1. Cambios físicos y químicos 2




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Molaridad: cantidad de moles de soluto disueltos en un litro de disolución.





Porcentaje en masa: gramos de soluto que hay en cien gramos de disolución. Se emplea en disoluciones de sólidos en líquidos.




Porcentaje en volumen: Mililitros de soluto que hay en 100 mL de disolución. Se emplea en disoluciones de líquidos en líquidos.




Gramos por litro: Masa de soluto en gramos que hay por cada litro de disolución.





Ejemplo 7  Calcula la masa de cloruro de plata que se obtendrá al añadir nitrato de plata a 10 mL de una disolución 1M de NaCl. La reacción ajustada es:

AgNO3(aq) + NaCl(aq)  AgCl(s) + NaNO3

Datos: M(Ag)=107’9u; M(Cl)=35’5u

Dibujamos el esquema necesario para resolver el problema.

AgNO3(aq) + NaCl(aq)  AgCl(s) + NaNO3

1.

2.

3.

0’01 L

X g

mol

mol

Vamos paso a paso:

1. Aplicamos la fórmula de la molaridad para obtener el número de moles de nitrato de plata:




2. Pasamos de moles de nitrato de plata a moles de cloruro de plata:



3. Pasamos de moles a gramos.

Primero calculamos la masa de del cloruro de plata. M(AgCl)=143’4 u


13. Cálculo de la entalpía: ley de Hess

Podemos enunciar la ley de Hess de la siguiente forma:

Si una reacción química se puede producir en diversas etapas, la entalpia de reacción es igual a la suma de las entalpias de reacción en las etapas intermedias.

Según lo anterior la entalpia de reacción no depende del proceso que haya seguido la reacción, únicamente depende de los estados iniciales y finales.
Ejemplo 8  Determina la entalpia de reacción de:

2CO(g) + O2(g)  2CO2(g)

a partir de las ecuaciones siguientes:
C(s) + O2(g)  CO2(g)

2C(s) + O2(g)  2CO(g)
Teniendo en cuenta la ley de Hess para obtener la entalpía de reacción que se nos pide podemos operar algebraicamente con las dos ecuaciones químicas que se nos dan para obtener la ecuación original y su entalpía de formación.

+
2C(s) + 2O2(g)  2CO2(g)

2CO(g)  2C(s) + O2(g)
2C(s) + O2(g)  2CO(g)
Al quemar dos moles de CO obtenemos 566 KJ. Es una reacción exotérmica.

Ejemplo 9  Dada la siguiente reacción:

CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)

Datos: M(Ca)=40u; M(C)=12u;M(O)=16u

Calcula la energía necesaria para descomponer 25g de carbonato de calcio.
Sabemos que la entalpia de reacción nos da la energía por mol necesaria para que se produzca la reacción. En este caso, para averiguar la energía necesaria necesitamos calcular el número de moles que tenemos de carbonato de calcio. Para ello pasamos los gramos a moles con un factor de conversión:

M(CaCO3)=40u+12u+3x16u=100u



Para hallar la energía total multiplicamos el número de moles que tenemos por la entalpia de formación:



Necesitariamos suministrar 44’6 KJ ya que es una reacción endotérmica.
EJERCICIOS DE TEORÍA


  1. Define número atómico, número másico e isótopo.




  1. Justifica si los siguientes procesos son físicos o químicos:

-La oxidación de una pieza de hierro.

-La combustión del carbón.

-La evaporación del agua.

-La disolución del azúcar en agua.

-La acción del salfumán sobre el mármol.


