2 Unidades químicasde masa COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO UNIDADES QUÍMICA DE MASA UNIDAD DE MASA ATÓMICA (u) Son formas de expresar las relaciones existentes entre Es la unidad patrón con quien se compara la masa las masas de las sustacias con las cantidades de sus absoluta de un átomo y equivale a un doceavo de la partículas estructurales que pueden ser átomos, iones o masa de un átomo de C-12. moléculas. ÁTOMOS Y MOLÉCULAS DE UN Unidad de masa atómica (u) ELEMENTO 1 Todos los elementos están constituidos por átomos, en 1u masa de un átomo C 12 12 algunos casos estos se encuentran unidos mediante enlaces covalentes constituyendo moléculas. Átomo de C-12 Moléculas de los principales elementos Equivalencias: Elemento Átomo Molécula Tipo de molécula Hidrógeno H H Diatómica 1 u < > 1,66.10-24 g < > 1,66.10-27 kg 2 Oxígeno O O Diatómica 2 Nitrógeno N N Diatómica MASA ATÓMICA (m.A.) 2 X Diatómica Es la masa relativa de un átomo, resulta de la Halógeno X 2 comparación de la masa absoluta de un átomo con la Fósforo P P Tetraatómi ca unidad de masa atómica. 4 Azufre S S Octaatómica 8 masa absoluta de un Gas Noble Y Y Monoatómica m.A. átomo 1 m 12 C 12 Donde: X .............. Halógeno F; Cl; Br; I Ejemplo: Y .............. Calcular la masa atómica promedio del átomo de hidrógeno, Gas noble He; Ne; Ar; Kr; Xe; Rn si: m.A. 27 En el caso de los gases nobles se tratan como átomos o 1 1,6729.10 kg 1H moléculas indistintamente. Luego: MOLÉCULAS DE UN COMPUESTO masa absoluta de un m.A. La molécula de un compuesto está formada por un átomo conjunto 1 m de átomos unidos mediante enlace covalente. Cuando se 12 C 12 separan los átomos de la molécula el compuesto pierde Reemplazando valores: su identidad. 27 Moléculas de algunos compuestos m.A. 1,6729.10 kg 27 1 1,66.10 kg.u Compuesto Molécula Clase demolécula m.A.=1,0077 u Dióxido de nitrógeno NO Triatómica 2 Amoníaco NH Tetraatómica MASA MOLECULAR ( M 3 ) Ácido sulfuroso H SO Hexaatómica Es la masa relativa de un molécula y resulta de la 2 3 sumatoria de las masas atómicas de los átomos que la Benceno C H Docecatómica 6 6 constituyen, se utiliza en los compuestos covalentes. M m.A. Organización Educativa TRILCE 117 Unidades químicas de masa En las moléculas diatómicas de los gases: H2; O2; N2; F2; Cl2 se tiene: 118 Tercer Año de Secundaria QUÍMI CA M 2m.A. Ejemplo 1: M Br2O5 2(m.A.Br )5(m. A. )2o 1 at-g (80)5(16) M Br O 240 u 2 5 Ejemplo 2: 1 mol de átomos MH2CO3 2(m.A.H )1(m.A. )C3(m.A. ) 2O(1)1(12)3(16) Ejemplo 1: M H CO 62 u 2 3 1 at-g Ag 108 g Ag MASA FÓRMULA ( MF m.A.=108 Ag contiene ) 23 6,023.10 átomos Ag Es la masa de una unidad fórmula y resulta de la suma de las masas atómicas de los átomos que la constituyen, Ejemplo 2: se utiliza para compuestos iónicos. MF m.A. 1 at-g Pb Ejemplo: 207 g Pb m.A.=207 Pb contiene MFCaCO3 1(m. A.Ca )1(m. A. )C3(m . A. 23 6,023.10 átomos Pb ) O MF CaCO 1(40) 1(2) 3(16) 3 CÁLCULO DEL NÚMERO DE ÁTOMOS-GRAMOS DE MF CaCO 100 u 3 UN ELEMENTO EL MOL mmuestra (g) Nº átomos Es la séptima unidad fundamental del Sistema Nº at g 1 m.A.(g.at g ) N Internacional o (SI), la cual se define como la cantidad de sustancia que contiene la misma cantidad de partículas (átomos, Ejemplo: moléculas, iones, etc). El mol contiene: Se tiene una barra metálica de hierro cuya masa es 168 23 1mol 6,023.10 N o gramos. Determinar la cantidad de at-g y el número de átomos de hierro en dicha muestra. Ejemplos: m = 168g Fe 1. 1 mol de átomo Na ... contiene ... Fe Nº at-g = ? 23 6,023.10 átomos Na ... No átomos Na Nº átomos = ? 2 2. 1 mol de iones Ca ... contiene ... Cálculo del Nº at-g 23 2 2 6,023.10 iones Ca ... No iones Ca mFe Nº at g Fe m.A.Fe 3. 1 mol de moléculas H2O ... contiene ... Reemplazando valores: 23 6,023.10 moléculas H2O ... No moléculas H2O Nº at g Fe 168 Nº at g Fe 3 56 Átomo-gramo (at-g) Pero: Es la masa de una mol de átomos de un elemento y at-g < > 1 mol de átomos < > m.A. equivale 1 en gramos a su masa atómica promedio expresada en gramos: Organización Educativa TRILCE 119 Unidades químicas de masa 1 at- g Fe Luego: ... conti ene .. . No átom os 3 at-g Fe ... contie ne ... 3 No átomo s 120 Tercer Año de Secundaria Hallar: x + tEijercici 4y Prac quemos os a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 1. Señale usted qué entiende por una mol de 9. Se tiene una mezcla formada por: átomos. a) 1000 átomos b) 1023 átomos • 2,5 mol de átomos de calcio (m.A. = c) 6,023.1023 átomos d) 6.1024 átomos 40) e) 1 átomo • 1,8.1024 átomos de carbono (m.A. = 12) 2. Señale la alternativa que menciona mejor la • 20 gramos de oxígeno definición de 1 uma. (m.A.=16) a) Es un valor aleatorio Hallar la masa total de la b) Vale la masa de 5 átomos de mezcla. Na c) 1/12 (masa C-12) d) 12 (masa C-12) a) 100 g b) 156 c) 175 e) Siempre vale 12 gramos d) 200 e) 245 3. ¿Cómo expresaría la masa atómica del calcio en 10.Una mezcla posee una masa total de 269 gramos, uma? está formada por: m.A. (Ca=40) • 1 mol de átomos de calcio (m.A. = a) 4 uma b) 10 uma c) 25 uma 40) d) 40 uma e) 1 uma • 3,6.1024 átomos de fósforo (m.A. = 31) 4. Señalar verdadero (V) o falso (F): • Una cantidad de oxígeno (m.A.=16) I. 1 mol de moléculas = 6.1023 átomos II. 1 uma = 1,66.10-24 gramos Hallar la masa de oxígeno usado en la III. En 12 gramos de C hay 1 mol de átomos de C mezcla. a) 100 g b) 85 a) FVV b) FFV c) FFF d) VVF e) VVV c) 64 d) 52 e) 43 5. Determinar las moles de átomos existentes en 81 gramos de aluminio. (m.A. =27) 11.Se tiene un recipiente cerrado donde existe una cantidad de 0,3.1025 átomos de oxígeno (m.A. =16), a) 1 mol b) 2 c) 3 se detecta una fuga, se repara y se comprueba al d) 4 e) 5 final que existe una masa de 48 gramos de oxígeno en el recipiente. Se desea saber la cantidad de 6. Determine cuál es la masa de 1,5 moles de átomos átomos de oxígeno que se escapó. de calcio. (m.A. = 40) a) 0,12.1023 átomos b) 1,2.1023 a) 40 gramos b) 60 c) 80 c) 1,2.1024 d) 1,2.1024 d) 100 e) 25 e) 0,12.1024 7. En la bandeja de una balanza se deposita una 12.Hallar la masa molecular de: (m.A. S = 32; N = 14; cantidad, de 2,4.1024 átomos de Fe (m.A. = 56). Fe = 56; Mg = 24; Ca = 40; C = 12; Na = 23) Halle usted qué lectura da la balanza. • 2SO3 a) 224 gramos b) 204 c) 185 H • NH3 d) 156 e) 112 • Fe2O3 • Mg(OH)2 8. Completar el cuadro: • HNO3 • CaCO3 • Na2SO4 • CaSO4.2H2O 13.Completar el cuadro: (m.A. Cl = 35,5) Masa Sustancia Fórmula molecular Cantidad Mol de Sustancia M.A. de Ácido H SO4 átomos átomos sulfúrico 2 X Cloruro de Mg 24 1,2.10 24 X NaCl Y sodio 32 23 S 3.10 Y Hallar: 2(X+Y) 120 Tercer Año de Secundaria a) 185 b) 234 c) 257 17. Señale usted cual de las alternativas posee mayor d) 298 e) 313 masa. 14.Hallar las moles existentes en 480 gramos de sulfato a) 0,8 moles de CaCo3 de magnesio. (MgSO4). m.A. (Mg = 24; S = 32; O b) 2,5 mol de átomos de Ca =16) c) 6.1024 moléculas de H2O d) 100 g de CaO a) 1 mol b) 2 c) 3 e) 2 mol de amoníaco NH3 d) 4 e) 5 18.Hallar la cantidad de protones existentes en 80 15.¿Qué masa representa unas 2,1.1024 moléculas de gramos H2O? de 12Mg . m.A. (H = 1; O = 16). a) 63 g b) 57 c) 45 a) 1,2.1023 b) 1,2.1024 c) 0,24.1023 d) 38 e) 34 d) 2,4.1025 e) 24.1023 16.Una mezcla contiene: 19.Hallar la cantidad de átomos de oxígeno presentes en 11 gramos de CO2. • 200 g de CaO. m.A. (Ca = 40; O = 16) • 1,5.1023 moléculas de MgSO4. m.A. (Mg=24; a) 0,3.1023 b) 3.1023 c) 30.1023 S=32) d) 0,3.1024 e) 3.1025 • 2 moles de CaCO3. m.A. (C=12) Hallar la masa total de la mezcla. a) 430 g b) 330 c) 230 d) 130 e) 530 Tarea Tarea domiciliaria Domiciliaria 1. Hallar cuántas mol de átomos existen en una joya de d) 192 e) 192,5 oro cuya masa es 59,1 g. (Au = 197) 5. Señalar la sustancia que presenta mayor número a) 0,20 b) 0,3 c) 0,4 de mol de átomos. d) 0,5 e) 3,0 m.A. (S = 32; Na = 23; Hg = 200; C = 12; Al = 27) 2. El helio (He) es un gas utilizado en la industria, en la industria de investigación a bajas temperaturas, en buceo profundo y en globos. ¿Cuántos moles de helio hay en 9 g de He? m.A. (He = 4) a) 2,00 b) 2,55 c) 2,34 d) 2,25 e) 2,90 3. 12 mil átomos de hidrógeno hacen una masa equivalente a: a) 0,5.10-20 g b) 2.10-20 c) 2.10-22 d) 0,5.10-22 e) 2.10-21 4. Si un átomo de un elemento tiene una masa de: 3,2.10-22 g calcular su masa atómica. a) 183 b) 182,5 c) 190 Organización Educativa TRILCE 121 a) 256 g de azufre b) 405 g de aluminio c) 120 g de carbono d) 800 g de mercurio e) 460 g de sodio 6. Señalar la alternativa que contenga 2,4.1024 átomos de azufre. m.A. (S = 32) a) 2 moles de átomos de azufre b) 3 moles de átomos de azufre c) 128 g de azufre d) 96 g de azufre e) 144g de azufre 7. Se tiene una aleación formada por 10 mol de átomos de carbono y 5 mol de átomos de hierro. Hallar la masa de dicha aleación. m.A. (C=12; Fe=56) a) 290 g b) 400 c) 300 d) 500 e) 600 8. Se tiene una mezcla formada por 2 mol de átomos de cobre, 93 g de plata y 1,2.1024 átomos de Fe. Hallar la masa total de la mezcla. m.A. (Cu = 63,5; Ag = 108; Fe = 56) a) 256 g b) 317 c) 328 d) 330 e) 332 122 Tercer Año de Secundaria 9. Hallar la masa de una molécula de amoníaco 15.Si 2.1023 moléculas de cierto compuesto representa (NH3). (m.A.: N = 14) una masa de 10 gramos, ¿cuál es el compuesto? a) 3 , 5 . 