ocupar directamente la siguiente fórmula:

[ ] √

[ ]

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16. El pH de una solución de HNO3 que contiene 2,0 g de ácido puro en 50 mL de solución es: A) 1,60 B) 2,00 C) 0,20 D) 0,32

Sabemos además que la masa molar del HNO3 = 63 g/mol. Reemplazando entonces:

[ ]

Como el ácido nítrico es un ácido fuerte, se disocia completamente, por lo tanto, la concentración de protones en la solución será igual a la concentración de ésta.

Respuestas:

Pregunta Alternativa

1 A

2 C

3 C

4 C

5 B

6 A

7 B

8 C

9 B

10 A

11 B

12 B

13 C

14 A

15 D

16 B