FÍSICA Y QUÍMICA I.E.S LÁZARO CÁRDENAS: 2014

CONCEPTOS	EJERCICIOS RELACIONADOS
EL MOL El mol es la unidad internacional de cantidad de materia. Equivale a un número de avogadro de partículas Nº de partículas= n.N_A Donde n es el número de moles y N_A es el número de Avogadro (6,022.10²³partículas/mol) La masa de un mol equivale a la masa de la partícula (atómica o molecular) expresada en gramos (que se llama masa molar) n=m(g)/Mm Donde n es el número de moles; m(g) es la masa expresada en gramos y Mm la masa molar de la sustancia.	1.- ¿ A cuántos gramos equivalen 4 moles de ácido sulfúrico?. Sol: 392 g. 2.- ¿Cuántas moléculas de butano, hay en 348 g de dicho compuesto?. Sol: 3,61x1024 moléculas. 3.- Una cucharilla de 100 cc de capacidad llena de agua, ¿ cuántas moléculas de agua contiene?. Sol: 3,34x1024 moléculas. 4.-¿Cuántos átomos de fósforo hay en 0,25 moles de pentaóxido de difósforo?. Sol: 3,01x1023 át.de P. 5.-Calcula la masa en gramos de 2x1024 átomos de cinc. Sol: 217,2 g de Zn. 6.- Calcula el número de moléculas contenido en 1 cc de agua pura. Sol: 3,3x1022 Moléculas 7.- ¿ Cuántos gramos de oxígeno hay en 0,30 moles de Be (NO3)2?. Sol:28,8 g de oxígeno.
LAS FÓRMULAS QUÍMICAS Fórmula empírica Proporción simple entre los átomos que forman un compuesto. Fórmula molecular Número real de átomos de cada elemento que entran a formar parte de la molécula del compuesto. Composición centesimal. Masa en gramos de cada elemento que hay en 100 g del compuesto. Calculo de la fórmula empírica: Conocida la composición centesimal, dividimos cada porcentaje entre la masa atómica del elemento. Obtenemos así el número de moles de cada elemento que hay en 100g. Después relacionamos cada uno de estos moles con aquel que tenga el valor más pequeños. Obtendremos una relación de números enteros y sencillos. Cálculo de la fórmula molecular Conocida la fórmula empírica y la masa molar del compuesto, averiguamos cuántas veces cabe una masa-fórmula empírica en una masa molar. Debe corresponder a un número entero.	8. La aspirina y el paracetamol son dos de los analgésicos más populares. Determina la fórmula molecular de cada uno a partir de la siguiente información: a)Un gramo de aspirina contiene 0,60 g de carbono, 0,044 g de hidrógeno y el resto de oxígeno; la masa molecular de la aspirina es 180. Sol: C9H8O4 b)La composición centesimal del paracetamol es 63,57% de carbono, 5,96% de hidrógeno, 9,27% de nitrógeno y 21,19% de oxígeno y su masa molecular es 151. Sol: C8H9NO2 9.- Una muestra de 1,20 g de un compuesto con solo carbono e hidrógeno ardió completamente en exceso de oxígeno, dando 3,60 g de CO2 y 1,96 g de H2O. Determina su fórmula empírica. Sol: (C3H8)n 10.- La vitamina C es un compuesto que está formado únicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno. La combustión de una muestra de 1,76 g de vitamina C da lugar a 2,64 g de dióxido de carbono y 0,720 g de agua. ¿Cuál es la fórmula empírica de la vitamina C. Sol: (C3H4O3)n
ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES P.V=nRT P es la presión (en atmósferas). V el volumen (en L) n es el número de moles R es la constante de Rydberg para los gases ( 0,082atm.L.mol^-1.K^-1) T es la temperatura en Kelvin. Otra forma de expresar esta ecuación: P.Mm=rRT Donde Mm es la masa molar y r la densidad en g/L	10.- Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO₂ o SO₃. Para resolver la duda, los introducimos en un recipiente de 1 l y observamos que la presión que ejercen a 27ºC es de 1,5 atm. ¿De qué gas se trata? 11.- Al quemar totalmente 0,210 g de un compuesto que contiene solamente C y H se obtuvieron 0,660 g de dióxido de carbono. Por otra parte se determinó que la densidad de este hidrocarburo es de 1,87 g/L a 273 K y 1 atm. Establece la fórmula de la sustancia. Sol: C3H6
LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES En una mezcla gaseosa la presión total es la suma de las presiones parciales de cada componente (Siendo ésta la presión que tendría en estado puro en las misma condiciones que la mezcla) P_T=P₁+P₂+P₃+…..+P_n Se demuestra además que: P_i=X_iP_T Donde X_i es la fracción molar del componente i (moles de i respecto a los moles totales)	12.- Una mezcla de dos gases formada por 28 g de N2 y 64 g de O2, están a la temperatura de de 26º en un recipiente de 20 L. halla la presión de la mezcla y la presión de cada gas. 13. Un recipiente de 2 litros contiene, a 27ºC, una mezcla de gases formada por 0,8 gramos de monóxido de carbono,1,6 gramos de dióxido de carbono y 1,4 gramos de metano(CH₄) Calcular: a) El número de moles de cada gas. b) La fracción molar de cada gas. c) La presión total y la parcial de cada gas.
DISOLUCIONES Son mezclas homogéneas en las que el componente minoritario se llama soluto y el mayoritario disolvente. CONCENTRACIÓN DE DISOLUCIONES Riqueza en peso Son los gramos de soluto que hay en 100 g de disolución. C(%)=(m(g) de soluto/m(g) de disolución)x100 Concentración en gramos/litro Son los gramos de soluto que hay en 1L de disolución. C(g/L)= m(g) de soluto/V(L) de disolución Concentración molar(M) Son los moles de soluto que hay en 1L de disolución. M=n de soluto/V(L) de disolución DILUCIÓN Proceso mediante el cual se adiciona agua a una disolución concentrada para obtener una de menor concentración (diluida). El volumen añadido y la concentración obtenida son magnitudes inversamente proprocionales. C.V=c.v	14.- La sal común, NaCl, se obtiene en las salinas por evaporación del agua del mar. Si el agua del mar Mediterráneo contiene un 3,5% en peso de NaCl y su densidad es 1,015 kg/L, ¿qué volumen de agua de mar tendríamos que evaporar para obtener 1 kg de sal común? 15.- Se prepara una disolución a partir de 40 g de alcohol etílico añadiéndole agua hasta alcanzar un volumen total de 250 cm3. Determina su concentración molar. Sol: 3,5 M. 16.- Una disolución de ácido sulfúrico tiene una densidad de 1,60 g/mL y contiene el 69,1% en masa de ácido puro. a)Expresa la composición de esta disolución en g/L y mol/L. Sol: 1105,6 g/L; 11,28mol/L. 17.- ¿Qué masa de soluto se debe añadir a 240 mL de una disolución del 25% en masa y densidad 1,24 g/mL para aumentar su concentración hasta el 40%? 18.- El ácido clorhídrico del 36,5% en peso tiene una densidad de 1,15 g/mL. ¿Cuántos mililitros de ese ácido serán necesarios para preparar 1 L de ácido clorhídrico 0,1M? Sol:8,7mL

