Ejercicios Rojos

TEMA 24: PROBLEMAS Y EJERCICIOS

Mario Melo [email protected]

1. PRODUCTOS DIMENSIONALES Y UNIDADES “SI” COHERENTES. Aplicaciones del Tema 3

1.1 El momentum o cantidad de movimiento p de un cuerpo de masa m que se mueve con velocidad v, es, por definición, p = m v. Hallar la dimensión física SI y la unidad SI coherente de p.

R/ dim p = M L T-1; kg m s-1

1.2 El peso P de un cuerpo de masa m, en un lugar en donde la aceleración de gravedad es g, es, por definición, P = m g. Hallar la dimensión física SI de P y su unidad SI coherente.

R/ dim p = M L T-2; kg m s-2

1.3 La energía potencial Ep que tiene un cuerpo de peso mg, que se encuentra a una altura h de la superficie terrestre, es, por definición, Ep = mgh. Hallar la dimensión física SI de Ep y su unidad SI coherente.

R/ dim Ep = M L2 T-2; kg m2 s-2

1.4 La energía cinética Ek que tiene un cuerpo de mas m, que se mueve con una velocidad v, es, por definición, Ek = ½ mv2 . Hallar la dimensión física SI de Ek y su unidad SI coherente.

R/ dim Ep = M L2 T-2; kg m2 s-2

1.5 La masa molar M de una substancia química es. por definición, la masa de una cantidad unitaria de la substancia. La ecuación que la define es M = m / n. Hallar la dimensión física SI de M y su unidad SI coherente.

R/ dim M = M N-1 ; kg mol-1

1.6 La concentración ci de un soluto i de una disolución, por definición, es la cantidad de soluto i contenido en una cantidad unitaria de volumen de disolución. La ecuación que la define es ci = ni / V. Hallar la dimensión física Si de ci y su unidad SI coherente.

R/ dim ci = N L-3; mol m-3

1

1.7 La molalidad bi de un soluto i de una disolución, por definición, es la cantidad de soluto i contenido en una cantidad unitaria de masa de solvente. La ecuación que la define es bi = ni / m1 en donde el subíndice 1 indica al solvente. Hallar la dimensión física SI de bi y su unidad SI coherente.

R/ dim bi = N M-1; mol kg-1

1.8 Para una cantidad n de un gas que se comporta idealmente, en un determinado estado de equilibrio termodinámico, los valores del volumen V, de la presión p y de la temperatura termodinámica T, deben satisfacer la ecuación de estado pV = nRT. Hallar la dimensión física SI de R y su unidad SI coherente.

R/ dim R = M L2 T-2 Θ-1 N-1; kg m2 s-2 K-1 mol-1

1.9 Hallar las dimensiones de los parámetros a y b de Van der Waals, en la ecuación de estado

Ayuda: para que la ecuación sea dimensionalmente correcta, el término an2 / V2 debe tener las dimensiones de p, y el término nb, las dimensiones de V.

R/ dim a = M L5 T-2 N-2; dim b = L3 N-1

1.10 La fuerza F entre dos cargas eléctricas Q1 y Q2 en el vacío, separadas una distancia r, viene dada por la ecuación

Hallar la dimensión física SI de la constante εo (permitividad del vacío) y su unidad SI coherente.

R/ dim εo = M-1 L-3 T4 I2; kg-1 m-3 s4 A2

1.11 La intensidad E de un campo eléctrico en un punto es igual a la fuerza F que el campo ejerce sobre la unidad de carga eléctrica Q colocada en dicho punto, E = F / Q. Hallar la dimensión física SI de E y su inidad SI coherente.

R/ dim E = M L T-3 I-1 ; kg m s-3 A-1

2. FACTORES UNITARIOS DE CONVERSION DE UNIDADES.

2

Conocimientos previos: Tema 5.15. En todos los ejercicios propuestos deben usarse los correspondientes factores unitarios de conversión de unidades. Usar las equivalencias de unidades de las Tablas 6-2. 6-3. 6-4. 6-5 y 6-6 del Tema 6.

