PROBLEMAS DE ESTEQUIOMETRÍA, SOLUCIONES y USOS DE MATERIALES


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1 PROBLEMAS DE ESTEQUIOMETRÍA, SOLUCIONES y USOS DE MATERIALES PROBLEMA E1 a) Escribir la fórmula molecular de las siguientes sustancias: hidrógeno sulfato de potasio, ácido clorhídrico, dióxido de carbono, carbonato de aluminio (III), cloruro de sodio. b) 3,50 grs de una muestra de FeS (s) cuya pureza es de 91,2 %, se mezclan con 0,250 litros de O 2(g) medidos en CNTP. Si se obtienen 0,182 grs de FeO (s) y SO 2(g) calcular: (i) el rendimiento del proceso y (ii) el volumen de SO 2(g) producido durante la reacción química. PROBLEMA E2 a) Se mezcla un volumen de solución de H 2 SO 4 con una masa de Cr(OH) 3 para dar agua y 0,560 g de Cr 2 (SO 4 ) 3 con 95% de rendimiento. La reacción se detiene cuando se consume totalmente el hidróxido. (i) Qué masa de muestra de hidróxido de cromo (III) al 65% de pureza se utilizó?. (ii) Si la concentración de la solución de H 2 SO 4 era 0,435 M, qué volumen reaccionó?. b) Se mezclan 30,00 ml de una solución 2,0 % p/v de H 2 SO 4 con 15,00 ml de una solución de HNO 3 cuya concentración es 3,5 N. Calcular la concentración molar de los iones presentes en la solución final. PROBLEMA E3 a) Para precipitar completamente el ión Pb(II) contenido en 50,0 ml de una solución acuosa de Pb(NO 3 ) 2, se necesitan 0,450 g de Na 2 SO 4. Calcular: (i) la concentración molar del ión Pb(II) en la solución original; (ii) la concentración molar de los iones en la disolución final, una vez precipitado el PbSO 4(s). b) Calcular el volumen de solución 2,52 % p/v que podrá prepararse por dilución de 32,80 g de solución 1,95 M de Ca(NO 3 ) 2 cuya densidad es 1,02 g/ml. PROBLEMA E4 El nitrato de calcio se obtiene por reacción de carbonato de calcio con ácido nítrico. En la reacción se obtienen también CO 2 y agua. Calcular: (a) La masa de nitrato de calcio obtenida a partir de 250 g de una muestra de carbonato de calcio de 80% de pureza sabiendo que el rendimiento de la reacción fue del 93 %. (b) El volumen de CO 2 obtenido en C.N.P.T. para el mismo rendimiento. PROBLEMA E5 Se mezclan 120 ml de una solución de Na 2 SO 4 0,235 M y 150 ml de una solución de H 2 SO 4 0,173 N (como ácido diprótico). De la mezcla se toman 50,0 ml a los que se les agregan 80,0 ml de una solución de NaOH de concentración desconocida. Se determina que en la mezcla final la concentración de protones es de 0,0172 M. a) Calcule el %p/v de la solución de NaOH utilizada. b) Calcule la concentración molar de todos los iones presentes en la solución final.