1 0 -23 g b) 3,9.10-24 g a) CH4 b) H2O c) NH3 -23 c) 2,6.10 d) 2,5.10-24 d) C2H4 e) C2H6 e) 2,8.10-23 16.La masa de una molécula de un gas diatómico es “a”. 10.Hallar la masa de 2,4.1022 moléculas de Si “b” es el número de Avogadro, ¿cuál será la CO. (m.A.: C = 12) expresión correcta para la masa atómica del elemento? a) 2,24 g b) 1,12 c) 0,56 d) 3,36 e) 4,48 ab a) 2b b) ab c) 2 ab 2ab 11.Señalar la alternativa que presente mayor d) e) 3 4 masa. (m.A.: Cl = 35,5; C = 12; Li = 7; S = 32) 17. Hallar la cantidad de átomos que existe en 90 g de a) 4 moles de HCl agua pura. b) 5 moles de CO c) 120 g de H2O a) 4,5.1024 b) 9.1024 c) 6.1024 d) 3,6.1024 moléculas de d) 6.1025 e) 9.1025 LiOH e) 1 mol de moléculas de 18.¿Cuántos átomos existen en 100 moléculas de amoníaco H2SO4 (NH3)? 12.En 1 mol de moléculas de agua pura se tiene una a) 3.103 b) 4.104 c) 4.103 masa de: d) 3.104 e) 4.102 a) 6.1023 g b) 3.1023 c) 1 19.Una mezcla de H2 y O2 tiene una masa de 108 g, la d) 18 e) 9 cual contiene un total de 9 moles. Hallar la masa del oxígeno gaseoso. 13.Calcule cuántas moléculas existen en 68,4 g de azúcar blanca (C12H22O11). (m.A.: C = 12) a) 12 g b) 20 c) 46 N d) 48 e) 96 a) 2 No b) No c) o 2 N o d) e) 3 No 5 20.Calcular la cantidad de neutrones que tendrá 2 mol de átomos de argón: 140 Ar 14.Hallar la masa molecular de un compuesto, sabiendo que 3,6.1021 moléculas de este compuesto tienen una masa de 0,6 g. a) 22 No b) 44 No c) 48 No d) 60 No e) 40 No a) 100 b) 200 c) 120 d) 150 e) 180 26 Composición centesimal COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO INTRODUCCI ÓN tEijercici Si se nos dice, por ejemplo, que el carbonato de calcio Prac quemos os CaCO3 tiene 40% en masa de calcio, esto representa un análisis cuantitativo y por ende significa la composición centesimal del calcio; en este caso, en el carbonato de 1. Hallar el porcentaje de carbono en CH4. calcio. a) 75% b) 25% c) 70% En este capítulo haremos, cálculos teóricos de cómo d) 45% e) 60% determinar dicho porcentaje, vía una regla de tres o por proporciones. También aprenderemos a calcular la 2. Determinar el porcentaje que representa al fórmula química a partir de los porcentajes o de la hidrógeno en el agua. composición centesimal. Así mismo, aplicaremos estos conceptos para determinar la masa que representa uno a) 8 % b) 11,1 % c) 5,5 % de los componentes de un compuesto ... por ejemplo, d) 6,7 % e) 2,2 % ¿cuántos gramos de carbono existe en diez gramos de aspirina? 3. Hallar la C.C. del sodio en el NaOH. (Na=23; O=16; H=1) COMPOSICIÓNCENTESIM a) 33,4% b) 23,3% c) 57,5% AL d) 44,4% e) 65% Representa la relación (expresada en %) que existe 4. Hallar la C.C. del azufre en el H SO . 2 4 entre la masa de una sustancia y el peso molecular o (S=32; H=1; O=16) masa molar del cual forma parte. a) 27,8% b) 42,1% c) 75,1% Ejemplo: d) 22,8% e) 32,65% ¿Qué porcentaje representa el carbono en el alcohol 5. ¿Qué porcentaje representa el carbono en la etílico glucosa? C2H5OH? Datos: C = 12; H = 1; O = 16. C2H5OH M = 46 C6H12O6. (C = 12; O = 16) 46 100% a) 12% b) 40% c) 60% 2 12 x d) 25% e) 50% x = 52,17% 6. Determinar el porcentaje de magnesio en el sulfato de magnesio MgSO4. (Mg=24; S=32; O=16) Ejemplo: a) 30% b) 24% c) 42% ¿Qué porcentaje representa el agua de hidratación en el d) 15% e) 20% yeso CaSO4 . 2H2O? Datos: Ca = 40; S = 32; H2O=18. 7. Si se tiene una masa de fosfato de calcio Ca3(PO4)2, CaSO4.H2O M = 172 ¿qué porcentaje representa el fósforo? 172 100% (Ca=40; P=31; O=16) 2 18 x a) 10% b) 5% c) 25% x = 23,93% d) 20% e) 30% 8. En el siguiente compuesto: MgSO4 . 10H2O determinar el magnesio. (Mg = 24; S = 32; H2O = porcentaje de 18) Organización Educativa TRILCE 123 Composic centesi ión mal 124 Tercer Año de Secundaria a) 12% b) 5% oxígeno en el H2SO4, si (IV), el porcentaje de 18.El hidrocarburo CnH2n+2 c) 8% contiene 6 g de azufre es: (S=32; contiene 80% de d) 20% e) hidrógeno?. P.A. O=16) carbono. Hallar el valor 15% (S=32; O=16) de “n”. a) 50% b) 9. ¿Qué porcentaje a) 81 40% c) a) 1 representa el carbono g 32% en el compuesto d) 60% e) b) 2 orgánico cíclico b) 192 25% siguiente? c) 3 H c) 63 17. Hallar la masa molar d) 4 d) 48 del ácido tartárico, si por cada molécula C e) contiene 4 carbonos e) 216 Cualq que representan el H uier 32%. 13.¿Qué peso de valor H hidrógeno hay en 29 kg a) 120 de Mg(OH)2? 19.La C.C. de un C P.A. (Mg=24; O=16) hidrocarburo es: b) 130 C=85,7%; H=14,3%. C a) 1 Si media mol de dicho kg c) 140 hidrocarburo tiene una d) 150 masa de 14 gramos, H b) 2 ¿de qué hidrocaburo se e) 160 trata? a) 80% b) 90% c) c) 3 70% d) 4 a) CH4 - metano b) C2H2 - d 75% e) e) 5 acetileno c) C3H8 N.A. - propano 10.¿Qué peso de oxígeno 14.Hallar el peso de d) C6H6 - HNO2, si contiene 7 kg de benceno e) C2H4 habrá en 40 g de SO3? - etileno P.A. (S=32; O=16) nitrógeno. P.A. (N=14; O=16) 20.Los huesos de una a) 32 g persona adulta pesan 13 kg a) 47 kg y contiene b) 24 50% de fosfato de b) 37 calcio, ¿cuántos c) 16 gramos de fósforo hay d) 38 c) 23,5 en los huesos de dicha d) 63 persona? e) 12 ( e) 72 C 11.¿Qué peso de a hidrógeno existe en el 15.Determinar el peso del = NH3, si se sabe que calcio en 500 g de un 4 contiene 28 g de mineral que contiene 0 nitrógeno? 80% de CaCO3. ; a) 6 g a) 16 g P = b) 3 b) 160 3 1 c) 12 c) 320 ; d) 2 d) 380 O = e) 9 e) 300 1 6 12.Hallar el peso de 16.En el óxido de azufre ) Composic centesi ión mal 1 a) 1 200 2 b) 128 ; b) 1 500 c) 155 O d) 320 c) 1 000 d) = 1 300 1 e) 77,5 6 ) e) 650 25.Determinar los gramos a) 180 g de sulfato que se 21.Determinar los gramos obtienen junto con 10 de fósforo que se gramos de calcio en el b) 320 pueden obtener de 124 sulfato de calcio CaSO4. g de fosfato de calcio (Ca=40; S=32; O=16) Ca3(PO4)2 . c) 160 ( d) 200 a) 24 C a e) 360 b) 96 = 4 23.Cierto mineral cuya c) 34 0 masa es 25 gramos d) 64 ; contiene x% de carbonato de calcio CaCO 3, si el análisis e) N.A. P = químico cuantitativo 3 arrojó ocho gramos de 1 calcio puro, determinar ; el valor de “x”. (Ca=40; C=12) O = a) 100 1 6 b) 90 ) c) 80 d) a) 62 g 85 b) 24,8 e) 65 c) 48 d) 24.En el compuesto HxPO4 51,2 se obtienen 155 g de fósforo, e) N.A. ¿cuántos gramos de oxígeno también se 22.Un kilogramo de cierto pueden obtener? mineral contiene 80% ( de carbonato de calcio. P Si el resto es impureza, = ¿cuántos gramos de 3 calcio contiene dicho 1 mineral? ; ( C O a = = 1 4 6 0 ) ; a) 64 g C = 126 Tercer Año de Secundaria QUÍMICA Tarea domiciliaria Tarea Domiciliaria 1. Hallar la C.C. de Oxígeno en el CaCO3. 11.Hallar la C.C. del Azufre en CaSO4.2H2O. P.A. (Ca = 40; C = 12; O = 16) a) 18,6 % b) 32 % c) 36 % a) 46 % b) 48 % c) 40 % d) 40 % e) 15 % d) 12 % e) 16 % 12.Hallar la C.C. de Sodio en NaNO3. 2. Hallar la C.C. del Hidrógeno en H2O. P.A. (Na = 23; N = 14; O = 16) P.A. ( H = 1; O = 16) a) 24 % b) 32 % c) 27 % a) 11,1 % b) 88,8 % c) 10 % d) 32 % e) 45 % d) 14 % e) 12 % 13.Hallar la C.C. de Calcio en el CaO. 3. Hallar la C.C. de Oxígeno en el H2O. P.A. (Ca = 40; O=16) a) 88,88 % b) 11,1 % c) 12 % a) 60 % b) 40 % c) 75 % d) 86 % e) 94 % d) 25 % e) 71,42 % 4. Hallar la C.C. del Carbono en el CH4. 14.Hallar la composición centesimal del Potasio en P.A. (C=12; H=1) KMnO4. P.A. (K = 39; Mn = 55; O = 16) a) 75 % b) 25 % c) 60 % d) 40 % e) 50 % a) 5 % b) 58 % c) 24,68 % d) 29 % e) 70 % 5. Hallar la C.C. del Sodio en el NaOH. P.A. (Na = 23; O = 16; H = 1) 15.Hallar la C.C. del Oxígeno en el NaOH. a) 54,5 % b) 32,7 % c) 42,6 % a) 40 % b) 36 % c) 32 % d) 57,5 % e) 24,6 % d) 18 % e) 60 % 6. Hallar la C.C. del Magnesio en el MgSO4. 16.¿Qué peso de Nitrógeno hay en 34 g de NH3? P.A. (Mg = 24; S = 32; O = 16) P.A. (N=14; H=1) a) 20 % b) 40 % c) 60 % a) 28 g b) 14 c) 17 d) 70 % e) 18 % d) 8 e) 7 7. Hallar la C.C. del Nitrógeno en HNO3. 17. ¿Qué peso de Oxígeno existe en 90 g de H2O? P.A. (H = 1; N = 14; O = 16) a) 16 g b) 32 c) 80 a) 22,22 % b) 33,33 % c) 44,44 % d) 64 e) 15 d) 30,2 % e) 26,4 % 18.¿Qué peso de Calcio existe en 400 g de CaCO3? 8. Hallar la composición centesimal del Calcio en a) 40 g b) 160 c) 80 Ca(OH)2. a) 50,5 % b) 56,07 % c) 54,05 d) 320 e) 20 % 19.¿Qué peso de Sodio existe en 120 g de NaOH? d) 60 % e) 70 % a) 23 g b) 69 c) 72 9. Hallar la C.C. del Hidrógeno en el CH4. d) 46 e) 2,3 P.A. (C=12; H=1) 20.¿Qué peso de Hierro existe en 480 g de Fe2O3? a) 75 % b) 25 % c) 70 % P.A. (Fe = 56; O = 16) d) 30 % e) 60 % a) 160 g b) 112 c) 336 10.Hallar la C.C. del Fósforo en el Ácido fosfórico H3PO4. d) 480 e) 214 a) 31,63 % b) 42,3 % c) 36,42 % d) 60 % e) 40 % Organización Educativa TRILCE 125 Composic centesi ión mal 126 Tercer Año de Secundaria 21.¿Qué peso de Hidrógeno hay en 90 g de H2O? 27. Determinar el peso del Nitrógeno en 700 g de una muestra que contiene 90 % de HNO3. a) 18 g b) 2 c) 10 P.A. (H = 1; N=14; O = 16) d) 8 e) 7 a) 10 g b) 140 c) 14 22.¿Qué peso de Oxígeno hay en 40 g de SO3? d) 28 e) 146 P.A. (S=32; O=16) 28.Hallar el peso de Azufre en el CaSO4.H2O, si contiene a) 48 g b) 24 c) 32 54 g de H2O. d) 35 e) 16 P.A. (Ca = 40; S = 32; H = 1; O = 16) 23.¿Qué peso de Hidrógeno hay en 64 g de CH4? a) 96 g b) 32 c) 64 d) 48 e) 52 a) 4 g b) 16 c) 8 d) 12 e) 2 29.Hallar el peso de Sodio en el Na2SO4 . 5H2O, si contiene 24.¿Qué peso de Azufre existe en 49 g de H2SO4? 