2.1 Expresar en metros la altura de 30.000 ftR/ h =30000ft / 3.2808 = 9 144 m

2.2 Expresar en libras la masa de 500 gR/ m = 500g / 453.6 lb = 1.10 lb

2.3 Expresar en kilogramos la masa de 140 lbR/ m = 140lb x 0.4536kg = 63.5 kg

2.4 Expresar en atm la presión de 720 mmHg

R/ 720mmhg (1 atm/760mmhg) = 0,94736842 atm

2.5 Expresar en metros la longitud de 45.0 in

R/ m =45.0in /39.370 =1.14

2.6 Expresar en m/s la velocidad de 90 km/hR/ v = 90km /h /3.6 m/s = 25 m/s

2.7 Expresar en kg/m3 la densidad de 1.420 g/dm3

R/ 2.8 Expresar en milibares la presión de 755.5 mmHgR/2.9 Expresar en kWh la energía de 842 kJ R/ 842kj x 1kw/h /3600kj = 0,2332.10 Expresar en Psi la presión de 750 mmHg R/750mmhg x 1psi/51,72mmhg = 14,50psi2.11 La velocidad del sonido en el aire es de 340.0 m/s. Expresar esta velocidad a)

en km/h b) en ft/s c) en mile/h R/ 340.0m/s x 3.6km/hr / 1m/s = 1229km/h 2.12 La masa de un átomo Na es de 8.416 38 x 10 -26 lb. Expresar esta masa atómica

engramos y en unidades u.

2.13 La masa de un átomo Ag es de 107.870 u. Expresar esta masa atómica en gramos y en libras.R/107.8700at ag x 1mol ag/ 6022,10-23 atm ag x 108gr ag/1mol ag = 19345446 gm ag

2.14 La masa de una molécula de glucosa es de 180.158 u. Expresar esta masa molecular en gramos y en libras.

3

R/180.158mol x 142,02 gr / 1 mol = 25586.0392gr25586.0392 gr x 0,0022046 lb / 1 gr = 56.40 lb

2.15 La masa de una molécula de agua es de 2.991 51 x 10-23 g. Expresar esta masa molecular en unidades u y en libras.R/2991 51 X 10 gr x 0.0022046 lb /1gr = 299150,94 lb mol

2.16 Expresar en nanometros la longitud de onda de 5 680 Å. R/2.17 Expresar en pascales la presión de 0.010 mmHg. R/ 0,010mmhg x 1pa/0,0079mmhg =1.33 pa2.18 Expresar en megajoule la energía de 100 kWh

R/ 100kw/hr x mj/0,217kw/hr =361mj

2.19 Expresar la presión de 100 kPa en atm y en mmHgR/100kpa x 0.009869 atm/1kpa = 0.9869atm 0.9869atm x 760mmhg/1atm =760.04 mmhg

2.20 Expresar en kilojoule la energía de 212 kcal. R/ 212kcal x 4189kj/1kcal = 887kj

3. PREFIJOS “SI”

Aplicaciones del Tema 4-10 Expresar las siguientes cantidades en las adecuadas unidades SI prefijadas.

3.01 F = 4.5 x 10-8 NR/ F = 45 nN

3.02 W = 2.1 x 10-7 J R/ W = 0.21 μJ 3.03 F = 2.5 dyn R/ F = 25 μN

3.04 F = 42 x 105 N R/ F = 4.2 MN

3.05 n = 0.002 5 molR/ n = 2.5 mmol

3.06 V = 3.1 x 10-5 m3

R/ V = 31 cm3

4

3.07 l = 5.60 x 10-5 cmR/ l = 560 nm

3.08 n = 0.034 8 mmolR/ n = 34.8 μmol3.09 n = 0.000 008 25 molR/ n = 34.8 μmol

3.10 n = 84 900 molR/ n = 84.9 kmol

3.11 A = 14 500 mm2

R/ 1.45 dm2

3.12 A = 0.000 25 m2

R/ A = 2.5 cm2

Expresar las siguientes cantidades, en la correspondiente unidad SI coherente, reempla- zando los prefijos SI por los correspondientes factores exponenciales.