1.- ¿ A cuántos gramos equivalen 4 moles de ácido sulfúrico?.

4mol H₂SO₄.98g/1mol= 392g

2.- ¿Cuántas moléculas de butano, hay en 348 g de dicho compuesto?.

Mm(C₄H₁₀)= 4x12+10= 58g/mol

348g.1mol/58g.6,022.10²³moléculas/mol= 3,61x10²⁴moléculas

3.- Una cucharilla de 100 cc de capacidad llena de agua, ¿cuántas moléculas de agua

contiene?.

100cc equivale a 100g de agua.

100g.1mol/18g.6,022.10²³ moléculas/mol= 3,34x10²⁴moléculas

4.-¿Cuántos átomos de fósforo hay en 0,25 moles de pentaóxido de difósforo?.

0,25mol.6,022.10²³moléculas/mol.2átomos deP/1molécula= 3,01x10²³ át.de P

5.-Calcula la masa en gramos de 2x10²⁴ átomos de cinc.

2.10²⁴ át. 1mol/6,022.10²³átomos.65,4g/mol= 217,2 g de Zn.

6.- Calcula el número de moléculas contenido en 1 cc de agua pura.

1cc equivale a 1 g de agua.

1g.1mo/18g.6.022.10²³moléculas/mol=3,3x10²²Moléculas

7.- ¿ Cuántos gramos de oxígeno hay en 0,30 moles de Be (NO3)2?.

0,30mol de Be(NO₃)₂. 6mol de O/1mol de Be(NO₃)₂. 16g de O/1mol de O=:28,8 g deO

8. La aspirina y el paracetamol son dos de los analgésicos más populares. Determina la fórmula molecular de cada uno a partir de la siguiente información:

a)Un gramo de aspirina contiene 0,60 g de carbono, 0,044 g de hidrógeno y el resto de oxígeno; la masa molecular de la aspirina es 180.

Moles de C 0,60/12= 0.05mol; Moles de hidrógeno 0,044/1=0,044 mol.