320 g de azufre. P.A. (H = 1; S = 32; O = 16) P.A. (Na = 23; S = 32; O = 16; H = 1) a) 16 g b) 32 c) 64 a) 216 g b) 460 c) 240 d) 86 e) 46 d) 260 e) 540 25.¿Qué peso de Hidrógeno existe en el NH3, si posee 28 30.Hallar el peso del Aluminio en el Al2(SO4)3 . 4H2O, si g de Nitrógeno? contiene 320 g de Azufre. P.A. (Al = 27; S = 32; O=16; H = 1) a) 3 g b) 9 c) 12 a) 216 g b) 520 c) 180 d) 6 e) 4 d) 621 e) 540 26.Determinar el peso de Calcio en 1 000 g de un mineral que contiene 80 % de CaCO3. P.A. (Ca = 40; C = 12; O=16) a) 40 g b) 320 c) 32 d) 160 e) 400 2 Fórmula empírica y molecular COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO La composición centesimal es una propiedad La fórmula molecular es la fórmula global, que intensiva que determina cuántos gramos de cada representa el número total de átomos de cada elemento componente están presentes en cada 100 gramos de presentes en una unidad fórmula del compuesto. Es muestra. posible que dos o más sustancias distintas tengan la misma composición porcentual; por tanto, la misma La composición porcentual de una sustancia se puede fórmula empírica y ser sustancias diferentes ya sea con la calcular conociendo su fórmula, o si las masas de dos o misma fórmula molecular o con diferentes fórmulas más elementos que se hayan combinados entre sí se moleculares. Por ejemplo, el acetileno, C2H2 es un gas conocen o se pueden determinar experimentalmente. Si que se usa en soldadura; el benceno, C6H6 es un se conoce la fórmula, el proceso para calcular la importante solvente o disolvente que se obtiene del composición porcentual se lleva a cabo en dos pasos: alquitrán de hulla y se usa en la síntesis del estireno y del nilón o nylon. Tanto acetileno como benceno • Paso 1: Calcular la masa molar como se indicó en el contienen 92,3 % de C y 7,7 % de H. La mínima relación capítulo anterior. de C y H que corresponde a esos por cientos es CH • Paso 2: Dividir la masa total que le corresponde a (1:1). Por lo tanto, la fórmula empírica tanto para el cada elemento (dentro de la unidad fórmula) entre la acetileno como para el benceno es CH, aun cuando se masa molar y multiplicar por 100, al cociente sabe que las fórmulas moleculares son C2H2 y C6H6, obtenido respectivamente. No es raro que la fórmula molecular anteriormente. sea igual a la fórmula empírica. En caso contrario, la Masa de A en el todo fórmula molecular es un múltiplo entero de la fórmula %masade A empírica. 100% masadeltodo Composición La masa molar representa la masa total, es decir, el Fórmula %C %H Masa molar 100% del compuesto. Así, la composición porcentual del agua, H2O, es 11,1% de H y 88,9% de O, en masa. De CH (empírica) 92,3 7,7 13,0 (Fórmula empírica) acuerdo con la ley de las Proporciones Definidas, la C2 H2 (acetileno) 92,3 7,7 26,0 (2 13,0) composición porcentual debe ser la misma C6 H6 (benceno) 92,3 7,7 78,0 (6 13,0) independientemente del tamaño de la muestra que se tome. • Fórmulas empíricas y moleculares de algunos com- puestos Ejemplo: Determinar la composición centesimal del fósforo en el Fórmula Fórmula fosfato de calcio: Ca3(PO4)2. Dato: m.A. (P=31; Ca=40). Solución: Compuesto empírica molecular Paso 1: Determinar la masa molar del Ca3(PO4)2 Por ejemplo, sea la fórmula del etano C2H6, Acetil Masa de elemento como la proporción de átomos de carbono a eno 3 Ca 3 40 g = 120 g hidrógeno es de 1 a 3 respec- tivamente, CH 2P 2 31 g = 62 g entonces, su fórmula empírica es CH3. C2H2 8O 8 16 g = 128 g Bence masa molar = 310 g/mol Organización no Educativa TRILCE 62g / mol CH Paso 2: % P = 310g / mol 100% C6H6 Etilen % P = 20% o CH2 FÓRMULA EMPÍRICA (FE) Y FÓRMULA MOLECULAR (FM) C2H4 Form La fórmula empírica, o fórmula más simple, determina aldehi la relación de átomos presentes en una unidad fórmula. do CH2O CH2O Ácido acético CH2O C2H4O2 Glucosa CH2O C6H12O6 Cloruro de hidrógeno HCl HCl Dióxido de carbono CO2 CO2 Diborano BH3 B2H6 Hidrazina NH2 N2H4 Hidrógeno H H2 Cloro Cl Cl2 Bromo Br Br2 Oxígeno O O2 Nitrógeno N N2 127 Fórmula Empírica y Molecular 128 Tercer Año de Secundaria 8. Determinar el óxido de carbono que contiene 27,27% tEijercici de carbono. Prac quemos os a) CO b) CO2 c) C2O3 d) C3O e) C4O3 1. Hallar la fórmula mínima de un compuesto formado 9. Determinar la F.E. de un hidrocarburo que contiene por 81,81% de carbono. 92,3% de C y 7,7% de H. a) C3H8 b) CH4 c) C3H6 a) CH2 b) C2H3 c) C3H8 d) C5H10 e) C4H10 d) CH e) CH3 10.Determinar la fórmula molecular de un compuesto 2. Hallar la F.E. de un óxido de hierro que contiene 70% que contiene 80% de carbono y 20% de hidrógeno, del metal. P.A. (Fe=56) si su peso molecular es 45. P.A. (C=12; H=1) a) FeO b) Fe2O3 c) Fe3O2 a) CH3 b) C3H9 c) C6H12 d) FeO2 e) Fe4O6 d) C4H10 e) CH4 3. Hallar la F.E. de un compuesto formado por 75% de 11.Hallar la F.M. de un hidrocarburo que contiene 7,7% carbono y 25% de hidrógeno. P.A. (C = 12; H = 1) de hidrógeno. Si su peso molecular es 78. a) CH b) CH3 c) C3H8 a) CH b) C5H5 c) C3H3 d) C4H10 e) CH4 d) C4H4 e) C6H6 4. Hallar la F.E. de un compuesto formado por 5% de H; 12.¿Cuál es la fórmula de un hidrocarburo formado por 35% de Si y 60% de O. 85,5% de carbono y 14,5% de hidrógeno, si el peso P.A. (H=1; Si=28; de una molécula de este gas es 2,1 . 10-22g ? O=16) a) C9H20 b) C9H18 c) C8H16 a) H4SiO3 b) H2SiO3 c) H2SiO4 d) C8H18 e) C9H16 d) HSiO3 e) H4SiO 13.Hallar la F.M. de un compuesto que contiene 40% de 5. La nicotina, componente tóxico del tabaco, tiene la carbono, 6,7% de hidrógeno y 53,3% de oxígeno. siguiente composición: C = 74%; N = 17,3% y Además 23 H = 8,7%. Determinar la F.E. del compuesto. a) C5H7N b) C5H6N c) C6H4N3 d) C5H7N2 e) C5H7N3 se sabe que 12.10 moléculas del compuesto pesan 360 g. P.A. (C=12; H=1; O=16) 6. Hallar la fórmula empírica de un compuesto formado por 85,5% de C y 14,5% de H. a) CH3O b) C2H2O c) C6H12O6 d) C6H4O5 e) N.A. a) CH3 b) C3H7 c) C5H12 d) CH2 e) C3H8 14.Si la F.E. de un compuesto es C2H5, su posible F.M. es: 7. Hallar la F.E. de un hidrocarburo que contiene 7,7% de hidrógeno. a) C3H6 b) C2H5 c) C4H10 d) C4H12 e) C4H8 a) C2H4 b) CH c) C3H8 d) C6H14 e) C3H6 15.Si la F.E. de un compuesto es CH3, su posible F.M. es: a) C2H6 b) C2H2 c) C3H7 d) C3H8 e) C4H10 QUÍMICA Tarea dom Tarea Domiciliaria iciliaria 9. Hallar la F.M. de un compuesto que presenta 35,5 g de cloro y 40 g de oxígeno. Además, su peso 1. Si la F.E. de un compuesto es CH2O, su posible molecular es fórmula molecular es: 151 g/mol. a) C6H12O5 b) C6H12O6 c) C6H12O7 a) ClO b) Cl2O c) Cl2O3 d) C3H6O5 e) C4H8O7 d) Cl2O5 e) Cl2O3 2. Si la F.E. de un compuesto es CH2, su posible F.M. 10.Hallar la F.M. de un compuesto que presenta 35,5 g es: de cloro y 8 g de oxígeno. Además, su peso molecular es a) CH3 b) C4H10 c) C6H14 87 g/mol. d) C5H8 e) C4H8 a) ClO b) Cl2O c) Cl2O3 3. Si la F.M. de un compuesto es C10H22, su posible F.E. d) Cl2O5 e) Cl2O7 es: 11.Hallar la fórmula molecular de un compuesto que a) C5H10 b) C3H8 c) C5H12 presenta 6 g de “E” y 4 g de oxígeno, además su d) C4H11 e) C5H11 peso molecular es 40g/mol. m.A.(E=24) 4. Si la fórmula molecular de un compuesto C2H2, su a) E2O b) EO c) E2O5 F.E. es: d) EO3 e) EO2 a) C3H3 b) C5F5 c) C4H4 12.Hallar la F.M. de un compuesto que presenta 2 g de d) CH e) C2H6 “E” y 3 g de oxígeno, además su peso molecular es 5. Hallar la F.E. de un compuesto que presenta 12 g de 80g/mol. m.A.(E=32) carbono y 4 g de hidrógeno. a) C3H8 b) C6H6 c) C2H2 a) E2O3 b) EO c) E2O5 d) CH4 e) C5H12 d) EO3 e) EO2 6. Hallar la F.E. de un compuesto que presenta 14 g de 13.Hallar la F.M. de un compuesto que presenta 3 g de nitrógeno y 3 g de hidrógeno. “E” y 8 g de oxígeno, además su peso molecular es a) NH5 b) NH4 c) N2H5 44g/mol. m.A. (E=12) d) NH6 e) NH3 a) EO2 b) EO c) E2O3 7. Hallar la F.E. de un compuesto que presenta 40 g de d) E2O5 e) EO3 calcio y 16 g de oxígeno. 14.Hallar la F.M. de un compuesto que presenta 7 g de a) Ca2O b) Ca2O3 c) CaO “E” y d) Ca2O5 e) CaO2 4 g de oxígeno, además su peso molecular es 44 g/mol. m.A.(E=28) 8. Hallar la F.M. de un compuesto que presenta 18 g de carbono y 4 g de hidrógeno. Además su peso a) EO2 b) E2O c) E2O3 molecular es 44 g/mol. d) EO4 e) EO a) CH4 b) C3H8 c) C5H10 15.Si la F.M. de la glucosa es C6H12O6, indicar su d) C2H6 e) C2H2 fórmula empírica. a) CH2O3 b) CH2O5 c) C3H6O5 d) CH2O e) C3H2O3 Organización Educativa TRILCE 129 2 Repaso VII COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO 8. Calcular la masa molar del Al2(SO4)3. tEijercici (m.A.: Al = 27; S = 32; O = 16) Prac quemos os a) 340 b) 341 c) 343 d) 342 e) 389 1. En el siguiente caso, indicar el valor de la masa 9. Hallar la masa que existe en 6 mol de moléculas de atómica: H2SO4. Isótopos 16 24 E E Abundancia 40% 60% Organización Educativa TRILCE 131 a) 540 b) 560 c) 869 a) 20,6 b) 21,9 c) 20,8 d) 546 e) 588 d) 30,4 e) 42,6 10.Hallar la masa que existen en 3,6.1023 moléculas de 2. Se tienen dos isótopos de un elemento: 16E y 28E, si agua. por cada dos pesados existen 5 livianos. Indicar el valor de la masa atómica de dicho elemento. a) 11,8 g b) 10,8 c) 9,8 d) 7,8 e) 19,6 a) 19,42 b) 18,44 c) 16,7 d) 18,9 e) 16,69 11.Hallar la composición centesimal del oxígeno en el H2O. 3. ¿Cuántos átomos existen en 40 g de calcio? (m.A.: Ca = 40) a) 81,8% b) 91,9% c) 11,11% d) 88,88% e) 89,9% a) 6.1021 b) 6.1022 c) 6.1023 d) 6.1024 e) 6.1025 12.Hallar el porcentaje de azufre en el H2SO4 . a) 37,28% b) 39,64% c) 42,6% 4. ¿Cuánto pesan 4 moles de átomos de d) 49,64% e) 32,65% potasio? (m.A.: K = 39) 13.Hallar el porcentaje de agua en el a) 160 b) 164 c) 158 d) 156 e) 168 MgSO4.2H2O. a) 21% b) 22% 5. ¿Cuál es la masa de 6 moles de átomos de azufre? c) 24% (m.A.: S = 32) d) 26% e) 23% a) 194 b) 196 c) 216 14.Se tiene un hidrocarburo (carbono e hidrógeno) que d) 190 e) 186 posee 25% de hidrógeno, indicar su porcentaje de carbono. a) 24% b) 76% c) 75% 6. ¿Cuánto pesan 9 moles de átomos de d) 25% e) 84% sodio? (m.A.: Na = 23) 15.Se tiene un compuesto cuya fórmula empírica es CH a) 204 b) 205 c) 206 y se sabe que su masa molar es 78. Indicar su d) 207 e) 208 fórmula molecular. 