3.13 l = 3.0 x 104 μmR/ l = 3.0 x 10-2 m

3.14 m = 47.1 mgR/ m = 4.71 x 10-5 kg

3.15 A = 9.74 cm2

R/ A = 9.74 x 10-4 m2

3.16 υ = 431 ps-1

R/ v = 4.31 x 1014 s-1

3.17 υ = 823 ns-1

R/ v = 8.23 x 1011 s-1

3.18 W = 3.42 kJR/ W = 3.42 x 103 J

3.19 m = 3.1 x 102 gR/ m = 0.31 kg

3.20 V = 150 mm3

R/ V = 1.50 x 10-7 m3

3.21 V = 4.52 x 104 cm3

R/ V = 4.52 x 10-2 m3

3.22 n = 3.56 μmol

5

R/ n = 3.56 x 10-6 mol

3.23 n = 2.43 x 103 mmolR/ n = 3.56 x 10-6 mol

3.24 A = 3.5 x 105 cm2

R/ A = 35 m2

4. CALCULO DE N Y n A PARTIR DE NA.

Aplicaciones del Tema 10.

4.02 Calcular el número N de moléculas I2 que hay en 0.40 kmol de I2

4.02 Calcular el número N de moléculas SO2 que hay en 30 mmol de SO2

4.03 Calcular el número N de iones Ag+ que hay en 0.50 μmol de Ag+

4.04 Calcular el número N de átomos C que hay en 3.5 lbmol de C

4.05 Calcular el número N de átomos Cu que hay en 8.5 Mmol de Cu

4.06 Calcular el número N de moléculas H2O que hay en 2.5 mol de H2O

4.07 Calcular el número N de iones K+ que hay en 7.3 nmol de K+

4.08 Calcular la cantidad n de átomos Zn que contiene 9.0 x 1027 átomos Zn

4.09 Calcular la cantidad n de iones Ag+ que contiene 1.8 x 1021 iones Ag+

4.10 Calcular la cantidad n de moléculas NH3 que contiene 2.1 x 1024 moléculas NH3

5. MASAS DE ENTIDADES ELEMENTALES.


5.01 Considerando que el carbono natural contiene 98.893 % de C-12 y 1.107 % de C-13, cuyas masas isotópicas son 12.000 000 u y 13.003 354 u, respectivamente, calcular la masa atómica media del carbono natural.

5.02 Expresar la masa atómica media del carbono natural, igual a 12.011 15 u, en UMAf y en UMAq.

6

5.03 El cloro natural contiene los isótopos Cl-35 y Cl-37, cuyas masas isotópicas son

34.968 855 u y 36.965 896 u, respectivamente. Calcular los porcentajes molares de estos isótopos si la masa atómica del cloro natural es de 35.453 u.

5.04 Calcular la masa isotópica del cloro-35 en unidades u y en UMAq si en la escala física es de 34.979 975 UMAf.

5.05 El boro natural contiene un 80.39 % de B-11 y 19.61 % de B-10. La masa atómica media del boro es de 10.811 u. Calcular la masa isotópica del B-10 si la del B-11 es de 11.009 u.

5.06 El nitrógeno natural contiene un 99.633 7 % de N-14 y un 0.366 3 % de N-15, cuyas masas isotópicas son 14.003 1 u y 15.000 1 u, respectivamente. Calcular la masa atómica media del N natural en unidades u, en UMAq y en UMAf.

5.07 Con ayuda de una Tabla de Masas Atómicas, calcular las masas moleculares

expresadas en unidades u y en gramos, de las siguientes substancias moleculares: a) C3H8O2 b) P2O5 c) CH3NO2 d) P4

5.08 Con ayuda de una Tabla de Masas Atómicas, calcular las masas fórmula, expresa-das en unidades u y en kilogramos, de los siguientes compuestos iónicos: a) AgNO3 b) KMnO4 c) Cu(NO3)2 d) Fe2(SO4)3

6. ECUACIONES QUIMICAS Y RAZONES ESTEQUIOMETRICAS.

Aplicación del Tema 14.

