UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y FARMACIA ESCUELA DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA GENERAL

QUÍMICA GENERAL II HOJAS DE TRABAJO UNIDAD IV

“DISOLUCIONES” Libros a utilizar: i. ii.

iii.

Chang, R. (2010). Química (Décima ed.). México, D.F.: McGraw-Hill / Interameriacana Editores, S. A. de C.V. Petrucci, R. H., Herring, F. G., Madura, J. D., & Bissonnette, C. (2011). Química General Principios y Aplicaciones modernas (Décima ed.). Madrid, España: Pearson Educación, S. A. ESTA EN LA BIBLIOTECA Rosenberg, J. L., & Epstein, L. M. (1988). Química General (Séptima ed.). México: McGraw Hill.

1. Disoluciones 1.1.Chang: 12.1, 12.2, 12.27, 12.28,12.29 1.2.Petrucci: Capítulo13: 5 1.3.Se prepara una disolución disolviendo 95 g de NH4Cl en 200 g de agua 60°C. ¿Qué masa de cloruro de amonio recristalizará cuando se enfría la disolución hasta 20°C? 1.4.Una disolución se prepara agregando 23.5 g de nitrato de sodio a 20 mL de agua a 50°C. ¿La disolución será saturada, insaturada o sobresaturada? Buscar tabla de solubilidad en libro de Chang. 1.5.La solubilidad de MnSO4 en agua a 20°C es de 7 mg por cada mililitro de agua. Un litro de esta disolución contiene 1.22 moles de MnSO4 en agua a 20°C. La disolución será saturada, sobresaturada o insaturada? 1.6.Una disolución se prepara agregando 2.5 g de KCl a 10 g de agua, ¿la disolución preparada será saturada, insaturada o sobresaturada a 20°C? 2. Unidades de concentración 2.1. Porcentaje peso en peso 2.1.1. Chang: 12.15, 12.16 2.1.2. ¿Cuántos gramos de una disolución al 5.0% en peso de cloruro de sodio se necesitan para obtener 3.2 g de cloruro de sodio? 2.1.3. ¿Cuántos gramos de ácido clorhídrico concentrado, que contenga 37.9 % en peso de HCl, darán 5.0 gramos de HCl? 2.1.4. Se necesitan preparar 100 g de una disolución al 19.7% en peso de NaOH. ¿Cuántos gramos de NaOH y agua se necesitan?

2.1.5. ¿Cuánto CaCl2.6H2O y cuánta agua se deben pesar para preparar 100 g de una disolución al 5.0% de CaCl2? 2.1.6. Cuando se evaporan 50 gramos de una disolución de sulfato de sodio hasta completa sequedad se producen 29 gramos de sal. ¿Cuál es el porcentaje de sal en la disolución? 2.1.7. ¿Cuántos gramos de agua deberán usarse para disolver 150 gramos de cloruro de sodio para producir una disolución al 20% en peso? 2.2.

Porcentaje peso en volumen 2.2.1. Petrucci: Capítulo 13: 10 2.2.2. ¿Cuántos mililitros de una disolución que contiene 40 g de cloruro de calcio por litro se necesitan para la reacción con 0.642 gramos de carbonato de sodio puro? Se forma carbonato de calcio en la reacción.

2.3.

Porcentaje volumen en volumen 2.3.1. En la preparación de 5.0 litros de disolución de etanol al 15% v/v. ¿Cuántos mililitros de etanol son necesarios? 2.3.2. Se tiene una disolución de 2.8 litros al 12.0% v/v. ¿Cuál es el volumen de disolvente presente en la disolución? 2.3.3. ¿Cuántos mililitros de disolvente se agregarán a 125 mL de soluto, para preparar una disolución al 16 % v/v?

2.4.

Unidad de masa por unidad de volumen 2.4.1. Petrucci: Capítulo 13: 17 y 18 2.4.2. ¿Cuánto cloruro de amonio se necesita para preparar 100 mL de una disolución de concentración de 70 ppm? 2.4.3. Una disolución contiene 6 mol de sulfato de sodio en 250 mL. ¿Cuántas ppm de ión sodio contiene? ¿Y cuántas de ión sulfato?

2.5.

Molaridad 2.5.1. Chang: 4.59, 4.61, 4.63, 4.64, 4.65 2.5.2. Petrucci: Capítulo 4: 12, 32, 34, 36, 38, 40 2.5.3. Se disolvió una muestra de 2.0 g de Na2CO3*10H2O en 20.0 mL de agua. Se agregó agua hasta obtener 250 mL de disolución, ¿cuál es la concentración molar del Na2CO3?

2.6.