7. ¿Cuántos átomos existen en 2,4 kg de a) C4H4 b) C9H9 c) C6H6 magnesio? (m.A.: Mg = 24) d) C4H8 e) C9H16 a) 6.1023 b) 6.1024 c) 6.1025 d) 6.1026 e) 6.1027 132 Tercer Año de Secundaria Repa so V I I Tarea Tarea Domiciliaria domiciliaria 8. Hallar la fórmula mínima de un compuesto formado 92,3 % de C y 7,7 % de H. 1. Hallar la C.C. de Oxígeno en el CaCO3. P.A. (Ca = 40; C = 12; O = 16) a) 46% b) 48% c) 40% a) CH2 b) C2H3 c) C3H8 d) 12% e) 16% d) CH e) CH3 2. Hallar la C.C. del Hidrógeno en 9. Hallar la F.E. de un óxido de Hierro que contiene 70 H2O. % P.A. ( H = 1; O = 16) del metal. P.A. (F = 56) a) 11,1% b) 88,8% c) 10% a) FeO b) Fe2O3 c) Fe3O2 d) 14% e) 12% d) FeO2 e) Fe4O5 3. Hallar la C.C. de Oxígeno en el H2O. 10.Hallar la F.E. de un compuesto formado por 75 % de Carbono y 25 % de Hidrógeno. P.A.(C = 12; H = 1) a) 88,88 % b) 11,1% c) 12% d) 86% e) 94% a) CH b) CH 3 c) C3H3 d) C4H10 e) CH 4 4. Hallar la C.C. del Carbono en el CH4. P.A. (C = 12; H = 1) 11.Hallar la F.E. de un compuesto formado por 5% de H; 35 % de Si y 60 % de O. a) 75% b) 25% c) 60% P.A. (H = 1; Si = 28; O = 16) d) 40% e) 50% a) H4SiO3 b) H2SiO3 c) H2S;O4 5. Hallar la C.C. del Sodio en el NaOH. d) HSiO3 e) H4SiO P.A. (Na = 23; O = 16; H = 1) 12.La nicotina componente tóxico del tabaco tiene la a) 54,5% b) 32,7% c) 42,6% siguiente composición: C = 74 %; N = 17,3 % y d) 57,5% e) 24,6% H = 8,7 %. Determinar la F.E. del compuesto. 6. Hallar la C.C. del Magnesio en el MgSO4. a) C5H7N b) C5H8N c) C6H4N3 P.A. (Mg= 24; S = 32; O = 16) d) C5H7N2 e) C5H7N3 a) 20% b) 40% c) 60% 13.Hallar la fórmula empírica de un compuesto formado d) 70% e) 18% por 85,5 % de C y 14,5% de H. 7. Hallar la C.C. del Nitrógeno en HNO3. a) CH3 b) C3H7 c) C5H12 P.A. (H = 1; N = 14; O = 16) d) CH2 e) C3H8 a) 22,22% b) 33,33% c) 44,44% 14.Hallar la F.E. de un hidrocarburo que contiene 7,7 % d) 30,2% e) 26,4% de Hidrógeno. a) C2H4 b) CH c) C3H8 d) C6H14 e) C3H6 2 Materia COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO ¿Qué es la Mezcla materia? Homogénea Es toda realidad objetiva, que se caracteriza por Es aquella en la cual cada porción analizada presenta la presentar movimiento y experimenta transformación; misma característica. Sus componentes no se pueden también se puede decir que es todo aquello que tiene distinguir a simple vista, por lo que se dice que presenta masa, que nos rodea y que existe independiente de una sola fase. Ejemplos: ácido muriático, agua regia, nuestros sentidos. agua potable, agua de río y de mar, formol, agua oxigenada, aire, acero, amalgama, bronce, latón, etc. Albert Einstein (1879-1955) en su teoría especial de la relatividad describe la reversibilidad recíproca entre la Mezcla Heterogénea materia y la energía (E=mc2) revelando la existencia de grandes cantidades de energía, incluso en las masas Es aquella en la cual a simple vista o microscópicamente más diminutas. se pueden distinguir sus componentes es decir presenta más de una fase. Ejemplo: gotas de petróleo, concreto, ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA Y SUS nube de polvo lodo, engrudo, puñado de tierra, azufre CAMBIOS FÍSICOS en polvo y limaduras de hierro, etc. Sublimación directa-(sublimación) fusión vaporización Sustancia pura Sólido Líquido Gaseoso FA >>FR F =F A R F <<F A R Es aquella variedad de materia que se caracteriza por solidificación licuación presentar propiedades físicas y química definidas. Sublimación inversa-(compensación) Sustancia F : Fuerza de atracción simple A F : Fuerza de repulsión R Resultan ser los elementos químicos constituidos por átomos. Se representan por símbolos. Organización Educativa TRILCE 133 Mater ia Moléculas Las moléculas fijas resbalan Respondamos • ¿Qué es una solución? Las moléculas se agitan • ¿Qué elementos son líquidos? Estado sólido Estado líquido y se separan Estado gaseoso • ¿Qué elementos son gaseosos? Respondamos • ¿Qué elementos son sólidos? • ¿En qué se diferencia la vaporización y la ebullición? • Según la cantidad de elementos, ¿cómo se clasifican las moléculas? • ¿Cuál es la diferencia entre licuación y condensación? • ¿Qué es atomicidad? • ¿Cómo se define el estado • ¿Cuánto elementos químicos existen en la plasmático? naturaleza? MEZCLA PROPIEDADES DE LA Es la reunión de dos o más sustancias en proporción MATERIA Extensivas variable, en la cual cada una de ellas, mantiene su propiedad. Sus componentes se pueden separar por Son las que dependen de la cantidad de materia métodos físicos tales como: destilación, filtración, presente. Ejemplos: extensión, divisibilidad, inercia, evaporación, levigación, centrifugación, precipitación indestructibilidad, porosidad, impenetrabilidad, etc. electrostática, etc. 134 Tercer Año de Secundaria Intensivas 2. ¿En qué especie la fuerza de atracción es mayor que la fuerza de repulsión? Son las que no dependen de la cantidad de materia. Ejemplos: dureza, maleabilidad, ductibilidad, tenacidad, a) leche b) gasolina c) aire fragilidad, viscosidad, punto de ebullición, conductividad, d) azúcar e) alcohol medicinal compresibilidad, efusión, difusión, temperatura, etc. 3. Todo aquello que existe independiente de nuestros FENÓMENOS FÍSICOS Y sentidos se puede decir que es: QUÍMICOS a) calor b) materia c) un líquido El término fenómeno proviene del griego “phainomenon” d) un plasma e) una bitácora que significa “aparición”. 4. ¿Quiénes presentan alotropía? Todo cambio en las propiedades de un cuerpo o a) Los líquidos sustancia es un fenómeno; dicho cambio es debido a la b) Los gases acción de energías propias del cuerpo o a otro al que se c) Las soluciones enfrenta o reacciona. d) Algunas mezclas homogéneas e) Algunas sustancias simples En el “fenómeno físico” no cambia la estructura interna de la materia. Ejemplos: 5. Se consideran alótropos: - Los cambios de estado. a) Gasolina y kerosene - La dilatación de un cuerpo. b) Agua y alcohol - Laminación del cobre. c) Grafito y diamante - La nieve derretida. d) Oxígeno y aire - Normalizado del acero. e) Mica y granito - Trefilación del platino, etc. 6. Según la escala para la dureza dada por F. Mohs En el “fenómeno químico» las sustancias de los cuerpos (1773- que intervienen se transforman en otra u otras nuevas 1839), ¿qué especie presenta menor dureza? sustancias. Fenómeno químico y reacción química son una misma cosa. a) coridón b) diamante c) calcita d) talco e) topacio ¿Qué es alotropía? 7. Son elementos químicos líquidos: El alotropismo entre los no metales comúnmente es una a) Agua y formol b) Sodio y calcio consecuencia de que el elemento exista en más de una c) Carbono y cloro d) Hidrógeno y helio forma molecular con propiedades diferentes. En los e) Bromo y mercurio metales se debe a la posibilidad de más de una estructura de empaquetamiento compacto. 8. ¿Cómo se llama el proceso por el cual el oro por ejemplo Presentan alotropía: Oxígeno O (molecular) y O (ozono) se puede convertir en hilos? 2 3 Carbono grafito y diamante d) La materia y la energía e) La masa y el volumen PractEquemos ijercicios 1. Según Albert Einstein (1879-1955) existe una reversibilidad recíproca entre: a) La materia y la densidad b) La materia y la dureza c) Tenacidad y fragilidad a) Maleabilidad b) Laminación c) Ductibilidad d) Trefilación e) Pirólisis 9. Son compuestos químicos: a) Sangre y aspirina b) Dentríficos y amalgamas c) Agua y aire d) Plata y oro e) Úrea y amoníaco 10.Indique el compuesto ternario: a) Agua destilada b) Amoníaco c) Ozono d) Ácido sulfúrico e) Cal viva QUÍMI CA Organización Educativa TRILCE 135 Mater ia 11.Indicar la correspondencia: 16.No se considera una solución: I. Granito a. Sustancia a) Agua regia b) Agua potable simple c) Agua de río d) Agua destilada II. Agua regia b. Mezcla e) Agua termal III. Amoníaco c. Solución 17. ¿Qué es el hielo seco? IV. Samario d. Sustancia compuesta a) Agua a 10ºC bajo cero b) Dióxido de carbono a) Id - IIb - IIIa - IVc b) Ic - IIa - IIIb - compensado c) Agua a 0ºC IVd c) Ib - IIc - IIId - IVa d) Ib - IId - d) El ozono congelado IIIc - IVa e) Ia - IIb - IIIc - IVd e) El carbono congelado 12.Son propiedades que no dependen de la cantidad de 18.Es uno de los estados físicos de la materia, en el cual materia: las partículas tiene libre movimiento y tienden a ocupar el espacio total que las limita. a) Intensivas b) Extensivas c) Generales d) Recíprocas a) Sólido b) Líquido c) Gaseoso e) Inerciales d) Plasmático e) Coloidal 13.La sublimación es una propiedad que caracteriza a 19.El método más fácil para separar convenientemente pocas sustancias orgánicas, ¿cuál de las sustancias una mezcla de aceite y vinagre es: que viene a continuación la posee? a) por absorción b) por filtración a) Acetona b) Antraceno c) Naftaleno c) por sublimación d) por decantación d) Fenol e) Benceno e) por disolución 14.Los cuerpos tienden a conservar el estado de reposo 20.