6.01 Dada la siguiente ecuación química:

4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O

a) Expresar la cantidad de NH3 en función de la cantidad de O2 y de N2

b) Expresar la cantidad de N2 en función de la cantidad de NH3 y de O2

c) Calcular la cantidad de O2 que reacciona con 2.8 Mmol de NH3

d) Calcular la cantidad de N2 que se obtiene a partir de 3.8 lbmol de NH3

e) Calcular el número de moléculas O2 que reaccionan con 2.40 kmol de NH3


C3H8 + 5 O2 → 3 CO2

+ 4 H2O

a) Expresar la cantidad de C3H8 en función de la cantidad de O2 y de CO2

7

b) Expresar la cantidad de CO2 en función de la cantidad de C3H8 y de O2

c) Expresar la cantidad de C3H8 en función del número de moléculas O2

d) Expresar el número de moléculas CO2 en función de la cantidad de O2

7. RELACION ENTRE m Y n. MASA MOLAR.


7.01 Calcular la masa molar del Cu(NO3)2 expresada en mg/mmol y en lb/lbmol.

7.02 Calcular la masa de 0.251 mmol de KMnO4

7.03 Calcular la cantidad de HNO3 cuya masa es de 325 lb

7.04 Calcular la cantidad de P4 cuya masa es de 320 kg 7.05 Calcular la masa de 1.20 x 1021 moléculas de Cl2

7.06 Calcular el número de iones Ag+ que hay en una solución que contiene 45.8 μg de iones Ag+


Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2

a) Calcular la masa de Fe que se obtiene a partir de 5.00 Mmol de Fe2O3

b) Calcular la masa de Fe que se obtiene a partir de 480 kg de Fe2O3

c) Calcular la cantidad de CO necesaria para producir 842 g de Fe

d) Calcular la masa de Fe2O3 que reaccionan con 2.85 x 1027 moléculas CO

8. ESTEQUIOMETRIA DE UNA FORMULA QUIMICA.


8.01 Un óxido de nitrógeno contiene 4.822 g de N combinado con 13.779 g de O. Su masa molar es 108.0 g/mol. Hallar su fórmula molecular.

8.02 Una hemocianina aislada del cangrejo, contiene 0.32 % en masa de Cu. Si la molé-cula de hemocianina contiene sólo un átomo Cu, calcular su masa molar y su masa molecular

8

8.03 Por calentamiento, 12.40 g de CdSO4 v H2O dejan un residuo de 7.75 g de sal deshidratada. Hallar el valor de v.

8.04 El análisis químico de un compuesto orgánico reportó la siguiente composición porcentual en masa: 31.44 % de C; 1.31 % de H; 18.34 % de N; 48.91 % de O. La masa molar determinada fue de 229.1 g/mol. Hallar la fórmula molecular del compuesto.

8.05 Un compuesto iónico contiene, según el análisis químico, 24.68 % en masa de K, 34.81 % en masa de Mn y 40.51 % en masa de O. Hallar su fórmula química.

8.06 Un compuesto iónico tiene la siguiente composición porcentual en masa: 38.71 % de Ca, 20.00 % de P y 41.29 % de O. Hallar su fórmula química.

8.07 1,254 g de una substancia orgánica nitrogenada dan lugar a 3.556 g de CO2 y 0.850 g de H2O en un horno de combustión. Por otra parte, 0.878 g de la substancia libera 120 cm3 de N2, medidos sobre agua a 233.0 ºC y 747 mmHg. La presión de vapor del agua a esa temperatura es de 21.1 mmHg. Por otra parte, además, se encuentra que la densidad de la substancia, en estado de vapor, con respecto al aire es de 3.21. Hallar la fórmula molecular de la substancia.

9. DISOLUCIONES.


9.01 Una disolución contiene los componentes A, B y C. Si las fracciones molares de los componentes A y B son 0.25 y 0.45, respectivamente, ¿cuál es la fracción molar del componente C?

9.02 5 ml de una disolución contiene 2 mmol de un soluto. ¿Cuál es su concentración, expresada en mol/l?

9.03 ¿Qué cantidad de HNO3 están contenidos en 20 ml de una disolución con una concentración de HNO3 igual a 0.5 mol/l?

9.04 La concentración de un soluto B de una disolución es de 3.0 mol/dm3 . Calcular el número de moléculas del soluto contenidas en 2.0 cm3.

9.05 La fracción molar de un soluto es de 0.15 ¿Qué cantidad de soluto se encuentra:a) en 1 kmol de disolución b) en 1 mmol de disolución c) en 1 mol de disolución? 9.06 Una disolución contiene 35 % en masa de un soluto. ¿Qué masa de soluto se encuentra a) en 1 kg de disolución, b) en 1 mg de disolución, c) en 1 lb de disolución?9.07 5.0 cm3 de una disolución contiene 2.4 x 1021 iones Ag+ ¿Cuál es la concen-tración de Ag+?