Normalidad 2.6.1. Rosenberg: 12.59, 12.62, 12.63, 12.64, 12.65 2.6.2. ¿Cuántos equivalentes hay en 219 gramos de ácido clorhídrico? 2.6.3. ¿Cuál es el peso equivalente gramo del fosfato de calcio? 2.6.4. ¿Cuántos gramos de ácido sulfúrico hay en 4 equivalentes? 2.6.5. Determinar el peso equivalente del fosfato de potasio en la siguiente reacción con ácido clorhídrico: K3PO4 + 2HCl  KH2PO4 + 2KCl 2.6.6. Determinar el peso equivalente del fosfato de potasio en la siguiente reacción con ácido clorhídrico: 2K3PO4 + 2HCl  2K2HPO4 + 2KCl 2.6.7. Calcular el peso equivalente del KHC2O4 como: a) Ácido. b) Agente reductor en la reacción: 5HC2O4- +2MnO4- +11H+ 10CO2 +2Mn2+ + 8H2O 2.6.8. Una disolución de ácido clorhídrico reacciona con un peso conocido de carbonato de sodio puro. Encontrar la normalidad del ácido clorhídrico si se conocen los siguientes datos: 45.0 mL de HCl y 0.240 g de Na2CO3. 2.6.9. ¿Cuál es el peso de un equivalente-gramo de Fe cuando se oxida Fe elemental a FeO?

2.6.10. ¿Cuál es el peso equivalente-gramo del agente reducto SnCl2 que en disolución se oxida a ión estánnico Sn4+? 2.6.11. ¿Cuál es el peso miliequivalente-gramo del KMnO4 en: a) Disolución Ácida? MnO4- Mn2+ b) Disolución Básica? MnO4- MnO2 2.6.12. En una cierta reacción el ácido nítrico se reduce a NO2. ¿Cuál es el peso equivalente del ácido nítrico en la reacción? 2.6.13. En la reacción entre el óxido de manganeso, MnO2 y el HCl, se produce MnCl2 y Cl2. Calcular el peso equivalente del MnO2 en esta reacción. 2.6.14. ¿Cuántos equivalentes-gramo de HCl están contenidos en: a) 2 litros de disolución 1 N b) 2 litros de disolución 0.5 N c) 0.2 litros de disolución 0.5 N 2.6.15. ¿Cuántos miliequivalentes de soluto están presentes en 100 mL de una disolución de NaOH 2.0 N? 2.6.16. ¿Cuál es la normalidad de la disolución que resulta de disolver 49.05 g de H2SO4 en 500 mL de disolución? 2.6.17. Se prepara una disolución disolviendo 7.82 g de NaOH y 9.26 g de Ba(OH)2 en agua y diluyendo a 500 mL. ¿Cuál es la normalidad de la disolución como una base? 2.6.18. Calcular la normalidad de la disolución de Fe si una muestra de 25.0 mL necesita para su reacción 35.0 mL de KMnO4 0.45 N, según la reacción: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 2.7.

Estequiometría de las disoluciones 2.7.1. ¿Cuántos mL de NaOH 4.0 N se necesitan para neutralizar 20 mL de HCl 3.0 N? 2.7.2. ¿Qué volumen de ácido sulfúrico 2.5 N se necesitan para neutralizar una disolución que contiene 5.0 g de NaOH? ¿Y cuántos gramos de ácido sulfúrico puro se necesitan? 2.7.3. El aluminio reacciona con el ácido sulfúrico según la siguiente reacción: Al(s) + H2SO4(ac)  Al2(SO4)3(ac) + H2(g) ¿Qué volumen de una disolución de ácido sulfúrico 2.80 N se necesitan para reaccionar exactamente con 81 gramos de aluminio. 2.7.4. Se necesitan 72.6 mL de disolución de HCl para neutralizar completamente 1.86 g de carbonato de calcio puro. ¿Cuál es la normalidad de la disolución de HCl? 2.7.5. ¿Cuántos gramos de cobre pueden disolver 300 mL de ácido nítrico 2 N? 2.7.6. ¿Cuántos gramos de cromato de bario se pueden precipitar agregando un exceso de disolución de cloruro de bario a 100 mL de cromato de potasio 0.5 M? La ecuación general es K2CrO4(ac) + BaCl2(ac)  BaCrO4(s) + KCl(ac). 2.7.7. ¿Cuántos litros de H2 se pueden liberar, medidos a 740 mm de Hg a 27°C, a partir de 50.0 mL de ácido clorhídrico 0.200 M, usando un exceso de magnesio? La reacción es: 2HCl (ac) + Mg(s)  H2(g) + MgCl2(ac). 2.7.8. ¿Cuál es la molaridad de una disolución de ácido yodhídrico si 25 mL de la misma, neutralizan 50.0 mL de hidróxido de sodio 0.1 M? 2.7.9. Una disolución de H2SO4 tiene una densidad de 1.343 g/ mL y una concentración del 44.0% en peso. Cuando 50.0 mL de ésta reaccionan con un exceso de Zn se desprende hidrógeno de acuerdo con la siguiente reacción: Zn(s) + H2SO4(ac)  ZnSO4(ac) + H2(g) 2.7.10. ¿Qué volumen de Cl2, medido a 740 mm de Hg y 26°C, se puede obtener de 100 mL de HCl 2.40 N mediante la reacción MnO2 + 4HCl  MnCl2 + 2H2O + Cl2? 2.7.11. Una disolución 0.1 M de hidróxido de sodio reacciona con ácido clórico 0. 5 N. ¿Cuántos mililitros de ácido clórico 0.5 N son necesarios para que se produzca la reacción de neutralización de 25.0 mL de hidróxido de sodio?