2 PROBLEMA E6 Se mezclan 100,0 ml de una solución 0,80 N de Ba(NO 3 ) 2 con 10,0 ml de una solución 98% p/p (densidad= 1,84 g/ml) de H 2 SO 4, produciéndose un precipitado de BaSO 4 según la reacción: Ba(NO 3 ) 2 + H 2 SO BaSO 4 + HNO 3 Calcular: a) los moles de BaSO 4 que se producirán, b) los moles del reactivo en exceso, c) la masa de reactivo en defecto que debe agregar para que reaccione todo el reactivo que quedó en exceso. PROBLEMA E7 Se mezclan 150 ml de solución de AgNO 3 con 200 ml de solución de ZnCl 2 y con 350 ml de solución de Zn(NO 3 ) 2 0,0800 M. Sabiendo que el AgCl es un precipitado y que las concentraciones finales de Cl y Zn +2 son respectivamente 0,0471 M y 0,0743 M, calcule la concentración en g/l del (de los) otro (s) ion (es), la masa de precipitado y las concentraciones molares de las soluciones mezcladas. PROBLEMA E8 Un volumen de 10,00 ml de una solución 0,3008 M de HCl se neutraliza con 15,80 ml de KOH de concentración desconocida. Indicar la reacción química que tiene lugar y calcular la concentración en % p/p de la solución original de hidróxido. La densidad de la solución de KOH es 1,045 g/ml. PROBLEMA E9 En la titulación de 10,00 ml de solución 0,245 M de KOH se gastan 17,25 ml de solución de H 3 PO 4. Calcular normalidad de la solución de ácido (como ácido triprótico). PROBLEMA E10 Se mezclan 150 ml de solución de AgNO 3 0,0471 M con 200 ml de solución de ZnCl 2 3,35 % p/v, observándose la precipitación de AgCl (s). a) Calcular la masa de cloruro de plata formado y b) la concentración en g/l de los iones en la solución final. c) Calcular la masa del reactivo en defecto que se debe agregar para que precipite todo el reactivo que está en exceso. PROBLEMA E11 a) Una masa m de hidróxido de sodio es pesada varias veces en 3 balanzas arrojando los siguientes resultados: balanza A: 1,2598g 1,2676g 1,2502g 1,2722g balanza B: 1,2217g 1,2220g 1,2209g 1,2212g balanza C: 1,2439g 1,2477g 1,2459g 1,2411g Exprese correctamente la masa en cada balanza e indique y justifique cuál es la más precisa. b) La masa m pesada anteriormente es disuelta en agua suficiente para preparar 50 ml de solución (con precisión 0,1ml). Luego se titulan 10,00 ml de esta solución gastándose 12,50 ml de una solución de ácido nítrico 0,49775 M. Calcule la masa de hidróxido de sodio en los 50 ml de la solución original e indique cuál fue la balanza más exacta.

3 c) Otros 10,00 ml de la solución de hidróxido son agregados a 3,5x10 2 ml de agua y 180,0 ml de otra solución de hidróxido de sodio 0,0987 M. Calcule la molaridad de la solución resultante. PROBLEMA E12 Un alumno pesa diferentes volúmenes de una solución de sulfato de cobre (II) obteniendo los siguientes resultados: V (ml): 4,85; 7,52; 5,80; 8,35; 4,10 Masa (g): 5,2344; 7,8348; 6,2640; 9,0183; 4,4285 a). Calcule y exprese correctamente la densidad de la solución. b). Utilizando otros métodos, se obtienen los siguientes valores de densidad para la solución anterior, cuya densidad aceptada es 1,0762 g/ml: Método I: 1,072 0,001 g/ml Método II: 1,05 0,02 g/ml Método III: 1,075 0,003 g/ml Método IV: 1,1 0,1 g/ml Cuál es el método más preciso y cuál es el más exacto?. c). Si la concentración de la solución de sulfato de cobre (II) es de 5,50 % p/p, calcule la concentración molar y normal de los iones en solución con las cifras significativas correctas. Considere la densidad aceptada. PROBLEMA E13 Se tienen balanzas con las siguientes sensibilidades: balanza A (6,25 div/mg); balanza B (0,024 div/mg) y balanza C (1,67 div/mg). Aceptando que la precisión de la pesada está asociada a un error de lectura de 0,5 divisiones, qué balanza/s elegiría para pesar una masa de 10,0030 g?. PROBLEMA E14 Un termómetro tiene una columna de mercurio de 13,6 cm de altura cuando mide la temperatura de un baño de agua a temperatura ambiente (25 ºC). Cuando este mismo termómetro es colocado en un baño de agua/hielo (0,0 ºC) la altura de la columna es de 7,3 cm. a) Calcule la sensibilidad del termómetro. b) Qué altura espera que tenga la columna de mercurio al colocar el termómetro en una estufa a 37,0 ºC? c) Una de las siguientes mediciones fue realizada con este termómetro. Indique, justificando, cuál de ellas fue: 17,085 ºC; 17,2 ºC; 18,25 ºC; 19 ºC. PROBLEMA E15 a) La altura de la columna de mercurio de un termómetro alcanza una altura de 5 cm a 28 o C, en tanto que a 37 o C la altura es de 15 cm. Cuál es su sensibilidad?. b) Cuál será la precisión del termómetro anterior si las divisiones del termómetro están separadas entre si 0,5 mm?. c). Exprese las temperaturas del punto a) correctamente de acuerdo al resultado del punto b). a) Cuál o cuales de las siguientes temperaturas se midieron correctamente con ese termómetro: 14,564 o C, 12 o C, 10,2 o C, 16,48 o C.