9

9.08 Se disuelven 7.20 g de NaOH en 32.80 g de agua, resultando una disolución de densidad 1.200 g/cm3. Calcular a) el porcentaje en masa de NaOH b) la concentración de NaOH c) la molalidad de NaOH.

9.09 Qué volumen de una disolución que contiene 87.69 % en masa de H2SO4 y de densidad 1.800 g/cm3 deberán medirse para preparar 500 cm3 de otra más diluída de concentración 1.20 mmol/cm3?

9.10 Una disolución de NaOH contiene 47.33 % en masa de NaOH y una densidad de 1.500 g/cm3. Calcular a) la concentración de NaOH b) la molalidad de NaOH c) la concentración másica de NaOH.

9.11 Se tiene una disolución que contiene 60.17 % en masa de H2SO4 y de densidad 1.500 g/cm3. Calcular a) la concentración másica de H2SO4 b) la concentración (de cantidad) de H2SO4 c) la molalidad de H2SO4 d) la fracción molar de H2SO4 e) la masa de esta solución que se requiere para preparar 200 g de otra más diluída que sólo contenga 10.0 % en masa de H2SO4 f) el volumen de esta disolución que se requiere para preparar 500 cm3 de otra que contenga 0.500 mol/dm3 de H2SO4 g) la masa de H2SO4 que se encuentra en 1 kg y en 1 lb de disolución h) la cantidad de H2SO4 que se encuentra en 1 kmol yen 1 lbmol de disolución.

9.12 Se disuelven 2.50 g de FeCl3 en agua hasta obtener 50.0 cm3 de solución. Calcular la concentración de FeCl3, la de Fe3+ y la de Cl-.

9.13 Se desea preparar 400 g de solución que contenga 10.0 % en masa de Na2CO3. Calcular a) las masas de Na2CO3∙10H2O y de agua que se requieren b) el porcentaje en masa de sal hidratada que contendría la solución preparada c) la masa de sal anhidra y de sal hidratada que habria en 1 lb de solución d) la masa de sal anhidra que habría en 25.0 kg de solución.

9.14 24.3 cm3 de una solución acuosa que contiene 80.70 % en masa de H 2SO4 y cuya densidad es de 1.735 g/cm3, se diluyen en agua hasta 200.0 cm3, resultando una disolución de densidad 1.105 g/cm3. Calcular a) el porcentaje en masa de H2SO4 de la solución diluida b) la concentración másica de H2SO4 de la solución diluida c) la molalidad de H2SO4 de la solución diluida d) la concentración de H2SO4 de la solución diluida y e) la fracción molar de H2SO4 de la solución diluida.

10. ESCALAS TERMOMETRICAS.


10.1 Expresar en kelvin las siguientes temperaturas: a) 0 ºC b) 100 ºC c) -273.15 ºC.R/ K=O ºC+273,15= 273.15 K K= 100 ºC +273,15=373,15

10

K= 273,15 ºC + 273,15= 0 ºC

10.2 Expresar la temperatura de 42.0 ºC a) en ºF b) en K c) en ºRR/ K=42.0 +273,15=315,15

10.3 Expresar la temperatura de 450 ºR a) en ºC b) en ºF c) en KR/ C= 5.(450-491.67 /9 ) C = 2.193.37 F = 450R -459.67 F=-9.67 K= 5(450R – 491.67 / 9 )+ 273.15 K= 9.468.52

11. SISTEMAS GASEOSOS CONSIDERANDO COMPORTAMIENTO IDEAL


11.01 Se introducen 10 moles de Cl2 en un recipiente de 10 litros a 25 ºC. ¿Cuál sería su presión si se considera comportamiento ideal?

11.02 En un recipiente se introduce una cierta cantidad de gas y se calienta hasta 127 ºC. En otro recipiente, cuya capacidad es 5 veces mayor que la del anterior se introduce la misma cantidad del mismo gas y se calienta hasta 227 ºC. ¿Qué relación existe entre las presiones de ambos recipientes si se considera comportamiento ideal?11-03 Una cierta cantidad de gas, que se comporta idealmente, ocupa un volumen de 2 litros en el estado normal. ¿Qué volumen ocupará esa misma cantidad de gas si se duplica la temperatura termodinámica y se disminuye la presión a la mitad?