2.7.12. ¿Qué volumen de nitrato de plata 0.930 M será necesario para precipitar como bromuro de plata todo el ión bromuro en 70,0 mL de CaBr2 0.256 M? La reacción es: 2AgNO3(ac) + CaBr2(ac)  2AgBr + Ca(NO3)2(ac). 2.8.

Fracción molar 2.8.1. Petrucci: Capítulo 13: 32, 33 2.8.2. Calcular la fracción molar de ácido sulfúrico en 100 g de solución al 20% p/p. 2.8.3. Se disuelven 25 gramos de metanol, CH3OH en 50 g de H2O. Calcular la fracción molar del metanol y del agua.

2.9.

Molalidad 2.9.1. Chang: 12.17, 12.18, 12.19, 12.22, 12.23, 12.24 2.9.2. Petrucci: Capítulo 13: 27, 28, 30 2.9.3. Calcular la molaridad y molalidad de una disolución de ácido sulfúrico de peso específico 1.10 que contiene 25% de ácido sulfúrico en peso.

2.10. Interconversión de unidades 2.10.1. Petrucci: Capítulo 13: 16, 23, 24, 35, 37 2.10.2. Una disolución de 25% de etanol, C2H5OH, y 75% de agua, en peso, tiene una densidad de 0.950 g/mL a 25°C. Determinar: a) La fracción molar. b) La molalidad. c) La molaridad. 3. Propiedades coligativas: Propiedades coligativas de no electrolitos y electrolitos 3.1. Disminución de la presión de vapor 3.1.1. Chang: 12.49, 12.51, 12.52 3.1.2. Petrucci: 57, 58 3.1.3. Rosenberg: 14.27 y 14.28 3.2.

Elevación del punto de ebullición 3.2.1. Chang: 12.73 3.2.2. Petrucci: 72, 76, 77 3.2.3. Rosenberg: 14.15 y 14.21

3.3.

Disminución del punto de congelación 3.3.1. Chang: 12.55, 12.56 3.3.2. Petrucci: Capítulo 13: 69, 70, 71, 74, 79, 80

3.4.

Presión osmótica 3.4.1. Chang: 12.63, 12.76 3.4.2. Petrucci: Capítulo 13: 64, 65

3.5.

Factor de Van´t Hoff 3.5.1. Chang: 12.77, 12.85 3.5.2. Petrucci: 84

4. Equilibrio químico 4.1. Expresión de equilibrio 4.1.1. Chang: 14.7, 14.8, 14.9

4.1.2. Petrucci: Capítulo 15: 1, 2 y 4 4.2.

Constante de equilibrio 4.2.1. Chang: 14.16, 14.17, 14.18, 14.19, 14.20, 14.21, 14.72, 14.79 4.2.2. Petrucci: Capítulo 15: 8, 9, 17, 18, 19 y 20

4.3.

Dirección del equilibrio 4.3.1. Chang: 14.39, 14.40, 14.41, 14.47, 14.53, 14.55, 14.56, 14.59 4.3.2. Petrucci: Capítulo 15: 29, 30, 31, 33, 34, 36 y 40. 4.3.3. A y b reaccionan como sigue: A + B ⇄ C + D. La constante de equilibrio es 2.0x104. si 0.30 mol de A y 0.80 mol de B se mezclan en 1 L, ¿cuáles serían las concentraciones de A, B, C y D una vez finalizada la reacción?

4.4.

Equilibrio homogéneo y heterogéneo 4.4.1. Chang: 14.61, 14.62

4.5.

Principio de Le Chatëlier 4.5.1. Chang: 14.43, 14.45, 14.46, 14.66 4.5.2. Petrucci: Capítulo 15: 58, 59, 62, 63, 64, 65, 68 y 70