4 PROBLEMA E16 a) Cierto volumen de agua es medido usando tres instrumentos volumétricos distintos. Se obtienen los siguientes valores: Instrumento 1: 17,360 ml; 17,587 ml; 17,322 ml; 17,180 ml; 17,825 ml Instrumento 2: 17,780 ml; 17,775 ml; 17,770 ml; 17,781 ml; 17,766 ml Instrumento 3: 17,570 ml; 17,600 ml; 17,590 ml; 17,635 ml; 17,615 ml Exprese correctamente el volumen en cada caso. b) A un recipiente vacío de masa 106,2850 g se le agrega un volumen de agua. La masa del recipiente con agua es 123,867 g. Si la densidad del agua a esta temperatura es 0, g/ml, calcule el volumen de agua correctamente expresado. c) Si el volumen calculado en el punto anterior se considera el valor aceptado, indique, justificando adecuadamente, cuál de los instrumentos del punto a) es el más exacto y cuál el más preciso. PROBLEMAS ADICIONALES DE GASES PROBLEMA G1 Se realizó una experiencia para demostrar la validez de la ley de Boyle-Mariotte similar a la realizada en el laboratorio. La altura de la columna de mercurio de la rama cerrada está 15 cm por encima del nivel de mercurio en la rama abierta y la presión atmosférica es de 750 torr. Calcule la presión del gas encerrado en la rama cerrada en torr, atm y mmhg. 760 torr = 1 atm =760 mmhg PROBLEMA G2 Se realizó una experiencia para demostrar la validez de la ley de Boyle-Mariotte similar a la realizada en el laboratorio. La altura de la columna de mercurio de la rama cerrada está 15,00 cm por encima del nivel de mercurio en la rama abierta; la presión atmosférica es de 750 torr; la temperatura es de 27 o C, la altura de la columna de gas es de 5,50 cm y el diámetro del tubo que contiene el gas es de 0,40 cm. Si el gas contenido en el equipo es N 2, calcular: (a) la presión del gas, (b) la masa del gas y (c) proponer otros dos pares de valores de presión y volumen tal que se cumpla la ley de Boyle-Mariotte. PROBLEMA G3 Se realiza una experiencia de Boyle-Mariotte en un equipo similar al usado en el TP. El diámetro interno del tubo que contiene el aire es 1,0 cm y la columna de aire mide 20,0 cm de longitud. El nivel de mercurio en la rama abierta está 4,0 cm por encima del nivel de mercurio en la rama cerrada. La presión externa es 736 torr y la temperatura es 25,0 ºC. a) Calcule la masa de aire encerrada en el tubo (composición en moles de aire: 80,0 % N 2, 20,0 % O 2 ) b) Calcule la diferencia de alturas entre las dos ramas cuando la columna de aire mide 23,0 cm de longitud.