Moles de oxígeno (1-0,644)/16= 0,022 mol

C/O= 0,05/0,022= 2,25=9/4

H/O=0,044/0,022=2=8/4

Fórmula empírica= C₉H₈O₄

Masa empírica = 9x12+8+4x16=180= Masa molecular

Fórmula molecular= fórmula empírica= C₉H₈O₄

b)La composición centesimal del paracetamol es 63,57% de carbono, 5,96% de hidrógeno, 9,27% de nitrógeno y 21,19% de oxígeno y su masa molecular es 151.

n(C)=63,57/12= 5,3mol; n(H)=5,96/1=5,96mol; n(N)=9,27/14= 0,66mol; 21, n(O)=19/16= 1,3mol

C/N=5,3/0,66= 8

H/N=5,96/0,66= 9

O/N= 1,3/0,66=2

Fórmula empírica C₈H₉O₂N

Masa f.empírica= 151=masa molecular.

Fórmula molecular C₈H₉O₂N

9.- Una muestra de 1,20 g de un compuesto con solo carbono e hidrógeno ardió

completamente en exceso de oxígeno, dando 3,60 g de CO2 y 1,96 g de H2O. Determina

su fórmula empírica.

Mm(CO₂)=44g/mol

3,60g de CO₂ (12gC/44gCO₂)= 0,982g de C n(C)=0,082mol

1,20-0,982=0,218g deH n(H)=0,218/1= 0,218 mol

C/H=0,218/0,082= 2,66=8/3; C₃H₈

10.- La vitamina C es un compuesto que está formado únicamente por

carbono, hidrógeno y oxígeno. La combustión de una muestra de 1,76 g

de vitamina C da lugar a 2,64 g de dióxido de carbono y 0,720 g de

agua. ¿Cuál es la fórmula empírica de la vitamina C.

2,64gCO₂x1molC/44g CO₂= 0,06 mol

0,720gdeH₂O.2molH/18g de H₂O= 0,08mol

M(g) de oxígeno=1,76-(0,06x12+0,04)= 1g n(O)=1/16= 0,0625mol

O/C=0,0625/0,06=1

H/C=0,08/0,06=4/3

C₃H₄O₃

10.- Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO₂ o SO₃. Para resolver la duda, los introducimos en un recipiente de 1 l y observamos que la presión que ejercen a 27ºC es de 1,5 atm. ¿De qué gas se trata?

Masas atómicas O=16 ; S=32

P.V=nRT; n=P.V/RT= 1.1,5/(0,082x300)= 0,061mol

n=m(g)/Mm; Mm=m(g)/N= 4,88/0,061= 80g/mol

Mm(SO₂)= 32+2x16= 64g/mol; Mm(SO₃) = 32 + 3x16= 32 + 48= 80g/mol

Se trata de SO₃

11.- Al quemar totalmente 0,210 g de un compuesto que contiene solamente C y H se

obtuvieron 0,660 g de dióxido de carbono. Por otra parte se determinó que la densidad

de este hidrocarburo es de 1,87 g/L a 273 K y 1 atm. Establece la fórmula de la sustancia. Sol:

FÓRMULA EMPÍRICA

n(C)= 0,660g de CO₂.1 mol de C/44 g deCO₂= 0,015 mol.

m(g) de C= 0,015x12= 0,18g

m(g) de H= 0,210-0,18= 0,03g n(H)= 0,03/1= 0,03 mol

H/C=0,03/0,015=2 (CH₂)

MASA MOLAR

P.Mm=ρRT; Mm= ρRT/P= 1,87.0,082.273/1= 42g/mol

Masa f. Empírica= 12+2=14; 42/14= 3

Fórmula molecular C₃H₆

12.- Una mezcla de dos gases formada por 28 g de N2 y 64 g de O2, están a la temperatura de _e 26º en un recipiente de 20 L. halla la presión de la mezcla y la presión de cada gas.

N(N₂)=28/28= 1mol P(N₂)= nRT/V= 1.0,082.(273+26)/20= 1,23 atm.

N(O₂)= 64/32= 2mol; P(O₂)= 2,46atm.

P_T= 1,23+2,46= 3,69atm.

13. Un recipiente de 2 litros contiene, a 27ºC, una mezcla de gases formada por 0,8 gramos de monóxido de carbono,1,6 gramos de dióxido de carbono y 1,4 gramos de metano(CH₄) Calcular:

a El número de moles de cada gas.

n(CO)= 0,8/28= 0,029mol; n(CO2)=1,6/44= 0,036mol; n(CH4)= 1,4/16= 0,088mol

La fracción molar de cada gas.