11.04 En un diagrama p-V tome 3 puntos que representen 3 estados de equilibrio de una cierta cantidad de gas, que se comporta idealmente, de modo que los tres puntos se encuentren en diferentes isotermas, isobaras e isocoras. Represente, luego, esos mismos estados en diagramas p-T y V-T.

11.05 Combine las leyes de Boyle y de Gay-Lussac, trabajando con diagramas de estado p-V, p-T y V-T. 11.06 Un recipiente de 250 cm3 de capacidad contiene He a una presión de 1 250 hPa y a una temperatura de 25.0 ºC. Calcular la masa de He, su densidad en esas condiciones y el número de átomos He.

11.07 Un gas, que se comporta idealmente, tiene una densidad de 1.753 g/dm3 a 700 Torr y 22.0 ºC. Calcular su masa molar.

11.08 Usando las densidades normales, dadas en el Apéndice, calcular los volúmenes molares normales de varios gases y comparar los valores obtenidos con el valor ideal de 22.413 8 dm3/mol. Buscar explicaciones a las diferencias halladas.

11

11.09 A partir de la ley combinada, pV/T = K(m), deducir la ecuación de estado pV = nRT.

11.10 Por medio de la ecuación 10 (Tema 22, Página 8) calcular las densidades normales del SO2, C2H2, NH3, Cl2, C2H6, HCl, CH4, etc. y comparar los valores obtenidos con los dados en el Apéndice. Buscar explicaciones a las discrepancias halladas.

11.11 Una cierta cantidad de gas, ocupa un volumen de 78.5 cm3 a la temperatura de 22.0 ºC. ¿Qué volumen ocupará a 100 ºC y a la misma presión si se supone comportamiento ideal?

11.12 Se mezclan 0.20 moles de N2 (g) con 0.40 moles de O2 (g) y 010 moles de Ar (g) en un recipiente de 10 litros de capacidad. Calcular la presión de la mezcla a 20 ºC, suponiendo comportamiento ideal.

RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS Y EJERCICIOS

1.1 dim p = M L T-1; kg m s-1

1.2 dim p = M L T-2; kg m s-2

1.3 dim Ep = M L2 T-2; kg m2 s-2

1.4 dim Ek = M L2 T-2; kg m2 s-2

1.5 dim M = M N-1 ; kg mol-1

1.6 dim ci = N L-3; mol m-3

1.7 dim bi = N M-1; mol kg-1

1.8 dim R = M L2 T-2 Θ-1 N-1; kg m2 s-2 K-1 mol-1

1.9 dim a = M L5 T-2 N-2; dim b = L3 N-1

1.10 dim εo = M-1 L-3 T4 I2; kg-1 m-3 s4 A2

12

1.11 dim E = M L T-3 I-1 ; kg m s-3 A-1

2.1 h = 9 144 m

2.2 m = 1.10 lb

2.3 m = 63.5 kg

2.4 p = 0.947 atm 2.5 l = 1.14 m

2.6 v = 25 m/s

2.7 ρ = 1.420 kg/m3

2.8 p = 1 007 mbar

2.9 W = 0.234 kWh

2.10 p = 14.5 Psi

2.11 v = 1 224 km/h = 1 115 ft/s = 760.7 mile/h

2.12 mNa = 22.989 8 u = 3.817 61 x 10-23 g

2.13 mAg = 1.791 25 x 10-22 g = 3.949 03 x 10-25 lb

2.14 mgluc = 2.991 64 x 10-22 g = 6.595 44 x 10-25 lb

2.15 mH2O = 18.015 u = 6.595 1 x 10-26 lb

2.16 λ = 568 nm

2.17 p = 1.3 Pa

2.18 E = 360 MJ

2.19 p = 0.987 atm = 750 mmHg

2.20 E = 887 kJ

13

3.01 F = 45 nN

3.02 W = 0.21 μJ

3.03 F = 25 μN

3.04 F = 4.2 MN

3.05 n = 2.5 mmol

3.06 V = 31 cm3

3.07 l = 560 nm

3.08 n = 34.8 μmol

3.09 n = 8.25 μmol

3.10 n = 84.9 kmol

3.11 A = 1.45 dm2

3.12 A = 2.5 cm2

3.13 l = 3.0 x 10-2 m

3.14 m = 4.71 x 10-5 kg

3.15 A = 9.74 x 10-4 m2

3.16 v = 4.31 x 1014 s-1

3.17 v = 8.23 x 1011 s-1

3.18 W = 3.42 x 103 J

3.19 m = 0.31 kg

3.20 V = 1.50 x 10-7 m3

3.21 V = 4.52 x 10-2 m3

3.22 n = 3.56 x 10-6 mol

3.23 n = 2.43 mol

3.24 A = 35 m2

14

4.01 N (I2) = 2.4 x 1026

4.02 N (SO2) = 1.8 x 10 22

4.03 N (Ag+) = 3 x 1017

4.04 NC = 9.6 x 1026

4.05 NCu = 5.1 x 1030

4.06 N (H2O) = 1.5 x 1024

4.07 N (K+) = 4.4 x 1015

4.08 nZn = 15 kmol

4.09 n (Ag+) = 3.0 mmol

4.10 n (NH3) = 3.5 mol

5.01 mC = 12.011 1 u

5.02 mC = 12.014 97 UMAf = 12.011 6 UMAq

5.03 x (Cl-35) = 75.76 % x (Cl-37) = 24.24 %

5.04 m (Cl-35) = 34.968 855 u = 34.970 166 UMAq

5.05 m (B-10) = 9.999 u

5.06 mN = 14.006 7 u = 14.007 2 UMAq = 14.011 2 UMAf

5.07a m (C3H8O2) = 76.096 01 u = 1.263 61 x 10-22 g

5.07b m (P2O5) = 141.944 6 u = 2.357 07 x 10-22 g

5.07c m (CH3NO2) = 61.040 56 u = 1.013 61 x 10-22 g

5.07d m (P4) = 123.895 2 u = 2.057 35 x 10-22 g

5.08a m (AgNO3) = 169.874 9 u = 2.820 87 x 10-25 kg

15

5.08b m (KMnO4) = 158.037 7 u = 2.624 31 x 10-25 kg

5.08c m (Cu(NO3)2) = 187.549 8 u = 3.114 37 x 10-25 kg

5.08d m (Fe2(SO4)3) = 399.878 8 u = 6.640 22 x 10-25 kg

6.01a n (NH3) = 4/3 n (O2) = 2 n (N2)

6.01b n (N2) = 1/2 n (NH3) = 2/3 n (O2)

6.01c n (O2) = 3/4 n (NH3) = 3/4 2.8 Mmol = 2.1 Mmol

6.01d n (N2) = 1/2 n (NH3) = 1/2 3.8 lbmol = 1.9 lbmol

6.01e N (O2) = NA n (O2) = NA 3/4 n (NH3) = 1.08 x 1027

6.02a n (C3H8) = 1/5 n (O2) = 1/3 n (CO2)

6.02b n (CO2) = 3 n (C3H8) = 3/5 n (O2)

6.02c n (C3H8) = 1/5 n (O2) = 1/5 N (O2) / NA

6.02d N (CO2) = NA n (CO2) = NA 3/5 n (O2)

7.1 M (Cu(NO3)2) = 187.549 8 mg/mmol = 187.549 8 lb/lbmol

7.2 m (KMnO4) = M (KMnO4) n (KMnO4) = 158.037 7 mg/mmol x 0.251 mmol = 39.7 mg

m (HNO3) 325 lb7.3 n (HNO3) = ──────── = ───────────── = 5.16 lbmol M (HNO3) 63.013 lb lbmol-1

7.4 n (P4) = 2.58 kmol

M (Cl2) N (Cl2) 70.906 mg mmol-1 x 1.20 x 1021

7.5 m (Cl2) = ──────────── = ────────────────────── =

16

NA 6.022 x 1020 mmol-1

= 141 mg

m ( Ag+)7.6 N (Ag+) = NA ─────── = 2.56 x 1017

M (Ag+)

7.7a mFe = MFe 2 n (Fe2O3) = 558 Mg

m(Fe2O3) 7.7b mFe = MFe 2 ──────── = 336 kg M (Fe2O3)