  1. Clasifica las siguientes reacciones según la reorganización del os átomos que intervienen en ellas:

a) SO3(g)+ H2O(l)  H2SO4(l)

b) HCl(aq) + NaOH(aq)  NaCl(aq) + H2O(l)

c) Na2CrO4(aq) + 2AgNO3(aq)  Ag2CrO4(s) + 2NaNO3(aq)

d) 2H2O(l)  2H2(g) + O2(g)


  1. Para conseguir que el nitrógeno, N2, y el oxígeno, O2, reaccionen para formar monóxido de nitrógeno, NO, es necesario calentar los reactivos hasta 2000ºC. Razona porque la reacción no tiene lugar a temperatura ambiente.




  1. Completa las siguientes reacciones de neutralización ajustándolas posteriormente:

HNO3(aq) + Fe(OH)3(s) 

HCl(aq) + Cu(OH)2(s) 

H2SO4(aq) + Al(OH)3(s) 

HCl(aq) + NH4OH(aq) 


  1. En estado de equilibrio químico:

a) Las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales.

b) Las concentraciones de las sustancias presentes son iguales.

c) No se produce reacción química porque el proceso ha finalizado.


  1. Ajusta las siguientes ecuaciones e interprétalas en términos moleculares, molares, de masa y volumen en condiciones normales.

C + O2  CO

KNO3 + C  KNO2 + CO2

HNO2  HNO3 + NO + H2O

Cl2 + O2  Cl2O


  1. Comprobar que en las ecuaciones del ejercicio anterior ajustadas se conserva la masa.




  1. Señala las magnitudes que se conservan en una reacción química:

a) el número de moléculas b) el número de átomos

c) La masa d) el número de moles


  1. ¿Qué entiendes por velocidad de una reacción? Indica los factores que influyen en ella:

a) Temperatura b) Masa molecular de las sustancias

c) La densidad d) La concentración

PROBLEMAS



  • Moles

  1. Se tiene una mezcla de 34g de NH3. Calcula: a) el número de moles; b) el número de moléculas; c) el número de átomos de N y H.

Sol: a)2 moles; b) 1’2x1024 moléculas; c) 1’2x1024 átomos de N y 3’6x1024 átomos de H.


  1. ¿Qué cantidad de SO2 en gramos hay en 0’5 moles de esa sustancia?

Sol: 32g


  1. Averigua cuantos moles y moléculas hay en 100g de NaOH.

Sol: a) 2’5 moles;b) 1’5x1024 moléculas


  1. Calcula cuantos moles y moléculas hay en 72g de H2O.

Sol: 4 moles y 2’4x1024 moléculas.


  1. Pasar a moléculas: a) 34g de H2S; b) 40g de SO3; c) 36g de H2O; d) 66g de CO2.




  1. Se tienen 2 moles de CO2: a) ¿Cuántos gramos son?; b) ¿Cuántas moléculas son?

Sol: a) 88g; b) 1’2x1024 moléculas.


  1. ¿Cuántos gramos hay en 1’5 moles de H2SO4?

Sol: 147g


  1. a) ¿Dónde hay más moléculas, en 8 moles de N2 o en 2 moles de H2?

b) ¿Y dónde hay más masa?

Datos : M(N)=14u; M(H)=1u


  1. a) ¿Cuántos moles de C3H8 hay en 60 gramos de dicha sustancia?

b) ¿Cuántas moléculas habrá?

c) ¿Y cuántos átomos de cada elemento?

Datos: M(C)=12u; M(H)=1u


  1. Realiza los siguientes cálculos:

a) ¿Cuántos moles y moléculas hay en 20 gramos de Fe3 (PO4)2?

b) ¿Cuántos átomos de cada elemento tengo en 20 g de la sustancia anterior?

Datos: M(Fe)=55.8u; M(P)= 31u; M(O)= 16u

c) En una muestra de Co(OH)3 se han detectado 3.1· 1024 átomos de hidrógeno ¿Cuántas moléculas de Co(OH)3 había?

d) ¿y cuántos gramos de Co(OH)3?