5 PROBLEMA G4 Se realiza una experiencia de Boyle-Mariotte en un equipo similar al utilizado en el TP, introduciendo una mezcla de 0,010 g de N 2 y una cantidad desconocida de O 2. El diámetro interno del tubo que contiene el gas es de 1,0 cm, y la columna de gas mide 15 cm de longitud. El nivel de Hg en la rama abierta está 3 cm por encima respecto al de la rama cerrada, la presión atmosférica es igual a 1,2 atm y la temperatura ambiente es de 30 o C. Calcular la composición (en fracción molar) de la mezcla gaseosa. PROBLEMA G5 Calcule el peso molecular relativo de un gas cuya densidad es 0,67 g/l a 19 ºC y 723 torr. Cuál sería la densidad a 50 ºC y 780 torr. PROBLEMA G6 Se realizó la determinación de la densidad de un gas mediante un método similar al utilizado en el TP, obteniéndose los siguientes resultados: Temperatura: 20 o C; presión atmosférica: 770 torr. Masa de la ampolla conteniendo el gas: 120,6525 g Masa de la ampolla conteniendo el agua: 595,037 g Masa de la ampolla vacía: 120,1318 g Densidad del agua a la temperatura de trabajo: 0,9980 g/ml. (a) Calcular la densidad del gas con las cifras significativas correctas; (b) calcular el error relativo si el valor aceptado es 1,200 g/l y (c) calcular la densidad a 40 o C y 0,75 atm. PROBLEMA G7 Calcular la densidad del CO 2 en CNPT (760,00 torr y 273,15 K) en base a los siguientes datos experimentales: masa de la ampolla vacía a 20,0 o C: 95, 2534 g. masa de la ampolla llena con gas a 20,0 o C: 95, 4489 g. Masa de la ampolla con agua a 20,0 o C: 194,45 g agua = 0,9982 g/ml; Patm = 750,1 mmhg PROBLEMA G8 Se realiza una experiencia para determinar la densidad del CO 2 como en el TP obteniéndose los siguientes datos: masa de la ampolla de Regnault vacía = 178,26 g masa de la ampolla cargada con CO 2 = 179,25 g masa de la ampolla llena de agua = 701,3 g. La temperatura de trabajo fue 19,0 ºC, la presión atmosférica 736,5 mmhg y la densidad del agua a 19,0 ºC es 0, g/cm 3. a) Calcular la densidad del CO 2 en CNTP según la experiencia y el error relativo porcentual si el valor aceptado es 1,977 g/l. b) Explicar, justificando en cada caso, si el error cometido pudo deberse a las siguientes situaciones: (i) no se equilibró la presión de CO 2 dentro de la ampolla con la presión atmosférica luego de desconectarla del Kipp; (ii) no se hizo suficiente vacío antes de hacer la pesada de la ampolla vacía; (iii) el tren purificador del Kipp no tenía el frasco conteniendo sílica gel.

6 PROBLEMA G9 Un compuesto tiene una composición igual a 85,7% de C y el resto de H. Si la densidad del vapor es 2,11 g/l a 30 o C y 700 torr, deduzca su fórmula molecular. PROBLEMA G10 En un experimento similar al trabajo práctico de densidad de gases se desea medir la masa molecular promedio del aire seco. Se obtienen los siguientes datos: masa de la ampolla vacía: 91,4715 g; masa de la ampolla con agua: 271,25 g; masa de la ampolla llena con aire seco a 23 o C y 744 torr: 91,6843 g. i) Calcule la masa molecular del aire seco. ii) Suponiendo que el aire seco es una mezcla de O 2 y N 2 solamente, calcule el porcentaje en moles de O 2 en el aire seco. PROBLEMA G11 La densidad del CO 2 en CNTP es 1,977 g/l. a) Cuánto pesará una ampolla de Regnault llena con CO 2 a 764,4 mmhg de presión y 18 ºC si su volumen es 491,7 ml y vacía pesa 137,42 g? b) Cuánto pesará la misma ampolla llena de agua? (densidad del agua a 18 ºC = 0, g/ml) c) Qué presión tendrá el gas dentro de la ampolla si