X(CO)=0,029/(0,029+0,036+0,088)= 0,029/0,153=0,19

X(CO2)=0,036/0,153= 0,24

X(CH4)= 0,088/0,153= 0,58

La presión total y la parcial de cada gas.

P=nRT/V=0,153.0,082.300/2= 1,9atm.

P(CO)=0,19x1,9= 0,36atm; P(CO2)=0,24.1,9= 0,46atm; P(CH4)=0,58.1,9= 1,1atm.

14.- La sal común, NaCl, se obtiene en las salinas por evaporación del agua del mar. Si el agua del mar Mediterráneo contiene un 3,5% en peso de NaCl y su densidad es 1,015 kg/L, ¿qué volumen de agua de mar tendríamos que evaporar para obtener 1 kg de sal común?

3,5=(1000/m(g)disolución)x100); m(g)disolución= 100000/3,5= 28571g= 28,6kg;

V=m/d=28,6/1,015= 28,1L

15.- Se prepara una disolución a partir de 40 g de alcohol etílico añadiéndole agua hasta alcanzar un volumen total de 250 cm3. Determina su concentración molar.

Mm(C2H6O)= 46g/mol; n=40/46= 0,87mol M=n/V(L)= 0,87/0,25=3,5mol/L

16.- Una disolución de ácido sulfúrico tiene una densidad de 1,60 g/mL y contiene el 69,1% en masa de ácido puro. a)Expresa la composición de esta disolución en g/L y mol/L. g/L;

M= (69,1g.1mol/98g):(100gx1mL/1,60gx1L/1000mL)=69,1x1,60x1000/(98x100)= 11,28mol/L

C(g/L)= 11,28molx98g/mol/1L= 1105,6g/L

17.- ¿Qué masa de soluto se debe añadir a 240 mL de una disolución del 25% en masa y

densidad 1,24 g/mL para aumentar su concentración hasta el 40%?

25=[m(g) de soluto/(240mLx1,24g/mL)]x100; 25/100= m(g)de soluto/297,6;

m(g) de soluto= 0,25.297,6= 74,4g

40=[(74,4+x)/(297,6+x)].100; 0,4(297,6+x)=74,4+x; 193,44 + 0,4x= 74,4+x;

193,44-74,4= x-0,4x; 119,04=0,6x; x= 119,4/0,6= 198,4g

18.- El ácido clorhídrico del 36,5% en peso tiene una densidad de 1,15 g/mL. ¿Cuántos

mililitros de ese ácido serán necesarios para preparar 1 L de ácido clorhídrico 0,1M?

M(HCl)= (36,5x1,15x1000):(36,5x100)= 11,5M

C.V=c.v; V=c.v/C= 0,1x1/11,5= 0,0087L= 8,7mL

No, si nos ayudan a entender mejor la materia.

Ya sabemos que la materia está formada por átomos, con su núcleo con protones y neutrones y su corteza con electrones, pero ¿Cómo son de pequeñas estas partículas?

- Si un pomelo tuviera el tamaño de la Tierra, cada uno de sus átomos tendría el tamaño de un arándano y su núcleo sería invisible.

- Si el átomo fuera como un estadio de fútbol. Su núcleo tendría el tamaño de una canica.

- Un estadio muuuy vacío: Si quitáramos el espacio que hay entre nuestro núcleo y nuestros electrones, podríamos meter a toda la humanidad en un azucarillo.

- Y ese núcleo tan pequeño, es muuuuy denso. Si tuviera el tamaño de una caja de pomelos, pesaría más de lo que pesan seis mil millones de coches.

Todo esto y más en el siguiente vídeo:

https://www.youtube.com/watch?v=yQP4UJhNn0I

Referencias.

http://www.sciencealert.com/watch-just-how-small-is-an-atom

https://www.facebook.com/IFeakingLoveScience/photos/a.456449604376056.98921.367116489976035/975690489118629/?type=1&theater

FÍSICA Y QUÍMICA I.E.S LÁZARO CÁRDENAS

MATERIAS

viernes, 19 de diciembre de 2014

PARA RECUPERAR LA 1ª EVALUACIÓN (4º ESO)

martes, 16 de diciembre de 2014

Lo "peta" en los karaokes: "All about that space."

martes, 9 de diciembre de 2014

miércoles, 3 de diciembre de 2014

MOL, FÓRMULAS QUÍMICAS, GASES Y DISOLUCIONES

lunes, 1 de diciembre de 2014

CALENDARIO DE ADVIENTO QUÍMICO

sábado, 22 de noviembre de 2014

¿LAS COMPARACIONES SON ODIOSAS?