¿En qué caso se forma una solución? o movimiento en que se encuentren y tal hecho, común a todos los cuerpos, se denomina: a) 1 cm3 de aceite con 1cm3 de agua b) 10 g de arena con 100 mL de a) Gravedad b) Maleabilidad c) Dureza agua c) 2 mL de HCl con 18 mL de d) Velocidad e) Inercia H2 O d) 10 mL de H2O con 10 mL de 15.La masa es una medida ... aceite e) En todos los casos a) solo de los cuerpos gaseosos. b) de la inercia de los cuerpos. c) solo de los cuerpos amorfos. d) cualitativa. e) de las sustancias duras. Tarea Tarea domiciliaria Domiciliaria 1. Señale una sustancia simple: 4. Fórmula es a compuesto como: a) Alcohol b) Petróleo c) Azúcar a) Compuesto es a fórmula. d) Cobre e) Benceno b) Símbolo es a elemento. c) Elemento es a símbolo. 2. Señale una sustancia compuesta: a) H2SO4, CO2 b) H2O, H2SO4 c) Plata, HNO3 d) Oro, plata e) a) Cobre b) Cadmio c) Plata Na2CO3, NH3 d) Oro e) Ácido nítrico 3. Señale el par que contiene una sustancia simple y compuesta respectivamente: 136 Tercer Año de Secundaria QUÍMI CA d) Símbolo es a fórmula. e) Ninguno 5. De las siguientes propiedades: • Los constituyentes del compuesto obtenido en la reunión de sustancias se separan por medios químicos. • Las sustancias conservan sus propiedades. • Las sustancias se reúnen en cantidades. • Hay reacción química. Organización Educativa TRILCE 137 ¿Cuántas n . corresponden la o combinación? á L u t a a) 0 n o a m t b) 1 o i m . n c) 2 e e) N.A. t d) 3 z a c 7. En las distintas l materias que se d e) 4 a presentan a e . continuación señale la 6. Una sustancia que c que corresponda a l puede ser separada ) una mezcla. a en sus componentes p es: U a) Oro b) i n Cloro c) c a a Ácido sulfúrico d) e ) Oxígeno e) r m Aire o U e . n z 8. Indique en qué caso IV. El petróleo c se tiene mezcla (M) y extraído de los e l en cuáles una pozos de nuestra l a sustancia (S), selva. V. Una e respectivamente: solución homogénea m o I. 1 m3 de aire. de agua y alcohol. e I n u I a) MSSSM b) t n . MSMSM c) o SSSMM c U d) MSMMM e) o o n MMMMM m c p c 9. ¿Cuál de las o u u siguientes m e b alternativas define p s o la características de u t un compuesto y cuál e o d una mezcla, s . e respectivamente? t d o ) h I. Está formado(a) . i por dos o más U e sustancias en b n l proporciones ) a o variables. II. Está formado(a) U m ( por un elemento y n e H una molécula en z 2 proporciones e c O definidas. l l ) III. Está formado(a) e a . sólo por dos m elementos en e o I proporciones n I variables. t u I IV. Está formado(a) o por dos o más En la prueba III se d qué alternativa es elementos en observa la adherencia e correcta. proporciones al imán de un tercer h definidas. componente. i a) V. Está formado(a) ¿Qué compuesto quedan e “A” siempre por un en la mezcla? r es metal y un no metal r un en proporciones a o a variables. ) me d zcl a) V, II b) IV, C ) a I c) III, a I het II r o ero d) II, I e) III, b d gé V ó o nea n b) 10.En un experimento se y “B” prepara una mezcla de y li es iodo, carbón, sal m un común, limaduras de a a ele hierro y arena r d me sometiéndolos a las e u nto siguientes pruebas n r c) “A” es un compuesto consecutivas. a a d) s “C” I. Calentamiento b d es II. Adición de agua ) e una III. Acercamiento de h me un imán a la porción I i zcla insoluble o e het d r ero En la prueba I se o r gén observa la o ea sublimación de un y e) componente. e “B” En la prueba II se s ) es observa la a I una disociación de un l o sus componente. d tan c o cia o sim m y ple ú a n r 12.De las siguientes c e sustancias, ) n mencionadas a conti- A a nuación, ¿cuál de ellos r se podría clasificar e 11.Por medio de la como coloide? n decantación se logra a separar “C” en dos a) Solución de sal y líquidos “A” y “B”. El (NaCl) li líquido “A” se puede b m separa en dos ) a componentes por d destilación y “B” sólo G u se descompone por a r método químico. s a Según esta o s información determine l i siguientes procesos n n corresponde a un de a cambio físico? clo rur c a o ) ) de pla P C ta i o e) s m Co c b rro o u sió d s n ) t de i un G ó cla e n vo l a d 15.¿Cuál de las siguientes t e fenómenos no i corresponde a una n l transformación a a química? e m I. Corrosión de un clavo ) a II. Digestión de los d alimentos V e III. Evaporación del agua i r IV. Fermentación de la d a chicha r V. Combustión de la i b madera o ) 13.¿Cuáles son las E propiedades más v comunes a todas las a mezclas? p o a) Composición r constante, a propiedades c independientes de su i origen. ó b) Composición variable, n propiedades independientes de su d origen. e c) Composición l constante, propiedades a dependientes de su g origen. u d) Composición variable, a propiedades c) Fermentación de dependientes de su chicha origen. d) e) N.A. For ma 14.Indique, ¿cuál de los ció a) I y III b) III c) I y II 22.De las siguientes propiedades físicas, ¿cuántas son d) II y III e) IV y V propiedades intensivas? 16.La alotropía es: vinagre a partir del x ( ) Densidad vino. í ( ) Tenacidad ( a) El número de b) Extracción de g ) Peso átomos que la sal común del e ( ) Viscosidad ( equivale a un agua del mar. c) n ) Olor átomo del Combustión de o ( ) Dureza elemento. la gasolina. , b) La capacidad que d) Oxidación de la o a) 1 tiene una sustancia gasolina. z para modificar la e) Descomposición del o b) 2 velocidad de un agua por acción de n átomo de un la corriente o c) 3 elemento. eléctrica. d) 4 c) La existencia, en el 20.Señale los compuestos mismo estado 19.¿Qué sustancia que tienen la e) 5 físico, de dos o más no presenta formas propiedad de formas del mismo alotrópicas? sublimarse. 23.De las siguientes elemento. propiedades físicas, d) La combustión de a) Grafito, diamante I. Bencina ¿cuántas son un elemento con b) II. Alcohol propiedades otro en más de una Azufre III. Naftalina extensivas? proporción. rómbico IV. Hielo seco e) La capacidad de , azufre ( ) Plasticidad combinación de un monoclí a) I y IV b) II y ( ) Porosidad elemento. nico c) III c) III y ( ) Peso Agua, IV ( ) Densidad 17. Cuando juntamos dos hielo d) II y IV e) II, ( ) sustancias “A” y “B”, d III y IV Tenacidad resultará ser un ) ( ) Inercia fenómeno cuando se F 21.De: manifiesta: ó I. Una característica a) 1 s de la materia es el a) Aumento de f movimiento y su incesante b) 2 volumen. o b) Desprendimiento r transformación. de un gas diferente o II. Todo cuerpo c) 3 a “A” y “B”. c) Un material posee masa. d) 4 cambio de estado b III. La masa es la de “A” y “B”. l medida de la e) 5 d) a cantidad de materia Una n que hay en un 24.Indicar cuántos son separ c cuerpo. ejemplos de materia ación o en estado plasmático. de , Son correctas: fases f ( ) “A” y ó a) Solo I b) Solo Rayo “B”. s II c) Solo ( ) e) f III Láser Una o d) I, II e) I,II, ( ) Masa mezcl r III molar a o ( ) homo Estrellas génea r ( . o j ) 18.Marcar la que o corresponde a un H cambio físico: e e ) l a) Obtención del O i o a ( ) a) 1 d - Etanol o ( b) 2 r b o ) c) 3 ) t o V d) 4 i h e i ) n e) 5 a l a p g 25.¿Cuántos de los r d l siguientes cuerpos se e o a encuentran en estado n líquido? - c h ( ) a Bencin e s d a o ( ) t Hulla i r - ( ) a Estalagtita l d ( ) Agua a o pesada m c ( ) Agua i ) dura n ( ) a f Naftaleno d o o a) 1 r j 27. Completar: “El agua a oxigenada de uso b) 2 d medicinal, es un o sistema monofásico de c) 3 d) 4 ... componente y por - lo tanto es una ... e) 5 cuya fórmula ... d H2O2”. e 26.Completar: “Un metal s es más maleable a) dos t cuando más fácil sea r su ... y más tenaz b) u cuando más resista cuatro i ser ...”. d o c) tres a d) una ) d ) e) cinco f u l 28.De los tipos de s a i m materia, ¿cuántas son ó i n n sustancias puras? ( ) a - c Fotón i r ó ( ) Formol a n ( ) y Agua a) 1 b) 2 c) 3 30.Correlacionar e indicar lo no correcto: d) 4 e) 5 I. Solución 29.De la relación: II. Mezcla heterogénea III. Elemento diatómico ( ) Salmuera ( ) Cal viva IV. Sustancia simple ( ) Hielo seco ( ) Diamante V. Sustancia compuesta ( ) Agua ( ) Kerosene ( ) Alcohol iodado ( ) Plata a. Oxígeno b. Aire Indicar con “M” a la mezcla, con “E” a los elementos c. Agua destilada y con “C” a los compuestos, e indicar cuántas son d. Cobre mezclas elementos y compuestos respectivamente. e. Azufre y limaduras de hierro a) 3; 1; 4 b) 2; 2; 4 c) 3; 2; 3 a) II - e b) IV - d c) V - c d) 2; 1; 5 e) 4; 2; 2 d) III - a e) I - c 30 Estado gaseoso I COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO Organización Educativa TRILCE 139 Lectura ejemplo, el agua puede estar en estado sólido como hielo, en estado líquido como agua y en estado gaseoso ¿Quién mató a Napoleón? como vapor. Las propiedades físicas de una sustancia dependen a menudo de su estado. Después de su derrota en Waterloo en 1815, Napoleón se exilió en Santa Elena, donde pasó los últimos seis Los gases, en diversos aspectos, son mucho más años de su vida. En la década de los sesenta, se sencillos que los líquidos y los sólidos. El movimiento analizaron muestras de cabello de Napoleón y se molecular de los gases resulta totalmente aleatorio, y encontró que tenían un alto nivel de Arsénico, lo que las fuerzas de atracción entre sus moléculas son tan sugería que podría haber sido envenenado. Los posibles pequeñas que cada una se mueve en forma libre y sospechosos eran, el gobernador de Santa Elena y la fundamentalmente independiente a las otras. familia real francesa. ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES El arsénico elemental no es peligroso. El veneno IDEALES comúnmente utilizado es en calidad óxido de arsénico (III), As2O3, un compuesto blanco que se disuelve en Fue dada por Rodolfo Julio Manuel Clausius (1822- H2O, es muy difícil de detectar si se administra por largo 1888) matemático y físico alemán, considerado como el tiempo y no tiene sabor. Era también conocido como “el fundador de la termodinámica. polvo de la herencia”, porque podía añadirse al vino del abuelo P1.V1 P2 .V2 para apresurar su muerte y así el nieto heredará los T1 T2 Constante (cte) bienes. • La ecuación también puede escribirse considerando la En 1832, el químico inglés James Marsh desarrolló un densidad del gas, ya que la masa se mantiene procedimiento para detectar el arsénico. En esta constante. prueba, se combina el H2 formado por la reacción entre zinc y P P 1 2 ácido sulfúrico con una muestra del supuesto veneno. Si D .T 1 1 D .T 2 2 hay As2O3, reacciona con el H2 y forma arsina (AsH3), gas tóxico cuando la arsina gaseosa se calienta se Procesos restringidos: descompone y forma arsénico. Son cambios que experimentan los gases manteniendo En los inicios de la década de los 90, surgieron dudas constante la masa y una de las variables de estado acerca de la teoría de conspiración de la muerte de (presión “P”, volumen “V” o temperatura “T”). Napoleón, debido a que se encontró que una muestra de papel tapiz de su estudio contenía arsenato de cobre (CuHAsO4). Se ha sugerido que el clima húmedo de • Proceso isotérmico: Ley de Boyle-Mariotte; Santa Elena ha promovido la formación de este constante compuesto en el papel tapiz; para liberar el arsénico “T”, de ahí podemos decir: puede haberse convertido en trimetil arsina [(CH3)3As], un compuesto volátil muy venenoso. La exposición P1/V prolongada a estos gases pudo haber deteriorado la Entonces cuando “T” es constante: P1V1 P2 V2 salud de Napoleón, lo que explicaría la presencia de Arsénico en su cuerpo. Esta interesante teoría se apoya inicial final en el hecho de que los invitados asiduos de Napoleón sufrían transtornos gastrointestinales y otros síntomas • Proceso isobárico: Ley de Charles; constante “P”, del envenenamiento con arsénico, pero su salud de ahí se puede decir: mejoraba cuando pasaban horas trabajando en el V T jardín. V1 V INTRODUCCI Entonces cuando “P” es constante: T T 2 ÓN 1 2 En ciertas condiciones de presión y temperatura, es inicial final posible que la mayoría de las sustancias existan en alguno de los tres estados de la materia: sólido, líquido o gaseoso. Por 140 Tercer Año de Secundaria QUÍMI CA Estado gaseos o I • Proceso isocórico: Ley de Gay Lussac; constante a) 100 mL b) 400 c) 50 “V”, de ahí podemos decir: d) 300 e) 200 PT 8. Un gas ideal tiene la densidad de 1,25 g/L a 227 ºC y P1 P2 5 atm. ¿Cuál será la densidad a 127 ºC y 2 atm? Entonces cuando “V” es constante: T T 1 2 a) 0,293 g/L b) 1,75 c) 0,167 inicial final d) 0,625 e) 0,312 el conjunto posee un volumen de 500 mL, si la tEijercici presión disminuye a la mitad, el volumen del sistema (pistón con gas) aumenta en 100 mL. Prac quemos os Hallar el volumen del pistón. 1. Un gas se encuentra a 2 atm y aumenta a 8 atm. Sabiendo que su volumen inicial era 16 L, hallar su volumen final, si es un proceso isotérmico. a) 1 L b) 4 c) 5 d) 6 e) 2 2. Al comprimirse un gas hasta 1/3 de su volumen inicial, la diferencia de sus presiones es 8 atm. ¿Cuál será la presión final del gas, si se trata de un proceso isotérmico? a) 15 atm b) 12 c) 16 d) 13 e) 14 3. Si 10 litros de un gas se encuentran a 6 atm y 27 ºC, ¿cuántos globos de 2 L se podrán inflar con todo el N2 en C.N.? a) 65 b) 60 c) 27 d) 80 e) 50 4. Isotérmicamente un gas de 10 L a 2 atm se reduce a 4 L. Luego isométricamente aumenta su presión a 10 atm y en su temperatura a 327 ºC. Calcular la temperatura inicial en ºC. a) 28 ºC b) 32 c) 30 d) 24 e) 27 5. Se tiene 80 g de oxígeno en un recipiente de 20 L. ¿Qué volumen ocupará 80 g de CH4 a las mismas condiciones de “P” y “T”? a) 38 L b) 20 c) 40 d) 30 e) 25 6. Un gas ideal se encuentra a 22 ºC ocupando un volumen de 600 mL a 2,75 atm. ¿Qué volumen ocupa a 25 ºC y 2,25 atm? a) 650,35 mL b) 740,79 c) 529,24 d) 289,04 e) 146,32 7. Un cilindro con un pistón móvil encierra un gas ideal, QUÍMI CA 9. Una burbuja de 12 mm de diámetro se encuentra a 4 m bajo el nivel del mar. Cuando llega a la superficie, ¿cuál es el diámetro? (daguademar: 1,15 g/mL) a) 10,70 mm b) 13,38 c) 21,41 d) 26,76 e) 12,17 10.De las proposiciones: I. Para cualquier proceso de un gas ideal la presión y el volumen son inversamente proporcionales. II. Un gas real tiene comportamiento ideal a elevadas temperaturas. III. En un proceso isócoro para un gas ideal, la relación P/T es constante. Son correctas: a) Solo III b) I, II, III c) II, III d) I, III e) Ninguna 11.¿A qué temperatura (en ºC) se encuentra 0,02 moles de un gas ideal en un recipiente de 298 mL a 1,64 atm de presión? a) 25 ºC b) 20 c) 26 d) 22 e) 24 12.¿Cuál de los siguientes gases es el más veloz? a) NO2 b) H2 c) HCl d) CO2 e) HCN 13.En un balón de 10 L de capacidad se tiene un gas helio en una cantidad de 100 moles. Si la temperatura es 27 ºC, hallar la presión. a) 246 atm b) 462 c) 358 d) 85 e) 346 14.Se tiene 4 L de hidrógeno sometido a la presión de 8 atm y a la temperatura de 727 ºC. Hallar el número de moléculas de hidrógeno. a) 24.1022 b) 6.1023 c) 8.1024 d) 6.1024 e) 24.1025 15.Se tiene 19 moles de HCN sometido a la presión de 38 atmósferas. Calcular el volumen, si la temperatura es 127 ºC. a) 82 L b) 164 c) 46,4 d) 16,4 e) 416 Organización Educativa TRILCE 141 16.Cierto gas se encuentra a la presión de 5 atm, ¿qué 19.Al disminuir el volumen de un gas en un 20 % y al presión será necesario aplicar para que el volumen se aumentar su temperatura en 60 %, la presión reduzca a la mitad, manteniendo la temperatura aumenta en: constante? a) 40 % b) 50 % c) 80 % a) 15 atm b) 10 c) 4 d) 90 % e) 100 % d) 3 e) 3,5 20.Si se calienta cierta masa de un gas ideal desde 27 17. Treinta litros de un gas se encuentra a 27 ºC. Si ºC hasta 87 ºC, ¿en cuánto por ciento debería la temperatura aumenta en 400 K isobáricamente, aumentarse su presión para que no varíe su ¿en cuántos litros varía el volumen? volumen? a) 10 b) 30 c) 20 a) 10 % b) 20 % c) 30 % d) 40 e) N.A. d) 40 % e) 50 % 18.En un cambio de estado se tienen las siguientes condiciones: T1 = 5T2; V2 = 4V1. P1 Hallar la relación: P2 1 1 a) b) c) 20 15 10 d) 10 e) 15 Tarea Tarea domiciliaria Domiciliaria 1. Señale las tres variables fundamentales del estado atmósferas y la temperatura de 27 ºC a 127 ºC, ¿cuál es gaseoso: el porcentaje de variación del volumen? a) Volumen, tiempo, masa b) Presión, masa, tiempo c) Presión, volumen, tiempo d) Temperatura, tiempo, presión e) Presión, volumen, temperatura 2. Cinco litros de una muestra gaseosa se encuentran a una presión de 3 atm y 27º C. ¿Qué volumen ocuparía el gas bajo una presión de 6 atm y 87 ºC? a) 4,5 L b) 2 c) 4 d) 6 e) 3 3. Si 60 L de un gas se encuentra a 4 atm y 27ºC; ¿qué presión tendrá, si el volumen es 40 L a 127ºC? a) 8 atm b) 800 c) 0,8 d) 0,08 e) 80 4. Se tiene “b” litros de un gas a 27 ºC y “a” atmosferas. Si se triplica el volumen a igual presión, determine la nueva temperatura. a) 400 K b) 600 c) 900 d) 1200 e) 800 5. Cuando la presión de un gas se incrementa de 3 a 8 142 Tercer Año de Secundaria a) Aumentó 40% b) Aumentó 50% c) Aumentó 25% d) Disminuyó 70% e) Disminuyó 50% 6. Si la temperatura de un gas aumenta en un 50% de su valor inicial mientras que su presión disminuye en un 50% de su valor. Indique qué sucede con el volumen del gas. a) Aumentó 80% b) No varía c) Disminuyó 50% d) Disminuyó 30% e) Aumentó 200% 7. El estado inicial de un gas es 2 atm, 10 L de volumen y 127 ºC. Hallar la temperatura en la nueva condición de 20 atm de presión y 1 L de volumen. a) 40 K b) 200 K c) 400 K d) 50 K e) 20 K 8. La temperatura de un gas se eleva de 27 ºC a 87 ºC, ¿cuál debe ser la variación de presión expresado en porcentaje para que no cambie el volumen? a) 10% b) 40% c) 20% d) 100% e) 30% 9. El volumen de un gas varía de 300 L a 500 L, cuando su temperatura varía de 27 ºC a 127 ºC. ¿En qué porcentaje disminuye la presión con respecto a la inicial? Organización Educativa TRILCE 143 a) 120 b) 20 c) 80 17. Un gas ocupa un volumen inicial de 620 mL y ejerce d) 70 e) 60 una presión de 885 mm Hg a 60ºC. ¿Cuál será el volumen cuando la presión se incrementa hasta 930 10.Al disminuir el volumen de un gas en un 40% y mmHg a temperatura constante? aumentar su temperatura en un 50%, entonces diga, ¿en cuánto excede la presión final de la inicial en a) 400 mL b) 500 c) 590 porcentaje? d) 620 e) 670 a) 110% b) 150% c) 250% 18.Con respecto a las propiedades de los d) 200% e) 130% gases: I. Son incompresibles. 