ésta se lleva a 48 ºC? Cuál será la densidad del gas en estas condiciones?. PROBLEMA G12 En una experiencia de determinación de peso molecular por el método de Victor Meyer se obtuvieron los siguientes resultados: Masa de la ampollita: 2,2001g Masa de la ampollita con la sustancia problema: 2,3726 g Presión atmosférica: 755,0 torr Temperatura: 20,8 o C Altura de agua: 4,0 cm por encima del nivel externo Presión de vapor del agua a 20,8 o C: 18,422 torr Volumen de aire: 41,0 ml Si la composición de la muestra es: 24,2 % de C, 4,0% de H y 71,7% de Cl, calcular: (a) el peso molecular de la sustancia, (b) el error relativo porcentual cometido den la determinación; (c) el volumen de gas en la campana para gases, si por un mal insuflado hubieran pasado 15% en moles de sustancia problema de una determinación anterior. REACCIONES DE OXIDACIÓN - REDUCCIÓN PROBLEMA R1 Sabiendo que el Al reduce al Zn, Pb y Co, que el Zn es oxidado por el Pb y Co y que el Pb no reacciona con el CoCl 2. Ordene los cuatro elementos según su tendencia a oxidarse y escriba las reacciones indicadas balanceadas.

7 PROBLEMA R2 En el laboratorio se observan las siguientes reacciones: Z 3+ + X Z 2+ + X 2+ Y + Z 3+ no ocurre Y + W 2+ Y + + W Indique el orden creciente de tendencia a oxidarse utilizando las especies correctas. Complete y balancee las siguientes ecuaciones en caso de que ocurran: Z 3+ + W Y + Z 2+ X + Y + W + X 2+ PROBLEMA R3 Un frasco sin rótulo podría contener una de las siguientes sustancias: Na 2 SO 3, FeSO 4 o IK. A los efectos de identificar la sustancia, se pesan 0,1530 g de la misma y se titulan con 8,80 ml de una solución 0,0553 M de KMnO 4. (a) Establecer qué sustancia contenía el frasco y (b) balancear por el método del ión-electrón todas las reacciones redox posibles. PROBLEMA R4 Se toman 10,00 ml de una muestra que contiene I 2 y se titulan con solución de Na 2 S 2 O 3 0,1000 M, gastándose 7,50 ml. Calcule cuántos grs de I 2 se pesaron para preparar 50,00 ml de la solución original. PROBLEMA R5 Se prepara una solución de H 2 O 2 tomando 10,00 ml de otra solución más concentrada y llevando a 500 ml en un matraz. Con la solución más concentrada se titularon 0,5100 g de IK, gastándose 22,00 ml (la titulación se realizó en medio ácido). Calcular las concentraciones Normal y Molar de ambas soluciones de peróxido de hidrógeno. PROBLEMA R6 A 15,00 ml de una solución de KMnO 4 se agrega H 2 O 2 en exceso en medio ácido. Se recogen 22,50 ml de O 2(g). Si la reacción tiene un 100,0% de rendimiento, cuál será la concentración Molar de la solución?. Cuál sería la normalidad en medio ácido y medio alcalino?. PROBLEMA R7 Sabiendo que el Cu no es capaz de reaccionar con el HCl pero en cambio es oxidado frente al AgNO 3, intente completar las siguientes reacciones si es que ocurren: Cu(NO 3 ) + Ag Ag + HCl H 2 + AgNO 3 PROBLEMA R8 Se determinó la pureza de una muestra de sulfato ferroso disolviendo 2,500 g de la misma en agua acidificada con ácido sulfúrico y llevando a volumen en un matraz de 50,00 ml. Se tomaron 10,00 ml de esa solución y se titularon con permanganato de potasio 0,1000 N gastándose 25,00 ml hasta visualizar el punto final. a) Cómo determinaría experimentalmente el punto final de la titulación?. b) Escriba las hemirreacciones y la ecuación molecular equilibrada. c) Indique agente oxidante y reductor. d) Exprese la pureza del sulfato ferroso en % p/p. PAR: Mn = 55; K = 39; S = 32; O = 16; Fe = 55.8; H = 1.