3 mFe

7.7c nCO = ── ──── = 22.6 mol 2 MFe

1 N (CO)7.7d m(Fe2O3) = M (Fe2O3) ── ─────── = 252 kg 3 NA

8.1 N2O5

8.2 M = 1.98 x 104 g/mol m = 1.98 x 104 u

8.3 v (H2O) = 7

8.4 C6 H3 N3 O7

8.5 KMnO4

8.6 Ca3(PO4)2

8.7 Mcomp = Maire x dcomp,aire = 93.2 g/mol

m (CO2) M (comp) vC = ───────────── = 6.005 → 6 M (CO2) m (comp)

17

2 m (H2O) M (comp) vH

= ────────────── = 7.013 → 7 M (H2O) m (comp)

2 p (N2) V (N2) M (comp) vN = ───────────────── = 0.988 5 → 1 R T (N2) m (comp)

M comp - (6 MC + 7 MH + MN ) vO = ───────────────────── = 0.009 → 0 MO

Fórmula química: C6 H7 N

9.01 xC = 0.30

9.02 c = 0.4 mol/dm3

9.03 n (HNO3) = 10 mmol

9.04 NB = 3.6 x 1021

9.05 a) n = 0.15 kmol b) n = 0.15 mmol c) n = 0.15 mol

9.06 a) m = 0.35 kg b) m = 0.35 mg c) m = 0.35 lb

9.07 c (Ag+) = 0.80 mmol/ml

9.08a wNaOH = 0.18 = 18 % 9.08b cNaOH = 5.40 mol/dm3

9.08c bNaOH = 5.49 mol/kg

9.09 Vs.c. = 37.30 cm3

9.10a cNaOH = 17.75 mol/dm3

9.10b bNaOH = 22.47 mol/kg

18

9.10c ρNaOH = 0.710 g/cm3

9.11 a) ρ (H2SO4) = 0.902 6 g/cm3 b) c (H2SO4) = 9.20 mol/dm3

c) b (H2SO4) = 15.40 mol/kg d) x (H2SO4) = 0.217 2

e) m = 33.24 g f) V = 27.2 cm3

g) m(H2SO4) = 0.601 7 kg y m (H2SO4) = 0.601 7 lb

h) n (H2SO4) = 0.217 2 kmol y n (H2SO4) = 0.217 2 lbmol

9.12 c (FeCl3) = c (Fe3+) = 0.308 mmol/cm3

c (Cl-) = 3 c (FeCl3) = 0.924 mmol/cm3

9.13 a) mSH = 108 g ma = 292 g

b) wSH = 0.27 = 27 %

c) mSA = 0.100 lb mSH = 0.27 lb d) mSA = 2.50 kg

9.14 a) w (H2SO4) = 0.154 0

b) ρ (H2SO4) = 0.170 2 g/cm3

c) b (H2SO4) = 1.856 mol/kg

d) c (H2SO4) = 1.735 mol/dm3

e) x (H2SO4) = 0.032 4

10.1 a) T = 273.15 K b) T = 373.15 K c) T = 0 K

10.2 a) tF = 107.6 ºF b) T = 315.15 K c) T = 567.27 ºR

10.3 a) t = -23.15 ºC b) tF = - 9.67 ºF c) T = 250 K

11.1 p (Cl2) = 24 atm

19

11.2 4 : 1

11.3 V = 8 dm3

11.6 mHe = 50.5 mg ρHe = 0.201 8 g/dm3 NHe = 7.60 x 1021

11.7 M = 46.09 g/mol

11.11 V = 99.2 cm3

11.12 p = 1.7 x 105 Pa

APENDICE

DENSIDADES NORMALES DE ALGUNOS GASES

GAS ρº / kg m-3

Acetileno (C2H2)

Aire

Amoníaco (NH3)

Argón

Azufre dióxido (SO2)

Carbono dióxido (CO2)

Carbono monóxido (CO)

Cloro (Cl2)

Etano (C2H6)

1.170 8

1.292 8

0.770 8

1.783 7

2.926 8

1.976 8

1.250 1

3.214

1.356 7

20

Etileno (C2H4)

Fluor (F2)

Helio (He)

Hidrógeno (H2)

Hidrógeno cloruro (HCl)

Hidrógeno sulfuro (H2S)

Kriptón (Kr)

Metano (CH4)

Neón (Ne)

Nitrógeno (N2)

Oxígeno (O2)

1.260 4

1.696

0.178 47

0.089 89

1.639 4

1.539 2

3.744

0.716 7

0.900 6

1.250 46

1.428 9

21

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