11.¿Qué característica distingue a los gases de las fases II. Son fluidos. condensadas (sólido y líquido)? III. Se difunde en espacios limitados. a) Movimiento molecular b) Volumen que ocupa Son correctas: c) Forma de su volumen d) Contenido energético e) Viscosidad a) I, II b) II, III c) Solo I d) Solo II e) I, II, III 12.¿Cuál de las siguientes alternativas no caracteriza a un gas ideal? 19.Si 50 litros de un gas se encuentran a 2 atm y 27 ºC, ¿que volumen ocupará el gas en condiciones a) Forma variable b) Son compresibles normales? c) Se difunden d) Son expansibles e) Son isotrópicos a) 9,1 litros b) 81 c) 91 d) 0,91 e) 9,2 13.Si la presión aumenta en 80% y la temperatura disminuye en 10%, ¿en qué porcentaje varía el 20.La ley de isotermas establece: volumen de un gas? P1 P P1 V P1 V a) 2 b) 1 c) 2 a) Aumentó 50% b) Disminuyó 100% V1 V 2 P 2 V2 P2 V1 c) Aumentó 75% d) Disminuyó 50% e) N.A. d) P1V1=P1T1 e) T1 = V1P2 14.Indicar verdadero (V) o falso (F), según 21.¿Qué volumen ocupará a 2 atmósferas, un gas que a corresponda: 4 atm ocupa 20 L? (temperatura constante) I. Un gas ideal posee una presión superior a la a) 20 L b) 35 c) 25 presión barométrica. d) 40 e) 30 II. La presión manométrica es cero cuando la presión absoluta y atmosférica son iguales. 22.Es un gas vital para la vida que se encuentra en el III. Un gas experimenta una presión de vacío cuando aire, representa además el gas con menor porcentaje la presión absoluta es mayor a la barométrica. en el mismo. a) VVV b) VFV c) FVF a) Helio b) Nitrógeno c) Oxígeno d) VVF e) FFV d) Neón e) Hidrógeno 15.Un gas ideal está a temperatura “T”, volumen “V” y 23.Son correctos: presión “P”. Si varía su presión a “4P” y su temperatura a “2T”, ¿cuál es el nuevo volumen? I. Los gases presentan elevado desorden molecular. II. Los gases presentan grandes espacios intermo- a) 4 V b) 0,5 V c) 2 V leculares. d) 0,3 V e) 3 V III. Los gases están dotados de gran energía cinética. 16.Un gas está a 27 ºC y mediante un proceso isócoro a) Solo I b) Solo II c) II y III su presión aumenta de 2 a 4 atm. ¿En cuántos K d) Solo III e) I, II y III aumenta su temperatura? 24.Se tiene un gas cuya presión es 4 atm y posee un a) 327 b) 27 c) 300 volumen de 4 000 cm3, si se mantiene constante la d) 600 e) 150 temperatura y la presión se cuadruplica, indicar el nuevo volumen ocupado por el gas. a) 8 L b) 10 c) 6 28.La ley de Charles establece: d) 2 e) 1 T1 V1 T2 a) V1 T1 = V2 T2 b) T2 25.La presión de un gas varía de 5 a 10 atm, si se somete a un proceso isócoro y la temperatura inicial es de 27 c) V1 T1 = V2 T2 d) V1 P1 = P2 V2 ºC, indicar el valor de la nueva V1 V temperatura. e) T1 T2 2 a) 500 K b) 400 c) 800 d) 900 e) 600 29.La ley de Gay Lussac establece: 26.La presión de un gas aumenta en 30% y su volumen a) P 1T 1 = P2 T 2 b) V 1T 1 = V2T 2 disminuye en 30%, indicar en qué porcentaje varía la temperatura. P1 P V V2 c) T2 d) T1 T T1 2 1 2 a) Aumentó 12% b) No varía e) V1 P2 = V2P1 c) Disminuyó 9% d) Disminuyó 12% e) Aumentó 9% 30.El equivalente de una atmósfera en Torr, es: 27. La temperatura de un gas varía de 27 ºC a 127 ºC, a) 460 Torr b) 560 c) 1 800 si el proceso es isócoro, indique la variación de d) 740 e) 760 presión que sufre dicho gas. a) Disminuyó 44,4% b) Aumentó 44,4% c) Aumentó 33,3% d) Disminuyó 33,3% e) Aumentó 44,4% 31 Estado gaseoso II COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO TRILCE • COLEGIO Lectura Sin Oxígeno En septiembre de 1991, cuatro hombres y mujeres llevó a otra pregunta. El metabolismo produce entraron a la burbuja de vidrio más grande del mundo, la biósfera II, para probar la idea de que los humanos podrían diseñar y construir un ecosistema totalmente integrado, un modelo para hacer una futura colonia en otro planeta. La biósfera II era un mundo completo en miniatura de 3 acres: con una selva, una sabana, un pantano, un desierto y una g ra nj a pa ra t ra ba ja r, q ue s e pr oyec tó p ara se r autosuficiente. Este experimento único se prolongó durante 2 ó 3 años, pero poco después hubo indicios de que el proyecto peligraba. Al poco tiempo de que la burbuja se selló, los sensores dentro del inmueble mostraron que la concentración de oxígeno en la atmósfera de la biósfera II había caído de su nivel inicial de 21% (en volumen), mientras que las cantidades de CO2 habían aumentado desde un nivel de 0,035% (en volumen), ó 350 ppm (partes por millón). En forma alarmante, el nivel de oxígeno continuó cayendo a una velocidad de casi 0,5% por mes y el nivel de CO2 se mantuvo en aumento, forzando al equipo a encender los limpiadores químicos eléctricos, similares a los de los submarinos, para eliminar parte del exceso del CO2. En forma gradual, el nivel de CO2 se estabilizó alrededor de 4000 ppm, que es elevado, pero no nocivo. Sin embargo, la pérdida de oxígeno no cesó. Por enero de 1993, luego de 16 meses de experimento la concentración de oxígeno había caído al 14% equivalente a la concentración de O2 en el aire a una altitud de 4 360 metros. El equipo empezó a tener problemas para realizar tareas normales. Por su seguridad, fue necesario bombear O2 en la biósfera II. Con todas las plantas presentes, la producción de oxígeno debió haber sido mayor como consecuencia de las fotosíntesis. ¿Porqué descendió la concentración de oxígeno a un nivel tan bajo? Una pequeña parte de la pérdida se atribuyó al singular clima nublado que retardó el crecimiento de las plantas. La posibilidad de que el hierro del suelo había reaccionado con el oxígeno para formar óxido de hierro (III), o nerrumbe, se descartó por la falta de evidencia, al igual que por otras explicaciones. La hipótesis más factible fue que los microbios utilizaron el oxígeno para metabolizar el exceso de materia orgánica que se había añadido al suelo para favorecer el crecimiento de las plantas. Finalmente esta terminó siendo la causa, la identificación de la causa del agotamiento de oxígeno CO2. Según la cantidad de oxígeno consumido por los más de 2 cm en el concreto de la biósfera II. Unos 10 microbios, el nivel de CO2 debería ser de 40000 ppm, 10 000 m2 de concreto expuesto habían ocultado una veces más de lo que se midió. ¿Qué sucedió con el cantidad de 500000 a 1500000 moles de CO2. El agua exceso de gas? Después de descartar que hubiera habido producida en la reacción entre el Ca(OH)2 y el CO2 una fuga al mundo exterior y reacciones entre el CO2 y ocasionó otro problema; el CO2 también reacciona con compuestos del suelo y del agua, los científicos agua para formar ácido carbónico (H2CO3), y los iones de descubrieron que el concreto del interior de la biósfera H+ producidos por el ácido promueven a la corrosión de II había consumido grandes cantidades de CO2. las barras de hierro reforzado del concreto, debilitando su estructura. Esta situación se controló El concreto es una mezcla de arena y grava que se adecuadamente al pintar toda la superficie de concreto juntan con un agente que es una mezcla de hidratos de con una capa impermeable. Al mismo tiempo, el silicato de calcio e hidróxido de calcio. El hidróxido de agotamiento del oxígeno se hizo más lento, quizá porque calcio es el ingrediente clave en el misterio del CO2. El ahora había menos materia orgánica en los suelos y dióxido de carbono se filtra en la estructura del también porque la nueva iluminación en las áreas de concreto, entonces reacciona con el hidróxido de calcio agricultura había estimulado la fotosíntesis. El para formar carbonato de calcio y agua: proyecto se terminó prematuramente y, en 1996, las instalaciones fueron transformados en un centro de Ca(OH)2 + CO2 CaCo3 + H2O educación e investigación. En condiciones normales, esta reacción se produce Libro de Química lenta- mente, pero las concentraciones de CO2 en la CHANG Raymondi biósfera II eran demasiado elevadas, así que la reacción CHANG séptima se produjo mucho más rápido. De hecho, en solo dos edición páginas años, el CaCO3 se había acumulado a una profundidad de 202 - 203 Organización Educativa TRILCE 145 Estado gaseos o II 146 Tercer Año de Secundaria QUÍMI CA INTRODUCCI III. Las interacciones moleculares son nulas. ÓN IV. La energía cinética depende de la temperatura. Estamos rodeados por una atmósfera que se compone CONDICIONES NORMALES de una mezcla de gases a la que llamamos aire. (C.N.) Respiramos aire para absorber oxígeno (O2), que 1 atm y 273 K mantiene la vida humana. También encontramos gases 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg = 760 Torr en un sin número de situaciones distintas. Por ejemplo, 273 K = 0ºC = 32ºF el cloro gaseoso, (Cl2) se usa para purificar el agua potable. El acetileno gaseoso (C2H2) se utiliza para VOLUMEN MOLAR a soldar. El dióxido de carbono (CO2) y el metano, (CH4), C.N. se encuentran entre los llamados gases de invernadero, 1 mol = 22,4 L que están implicados en el calentamiento global. CARACTERÍSTICAS DE LOS de gas ideal GASES ECUACIÓN UNIVERSAL DE LOS GASES IDEALES El aire consiste principalmente en oxígeno y nitrógeno. (Ecuación de estado) Cerca del 78% de las moléculas del aire son de N2, y alrededor del 21% son moléculas de O2. Otros elementos Fue dada por Benito Pablo Emilio Clapeyron (1799- no metálicos existen también como gases en condiciones 1864). Ingeniero