8 PROBLEMA R9 a) Sabiendo que el Zn es atacado por el ácido clorhídrico y el cobre y la plata no lo son y que en la reacción del cobre con la solución de nitrato de plata la solución final era color celeste, complete (si ocurren) y equilibre las reacciones en el laboratorio: i) Zn + HCl, ii) Zn + AgNO 3, iii) Cu + AgNO 3, iv) Cu + HCl b) Ordene los iones Zn 2+, Cu 2+, H + y Ag + de acuerdo a su capacidad oxidante. c) Escriba las hemirreacciones que involucran el agua oxigenada como agente reductor y como agente oxidante en medio ácido e indique cómo se calcula el peso equivalente en cada caso. PROBLEMA R10 Se hacen reaccionar 2,70 g de KMnO 4 con 0,16 moles de H 2 O 2 en medio ácido (H 2 SO 4 ). a) Escribir las ecuaciones redox y la ecuación molecular balanceada. b) Cuántos litros de oxigeno en CNPT se obtienen?. c) Cuántos equivalentes de reactivo en defecto reaccionan?. d) Cuántos equivalentes de reactivo en exceso quedarán sin reaccionar?. PROBLEMA R11 a) Sabiendo que: A ++ + B o A o + B + A ++ + C o no reaccionan C ++ + D o C o + D ++ y D o + B + B o + D ++ Ordenar las especies correctas según poder reductor creciente e indicar si ocurren o no las siguientes reacciones: A o + D ++ y B o + C ++. PROBLEMAS ADICIONADOS DE TERMOQUIMICA Y CALORIMETRÍA PROBLEMA T1 Calcule la entalpía estándar de formación del sulfuro de carbono (CS 2 ) teniendo en cuenta que: C(grafito) + O 2 (gas) CO 2 (gas) H o = kj S(rómbico) + O 2 (gas) SO 2 (gas) H o = kj CS 2 (liq.) + 3 O 2 (gas) CO 2 (gas) + 2 SO 2 (gas) H o = kj PROBLEMA T2 Calcular el calor de formación del benceno, C 6 H 6(l), si se conoce su calor de combustión (-780 kcal/mol) y los calores de formación del H 2 O (l) (-68 kcal/mol) y del CO 2(g) (-94 kcal/mol). PROBLEMA T3 a) Calcular el H de combustión del acetileno gaseoso (C 2 H 2 ) sabiendo que el H f de CO 2(g) es 94,1 kcal/mol, el de H 2 O (l) es 68,3 kcal/mol y el de C 2 H 2(g) es 54,8 kcal/mol. b) Calcular el cambio de entalpía que se produce cuando 10 g de agua se calientan desde 10 hasta 120 ºC a presión constante. Datos: H vap = 539 cal/g; H fus = 80 cal/g; c(h 2 O (g) ) = c(h 2 O (s) ) = 0,52 cal/ºcg; c(h 2 O (l) ) = 1 cal/ºcg

9 PROBLEMA T4 En una experiencia realizada en el TP de determinación del calor de neutralización se colocan en un calorímetro de E= 40,0 cal/ o C;150,0 ml de agua destilada y 20,0 ml de solución de NaOH 1,2255 M (a o C); luego se agregan 10,00 ml de un ácido fuerte de concentración 0,7220 M. Sabiendo que la temperatura final del sistema es 25,90 o C y que el hidróxido está en exceso, indique, justificando su respuesta, si el ácido agregado es monoprótico o diprótico (desprecie el calor de dilución). H neutr. = Kcal/eq. PROBLEMA T5 En un calorímetro de E = 49,0 cal/ºc se hacen reaccionar 30,0 ml de NaOH 1,2732 M con 10,00 ml de una solución 0,7402 M de un ácido fuerte desconocido. Además en el calorímetro se agregan 80,0 ml de agua. El T obtenido es de 1,31 ºC. Al repetir la experiencia pero arrojando los 10,00 ml de ácido ahora sobre 110,0 ml de agua el T obtenido es de 0,11 ºC. Sabiendo que el H de neutralización es cal/equivalente determinar si el ácido era mono