Datos: M(Co)=58.9u; M(O)= 16u; Ma(H)= 1u


  1. Completa la tabla

Compuesto
Masa molecular (u)
Masa (g)
Cantidad de sustancia (mol)
Número de átomos

H2O
90









H2O2



4






NaOH









1’2x1024

CH4
16












  1. Realiza los siguientes cálculos:

a) La fórmula del ácido ascórbico ( vitamina C) es C3H4O3. ¿Cuántos moles y moléculas hay en 20 gramos de vitamina C? ¿Y cuántos átomos de H?

Datos: M(H)=1u; Ma(C)= 12u; M(O)= 16u

b) En una muestra de CCl4 se han detectado 3.1· 1024 átomos de Cloro ¿Cuántas moléculas de CCl4 había? ¿y cuántos gramos de CCl4?

Datos: M(Cl)=35,5 u; M(C)= 12u


  • Ajuste de ecuaciones químicas

  1. Ajusta las siguientes reacciones:

C + O2  CO

KNO3 + C  KNO2 + CO2

HNO2  HNO3 + NO + H2O

Cl2 + O2  Cl2O

HIO3 + HI  I2 + H2O

H2S + SO2  S + H2O


  1. Ajusta las siguientes reacciones:

H2 + Br2  HBr

CH4 + O2  CO2 + H2O

NH4NO3  N2O + H2O

NH3 + CuO  N2 + Cu + H2O

C3H6 + O2  CO2 + H2O

CaH2 + H2O  Ca(OH)2 + H2


  1. Ajusta las siguientes reacciones:

Fe2O3 + C  Fe + CO2

H2SO4 + HI  I2 + SO2 + H2O

H2SO4 + S  SO2 + H2O

Na2SO4 + C  CO2 + Na2S

ZnS + O2  ZnO + SO2


  1. Ajusta las siguientes reacciones:

H2 + O2  H2O

SO2 + O2 + H2O  H2SO4

NH4NO3  N2O + H2O

KClO  KCl + KClO3

Al + NaOH + H2O  NaAlO2 + H2

H2O2 +HBr  Br2 + H2O


  1. Ajusta las siguientes reacciones:

CO + H2  CH4O

HCl + O2  Cl2 + H2O

S2Fe + O2  Fe2O3 + SO2

H2S + SO2  S + H2O

H2S + H2SO3  S + H2O

CaO + NH4Cl  CaCl2 + NH3 + H2O

HCl + MnO2  MnCl2 + Cl2 + H2O


  1. Ajusta las siguientes reacciones:

N2 + O2  NO2

HCl + Zn(OH)2 + O2  CO2 + H2O

HgO  Hg + O2

Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2

HgO  Hg + O2


  • Escribir reacciones químicas

  1. Escribe y ajusta las siguientes reacciones químicas:

a) Plata + sulfuro de hidrógeno → sulfuro de plata + hidrógeno.

b) Pentaóxido de dinitrógeno + agua → ácido nítrico.

c) Cinc + ácido clorhídrico → cloruro de cinc + hidrógeno.


  1. Escribe y ajusta las siguientes reacciones químicas:

a) Sulfuro de cobre (II) + oxígeno → óxido de cobre (II) + dióxido de azufre.

b) Plomo + nitrato de plata → nitratode plomo (II) + plata.


  • Concentraciones

  1. ¿Qué masa tengo en 1L de ácido sulfúrico 0’5M?

Sol: 98g


  1. Queremos preparar una disolución acuosa de cloruro de calcio 1’5M. Calcula que cantidad de soluto necesitamos.




  1. Tenemos 15 mL de una disolución de hidróxido de calcio en agua 0’5M. Calcula los moles y los gramos de hidróxido de calcio que tenemos.




  1. ¿Cuál es la molaridad de una disolución que se prepara disolviendo 5g de NaCl en agua hasta tener 100mL de disolución?

Sol: 0’85M


  1. ¿Cuántos gramos de una disolución al 8% de Na2SO4 necesito si deseo tener dos gramos de esa sustancia?
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