de profesión, para determinar por de temperatura y presión ordinarias: H2, F2, Cl2, H2, F2 y ejemplo el volumen de cierta masa de un gas a los gases nobles: He, Ne, Ar, Kr y Xe. Muchos determinada presión y temperatura. compuestos moleculares también son gases, todos estos tienen fórmulas moleculares P.V W .R.T PV RTn M sencillas y, por lo tanto, masas molares bajas. P = presión absoluta Las sustancias que son líquidos o sólidos en condiciones V = volumen (en litros) ordinarias por lo regular también pueden existir en el estado W = masa en gramos del gas gaseoso, en el que muchas veces se les llama valores. La sustancia H2O, por ejemplo, puede existir como agua M = masa molar líquida, hielo sólido o vapor de agua. En las condiciones R = constante universal apropiadas, una sustancia puede existir en los tres T = temperatura absoluta (en kelvin) estados de la materia, o fase, al mismo tiempo. Una botella térmica que contiene una mezcla de hielo y agua * R = 0,082 si “p” está en atm a 0 ºC tiene algo de vapor de agua en la fase gaseosa * R = 62,4 si “p” está en mmHg sobre las fases líquida y sólida. ALGUNOS COMPUESTOS COMUNES QUE SON GASES: PractEquemos ijercicios Fórmula Nombre Características HCN cianuro de hidrógeno muy tóxico, tiene olor a almendras amargas HCl cloruro de hidrógeno tóxico, corrosivo, olor asfixiante H 2S sulfuro de hidrógeno muy tóxico, olor a huevos podridos 1. Es un gas vital que se encuentra en el aire, CO monóxido de carbono tóxico, inodoro, incoloro representa la menor parte del aire. CO2 dióxido de carbono incoloro, inodoro CH4 metano inodoro, incoloro, inflamable a) Oxígeno b) Helio c) Hidrógeno N2O óxido nitroso incoloro, olor dulce, gas de la risa d) Nitrógeno e) Neón NO2 dióxido de nitrógeno tóxico, pardo rojizo, olor irritante NH 3 amoníaco incoloro, olor penetrante SO2 2. En relación a un gas ideal, señale lo incorrecto: dióxido de azufre incoloro, olor irritante I. Las moléculas de los gases son puntuales y TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR DE LOS GASES se desplazan en distintas direcciones siempre en IDEALES línea recta. II. Las colisiones moleculares contra las paredes Un gas ideal o perfecto es aquel que se comporta como internas del recipiente que los contiene son tal a altas temperaturas y baja presión y cuyas perfectamente elásticas. características se basan en los siguientes postulados: Organización Educativa TRILCE 147 Estado gaseos o II a) Un gas real se comporta como tal a alta temperatura y baja presión. b) Las colisiones son elásticas. c) Las moléculas de los gases son puntuales en distintas direcciones. a) VVV b) VFV c) VFF d) FFF e) FVF 3. Un gas a condiciones normales puede tener la presión de: a) 76 cmHg b) 760 Torr c) 760 mmHg d) 1 atmósfera e) Todas 148 Tercer Año de Secundaria 4. Un gas ideal a condiciones normales presenta un 12.Son correctos: volumen molar de: I. Los gases presentan elevada entropía. a) 2,24 L b) 44,8 L c) 11,2 L II. Los gases presentan grandes espacios intermole- d) 4,48 L e) 22,4 L culares. III. Los gases están dotados de gran energía cinética. 5. Señale verdadero (V) o falso (F): a) Solo I b) Solo II c) Solo III I. Los gases se componen de moléculas en d) II y III e) Todas movimiento caótico continuo ..........................( ) II. Las moléculas no ejercen fuerzas atractivas 13.Señale verdadero o falso: repulsivas entre sí .........................................( ) III. La energía cinética es directamente I. La energía cinética de un gas propor- cional a la temperatura absoluta varía directamente en relación con de la muestra ...............................................( ) la temperatura .................................................( ) a) F F V b) V F V c) V V V II. La velocidad promedio de un gas depende d) F V V e) V V F de la temperatura y la masa o peso relativo de la molécula ..................................( ) 6. Si el volumen de un gas es numéricamente igual a su III. Los gases reales se comportan como ideales número de moles; entonces, su presión en a bajas presiones y bajas temperaturas ..........( ) atmósferas será: a) VVF b) VVV c) FFV a) 0,82 b) 8,2 c) 0,082 d) VFV e) FVV d) 6,24 e) 62,4 14.La ley de las isotermas establece: 7. A condiciones normales, ¿qué volumen ocupará P P P V 1 2 media mol de gas ideal? a) V V b) P 1 V 2 c) T1 V1P2 1 2 2 1 a) 22,4 L b) 89,6 c) 11,2 P V d) 5,6 e) 44,8 d) P 1 V 1 e) P1 V1 T1P1 2 2 8. El comportamiento de un gas está determinado por los siguientes parámetros: 15.Con respecto a las siguientes gráficas, marcar la proposición correcta: a) Presión y masa P P b) Volumen y masa c) Volumen y presión d) Temperatura y presión e) Temperatura, presión y volumen 9. El volumen de un gas ideal a condiciones normales es I V II V 112 L. ¿Cuál sería la presión que se ejercería si se coloca en un recipiente de 64 L a 127 ºC? a) Ambos corresponden a un gas a) 2,76 atm b) 2,56 c) 25,6 ideal. b) En (I) se representa a un d) 256 e) 2,92 isócoro. c) En (II) se grafica el cambio de entropía. 10.Calcular el volumen en condiciones normales de una d) En (II) se representa a un gas cantidad de oxígeno que a 819 K y 6 atmósferas, monoatómico. e) En (I) se representa a un presenta un volumen de 40 litros. gas ideal. 16.Determinar la densidad del gas metano (CH4) a 4,1 atm y 127 ºC. a) 80 L b) 65 c) 85 a) 1 g/ b) 1,5 c) 2 d) 70 e) 75 d) 2,5 e) 2,6 11.¿Qué volumen ocupará a 2 atmósferas un gas, que a 4 atmósferas ocupa 20 L? densidad de 1,5g/. ¿De qué gas se trata? 17. A 27 ºC y 936 mmHg el gas CxH2x+2 presenta una a) 35 L b) 20 c) 40 d) 25 e) 30 a) CH4 b) C2H6 c) C3H8 d) C2H4 e) C2H2 18.En un balón de acero se tiene acetileno (C2H2), en 20.Si se sabe que 3,2 g de cierto gas ocupan un otro recipiente se tiene 880 g de gas CO2. Si en volumen de 4,1 a 227 ºC y 2 atm de presión, ¿de ambos recipientes se tiene igual cantidad de qué gas se trata? (C = 12; O = 16; N = 14) moléculas, ¿qué masa de acetileno se tiene? (C = 12; O = 16) a) Ozono (O3) b) Metano (CH4) c) Hidrógeno (H2) d) Oxígeno (O2) a) 520 g b) 260 c) 130 e) Nitrógeno (N2) d) 490 e) 650 19.¿Qué volumen ocupan 12,046.1023 moléculas del gas SOx a 0 ºC y 760 mmHg? a) Falta conocer “x” b) 11,2 c) 2 d) 22,4 e) 44,8 Tarea Tarea domiciliaria Domiciliaria 1. Se tiene 19 moles de HCN sometido a la presión de misma presión cuando ocupe un volumen de 30 L a 27 38 atm. Calcular el volumen, si la temperatura es 127 ºC? ºC. a) 15 g b) 14,5 c) 12 a) 164 L b) 16,4 c) 416 d) 10 e) N.A. d) 82 e) 132 8. ¿Cuál será el volumen en litros a condiciones 2. En un balón de 10 L de capacidad se tiene un gas normales que ocupe todo el cloro existente en 585 g helio en una cantidad de 100 moles. Si la de NaCl? P.A. (Cl=35,5; Na=23) temperatura es 27 ºC, halla la presión atmosférica. a) 10 b) 24 c) 224 d) 14,3 e) 112 a) 462 atm b) 82 c) 346 d) 246 e) 358 9. ¿A qué temperatura el volumen molar de un gas es 41,05 L/mol, si la presión es 760 mmHg? 3. Determinar la temperatura que soporta 10 moles de oxígeno que ocupa un volumen de 82 L a 3 a) 250 K b) 300 c) 400 atmósferas. d) 500 e) 600 a) 17 ºC b) 21 c) 37 10.Se tiene 80 g de oxígeno en un recipiente de 20 L. d) 47 e) 27 ¿Qué volumen ocupará 80 g de CH4 a las mismas condiciones de “P” y “T”? 4. Hallar la presión en mmHg que ejerce 1,28 g de O2 en un recipiente de 300 mL a 25 ºC. a) 2479,36 b) 6765,3 c) 5033,3 a) 40 L b) 30 c) 20 d) 6069,5 e) 3033,5 d) 18 e) 36 5. Hallar el volumen de 2 mol de cierto gas ideal a T=0 11.Indicar el valor de la constante Renault “R” para una ºC presión de 0,9 atm. y P = 1 atm. a) 44,8 L b) 22,4 c) 67,2 a) 82 b) 624 c) 8,2 d) 0,224 e) 4,48 d) 7,2 e) 0,082 6. ¿A qué temperatura (en ºC) se encuentra 0,02 moles de un gas ideal en un recipiente de 298 mL a 1,64 a) 20 b) 22 c) atm de presión? 24 d) 25 e) 26 12.¿Cuántas moles de CO2 se tendrá en 45 L a 624 7. Si 10 g de un gas ejerce cierta presión en un mmHg y 27 ºC? recipiente de 20 L a 17 ºC, ¿qué peso del mismo gas ejerce la a) 1 b) 2 c) 3 d) 1,5 e) 4 13.¿Qué peso se tendrá en 112 L de oxígeno a C.N.? a) 16 g b) 80 c) 32 d) 160 e) 48 14.En un recipiente se tiene 82 L de oxígeno gaseoso, 18.La densidad de un gas A2 es 2 g/L a 16 atm, ¿cuál es sometido a la presión de 30 atm y una temperatura la densidad del gas A3 a 12 atm, si ambos gases de se encuentran a la misma temperatura? 300 K. Hallar el número de moles. a) 10 b) 30 c) 100 a) 1,5 g/L b) 2,25 c) 3 d) 120 e) 130 d) 4,5 e) 1,2 15.Si 50 L de un gas se encuentra a 2 atm y 27 ºC, ¿qué 19.¿A qué temperatura la densidad del gas hidrógeno es volumen ocupará el gas en condiciones normales 1,2 g/L a una presión de 720 mmHg? (C.N.)? a) 9,1 L b) 91 c) 910 a) 19,23 K b) 30,81 c) 49,38 d) 0,91 e) 9,20 d) 79,14 e) 126,8 16.Determínese el peso molecular de un gas a 1 atm y 20.Se tiene dos gases diferentes en sendos recipientes 18 ºC que presenta una densidad igual a 2,3 g/L. iguales con igual temperatura. Indique la relación de sus presiones, si la densidad del primero es el doble a) 30 b) 32 c) 40 de la densidad del segundo y el peso molecular del d) 58 e) 55 segundo es tres veces el peso molecular del primero. 17. ¿Cuál es la densidad de un compuesto gaseoso cuyo a) 3 b) 4 c) 5 peso molecular es 34 a 67 ºC y 5 atm? d) 6 e) 7 a) 6 g/L b) 7 c) 8 d) 9 e) 5