o diprótico. PROBLEMA T6 Calcule la cantidad de calor que hay que proporcionarle a 125 grs de hielo a una temperatura de 10 o C para llevarlo a vapor a 150 o C. Los calores específicos del hielo y del vapor son iguales a 0,50 cal/g o C. Los calores latentes de fusión y de vaporización son 1440 cal/mol y cal/mol. PROBLEMA T7 Un calorímetro adiabático de 40 cal/ o C de capacidad calorífica se llena con 100 ml de agua caliente, equilibrándose la temperatura del sistema en 85 o C. Se le agregan al mismo 20 g de hielo a 5 o C. Calcular la temperatura final del sistema. Calor específico del agua liquida: 1 cal/g o C Calor específico del hielo: 0,5 cal/g o C Calor de fusión del agua: 80 cal/g. PROBLEMA T8 Sabiendo que a 25 ºC y 1 atm la entalpía de formación del NH 4 NO 3 (s) es 87,93 kcal/mol y que las entalpías normales de formación del N 2 O (g) y del H 2 O (l) son +19,49 kcal/mol y 68,37 kcal/mol, respectivamente, calcule el H para la reacción: NH 4 NO 3 (s) N 2 O (g) + 2 H 2 O (l) PROBLEMA T9 A un calorímetro de E=45 cal/ o c que contiene 100 ml de agua y 20,0 ml de NaOH 0,456 M se le agregan 10,0 ml de H 2 SO 4 0,354 M. Si durante una experiencia similar donde la solución de NaOH fue sustituida por 20,0 ml de agua se produjo una variación de temperatura de 0,02 o C, y el calor de neutralización es cal/eq, calcule: i) el calor de dilución por equivalente de ácido; ii) la variación de la temperatura total que se habrá medido en la experiencia de neutralización.

10 PROBLEMA T10 Establezca si las siguientes premisas son verdaderas o falsas, justificando su respuesta: 1. Todos los calorímetros tienen el mismo equivalente en agua E. 2. El calor liberado en la neutralización de HNO 3 con KOH es 13.7 kcal/equiv. 3. El calor liberado en la neutralización de ácido acético (ácido débil) con hidróxido de amonio (base débil) es 13.7 kcal/equiv. PROBLEMA T11 (a) Para determinar el E (equivalente en agua) de un calorímetro se le agregan 20 ml de agua destilada estabilizándose la temperatura en 25,0 o C. Luego se le agregan 150 g de cobre a 200 o C siendo la temperatura final del sistema igual a 63,0 o C (suponga que el calorímetro es adiabático). Cuál es el valor de E? Calor específico del Cu = 0,092 cal/g o C; Calor especifico del H 2 O liquida = 1 cal/g o C (b) Al calorímetro anterior se le agregan 180 ml de agua destilada, 20,00 ml de HNO 3 0,850 M y 40,00 ml de NaOH 0,720 M. Cuál será la variación de temperatura que sufrirá el sistema? (suponga que las soluciones, el agua y el calorímetro estaban inicialmente a igual temperatura, realice las mismas suposiciones que en el trabajo práctico). H(neutralización) = cal/equ; H(dilución del ácido) = cal/equ. PROBLEMA T12 Para determinar el equivalente en agua (E) de un calorímetro se le agrega 10 g de hielo estabilizándose la temperatura en 5 ºC. Luego se agrega 120 g de cobre a 200 ºC siendo la temperatura final del sistema igual a 26,0 ºC (suponer que el calorímetro es adiabático). Cuál es el valor de E? Datos: c e del Cu = 0,092 cal/gºc; c h del H 2 O sólida = 0,51 cal/gºc; c e del H 2 O líquida = 1 cal/gºc; H fus del agua = 80 cal/g. PROBLEMA T13 Se usa un calorímetro cuyo E es 30 cal/gºc en un experimento de calor de neutralización, agregando 40,0 ml de agua destilada, 40,0 ml de solución de NaOH 1,510 M y por último 10,00 ml de solución de H 2 SO 4 0,930 M. Cuál será la variación de temperatura que sufrirá el sistema? Considere despreciable el calor de dilución del NaOH. Datos: H neutralización = cal/eq; H dilución del ácido = 1000 cal/eq PAR: C = 12; H = 1; O = 16; Mn = 55; S = 32; K = 39; Na = 23; Cl = 35,5; N = 14. PROBLEMA T14 a) Calcule el calor liberado cuando se mezclan a 25 ºC 10 ml de solución de ácido sulfúrico 0,15 M, 20 ml de solución de ácido clorhídrico 0,10 M y 10 ml de solución de hidróxido de sodio 0,40 M (H n = 13,7 kcal/eq, desprecie el calor de dilución). b) Si la mezcla anterior se realiza en un termo que contiene 50 ml de agua a 25 ºC y cuyo equivalente en agua es 27 cal/ºc, cuál será la temperatura final del sistema?

11 PROBLEMA T15 (a) Calcular el calor de formación del pentano C 5 H 12 (l), si su calor de combustión es 838,78 kcal/mol y los calores de formación del H 2 O(l) y del CO 2 (g) son 68.3 kcal/mol y 94.0 kcal/mol, respectivamente. (b) Calcular el cambio de energía interna a 25 o C que acompaña a la reacción del inciso (a). PROBLEMA T16 Las entalpías de formación a 25 o C del metano (CH 4 ) gaseoso, del CO 2(g) y del agua liquida son 19,8 kcal/mol, -93,9 kcal/mol y 68,3 kcal/mol, respectivamente. (a) Determinar la entalpía de combustión del metano (considere que se produce agua liquida). En otro experimento, se queman 0,50 g de metano con la cantidad estequiométrica de oxigeno en un calorímetro (E = 45 cal/ o C) que contiene 2000 ml de agua inicialmente a 25 o C. (b) Calcular la temperatura final y (c) la variación de energía interna molar de la combustión de metano. Calor específico del agua = 1,0 cal/g o C; densidad del agua = 1 g/cm 3 R = 1,98 cal/mol K PROBLEMA T17 a) Se mezclan 50,0 ml de una solución de HNO 3 2,55 %p/v con 20,0 ml de otra solución de H 2 SO 4 0,283 M. Se toman 10,0 ml de la solución resultante y se agregan a un calorímetro igual al usado en el trabajo práctico. El calorímetro contiene 70 ml de H 2 O y 30 ml de una solución de NaOH 0,35 M. Sabiendo que el equivalente en agua del calorímetro es 29,5 cal/ºc, que el calor de neutralización es 13,7 kcal/eq, que el calor específico del H 2 O es 1,00 cal/gºc y que el calor de dilución de la solución de los ácidos es despreciable, calcular el aumento de temperatura de la experiencia. b) Predecir para las siguientes situaciones si el cambio de temperatura será mayor, menor o igual al obtenido en el inciso a). Justifique adecuadamente. (i) Si el mismo experimento se realiza en otro calorímetro de mayor equivalente de agua. (ii) Si se agregan al calorímetro 30 ml de H 2 O en vez de 70 ml. (iii) Si el calor de dilución no es despreciable. PROBLEMA T18 Conocidas las siguientes entalpías de formación normales del gas propano (C 3 H 8 ) ( 183,8 kj/mol), del dióxido de carbono gaseoso ( 393,5 kj/mol) y del agua líquida ( 285,5 kj/mol). Calcule el calor de combustión del propano a 298 K y 1 atm.

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