· 1198 = 479,2 gramos de hcl Moles de hcl en un litro = 479,2/36,5 = 13,1288 m b moles hcl en la disolución de 250 ml = 0,25 ·




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fecha de publicación01.02.2016
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SOLUCIONES SELECTIVIDAD GASES Y DISOLUCIONES

RESPUESTA A LA PREGUNTA 4 OPCION 1 (JUNIO 2001 LOGSE)

4) Se preparan 100 ml de una disolución de amoniaco diluyendo con agua 2 ml de amoniaco del 30,0 % en peso y de densidad 0,894 g/ml. Calcular: a) la concentración de la disolución diluida y b) el pH de esta disolución.
Datos: Masas atómicas: Nitrógeno = 14; Hidrógeno = 1.
Kb(amoniaco) = 1,8x10-5

Masa molecular del NH3 = 14 + 3 = 17
2 ml · 0,894 g/ml = 1,788 g disolución
1,788 · 30% = 0,5364 g NH3
0,5364 g NH3/17 g cada mol = 0,03155 moles en 100 ml
a)

b) El amoniaco en disolución presenta el siguiente equilibrio:

  NH3 + H2O   NH4+ + OH-
0,3155-x                       x             x


    (si despreciamos x frente a 0,3155)



pOH = - log [OH-] = -log 2,383 · 10-3 = 2,623
pH = 14 - pOH = 11,377

RESPUESTA A LA PREGUNTA 4 OPCION 2 (SEPTIEMBRE 2001 LOGSE)

4) Se dispone de un ácido clorhídrico comercial del 40 % en masa y una densidad de 1,198 g/ml. a) Calcule la molaridad de este ácido clorhídrico concentrado, b) Calcule la molaridad de la disolución que resulta de mezclar 250 ml de este ácido con 500 ml de ácido clorhídrico 3,0 M.
Masas atómicas: Cloro = 35,5; hidrógeno = 1.

Masa molecular del HCl = 1 + 35,5 = 36,5

a) Si consideramos 1 litro de disolución:

1000 ml · 1,198/ml = 1198 gramos de disolución

40% · 1198 = 479,2 gramos de HCl

Moles de HCl en un litro = 479,2/36,5 = 13,1288 M

b) moles HCl en la disolución de 250 ml = 0,25 · 13,1288 = 3,2822 moles

moles HCl en la disolución de 500 ml = 0,5 · 3 = 1,5 moles

moles totales en 750 ml de disolución = 3,2822 + 1,5 = 4,7822 moles

M = 4,7822/0,75 = 6,3763 M

RESPUESTA A LA PREGUNTA 4 OPCION 1 JUNIO 2002

4) El carbonato de calcio sólido reacciona con una disolución de ácido clorhídrico para dar agua,cloruro de calcio y dióxido de carbono gas. Si se añaden 120 ml de la disolución de ácido clorhídrico, que es del 26,2 % en masa y tiene una densidad de 1,13 g/ml, a una muestra de 40,0 g de carbonato de calcio sólido, ¿cuál será la molaridad del ácido clorhídrico en la disolución cuando se haya completado la reacción? (Suponga que el volumen de la disolución permanece constante).
Masas atómicas: Carbono = 12; oxígeno = 16; calcio = 40; cloro = 35,5; hidrógeno = 1

El proceso químico que tiene lugar es el siguiente:

Masa molecular del CaCO3 = 40 + 12 + 3·16 = 100

Masa molecular del HCl = 1 + 35,5 = 36,5

Moles de carbonato de calcio = 40,0/100 = 0,4 moles, que precisan: 0,4·2 = 0,8 moles de HCl

Se añaden 120 ml · 1,13 g/ml = 135,6 g de disolución. Es decir: 135,6 · 26,2/100 = 35,5272 g de HCl puro.

Por tanto, se añaden: 35,5272/ 36,5 = 0,9733 moles HCl

Quedarán en los 120 ml: 0,9733 moles añadidos - 0,8 moles consumidos = 0,1733 moles HCl

Y la Molaridad será : M = 0,1733/0,120 = 1,44 M

RESPUESTA A PREGUNTA 4 OPCIÓN 1 (SEPTIEMBRE 2002 LOGSE)

4) Se desean preparar 500 mi de una disolución de amoniaco 1,20 M a partir de una disolución de amoniaco del 27,3 % en peso y de 0,900 g/ml de densidad. Calcule: a) El volumen que hay que tomar de la disolución del 27,3 %. b) El pH de la disolución preparada de amoniaco.
Kb (amoniaco) = 1,8x10-5.    Masas atómicas: nitrógeno = 14; hidrógeno = 1.

a) Masa molecular NH3 = 14 + 3·1 = 17
    Moles NH3 necesarios = 0,5· 1,2 = 0,6 moles
    Gramos necesarios NH3 = 0,6·17 = 10,2 gramos
    Gramos de disolución del 27,3% = 10,2· 100/27,3 = 37,3626 gramos
    Volumen en ml de disolución del 27,3% = 37,3626/0,9 = 41,5144 ml

b) El amoniaco es una base débil que se disocia según:

   NH3 + H2O   NH4+ + OH-
   1,2-x                          x              x

  
  de donde
  x = [OH-] = 4,65 · 10-3
  pOH = - log(4,65 · 10-3) = 2,33
  pH = 14 - 2,33 = 11,67

RESPUESTA A PREGUNTA 4 OPCIÓN 2 (SEPTIEMBRE 2002 LOGSE)

4)En un matraz de 1,6 litros se introducen 0,4 moles de HI, se cierra el matraz y se calienta hasta 400ºC. Una vez establecido el equilibrio
2HI (g)  H2(g) + I2(g)
se encuentra que la fración molar de HI en la mezcla es 0,80. Calcule a 400ºC: a)el valor de Kc. b) La presión parcial de cada gas en el equilibrio
R=0,0082atm·l·mol-1·K-1

    2 HI(g)   H2(g) + I2(g)
    0,4-2x               x             x

  Moles totales en el equilibrio = (0,4-2x) + x + x = 0,4
  Fración molar de HI = (0,4-2x)/0,4 = 0,8;

  De la ecuación deducimos que x= 0,04, es decir:
  Moles de HI = 0,4 - 2·0,04 = 0,32 moles
  Moles de I2 = moles de H2 = 0,04 moles

a)
  

b) Presión parcial H2 = presión parcial I2 = 0,04/1,6 · 0,082 · (273+400) = 1,37965 atm
     Presión parcial de HI = 0,32/1,6 · 0,082 · (273+400) = 11,0372 atm

RESPUESTA A PREGUNTA 4 OPCION 1 JUNIO 2003

4) En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36,23 % en masa de HCl, densidad 1,180 g/cm3. Calcule: a) la molaridad y la fracción molar del ácido. b) El volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de disolución 2 molar
Masas atómicas: H = 1,0; Cl = 35,5

  1. Tomando un litro de disolución:

Gramos de disolución = 1,180 g/cm3 · 1000 cm3 = 1180 gramos disolución/litro
Gramos de soluto = 1180 gramos · 36,23 % = 427,514 gramos de HCl
Gramos de disolvente = 1180 - 427,514 = 752,486 gramos de H2O
Masa molecular HCl = 35,5 + 1 = 36,5
Masa molecular H2O = 2 + 16 = 18
Moles soluto = 427,514/36,5 = 11,71 moles HCl/litro = Molaridad
Moles de disolvente = 752,486/18 = 41,80 moles H2O/litro
Moles totales = 11.71 + 41,80 = 53,51 moles
Fracción molar del HCl = 11,71/ 53,51 = 0, 2188

  1. En 1 litro de disolución 2 molar hay 2 moles de HCl, es decir, 2 · 36,5 = 73 gramos de HCl, que corresponden a 73 · 100/36,23 = 201,49 gramos de disolución

Por tanto el volumen = 201,49/1,180 = 170,75 cm3

También como la molaridad de la disolución concentrada es 11,71, podemos calcular el volumen:
2/11,71 = 0,17079 litros = 170,79 cm3

RESPUESTA A PREGUNTA 5 OPCION 1 JUNIO 2003

5)Una mezcla de 2,5 moles de nitrógeno y 2,5 moles de hidrógeno se coloca en un reactor de 25,0 litros y se calienta a 400ºC. En el equilibrio ha reaccionado el 5 % del nitrógeno. Calcule : a) los valores de las constantes de equilibrio Kc y Kp, a 400ºC, para la reacción:
       N2 (g) + 3H2 (g)   2NH3 (g)
b) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio;     R = 0,082 atm·l·mol-1· K-1 

    a)En el equilibrio habrá:

  • De N2 :        2,5 moles - 5% de 2,5 = 2,375 moles

  • De H2 :       2,5 moles - 3 · 5% de 2,5 = 2,125 moles

  • De NH3:     2 · 5% de 2,5 = 0,250 moles

Las concentraciones de cada uno de los componentes serán:

  • [N2]= 2,375/25,0 = 0,095 Moles/litro

  • [H2]= 2,125/25 = 0,085 Moles/litro

  • [NH3]= 0,250/25 = 0,01 Moles/litro

La Kc :     
Kp = Kc (RT)2-4 = 1,714 · (0,082 · 673)-2 =5,63 · 10-4

    b) Las presiones parciales: Pi = ni RT/V = [i]RT

  • De N2: P = 0,095 · 0,082 · (273 + 400) = 5,24267 atm

  • De H2: P = 0,085 · 0,082 · (273 + 400) = 4,69081 atm

  • De NH3: P= 0,01 · 0,082 · (273 + 400) = 0, 55186 atm

  • RESPUESTA A PREGUNTA 5 OPCIÓN 1 SEPTIEMBRE 2003

    5) Se dispone de una botella de ácido acético que tiene los siguientes datos: densidad 1,05 g/ml, riqueza en masa 99,2 %. a) Calcule el volumen que hay que tomar de esta disolución para preparar 500 mi de disolución de ácido acético 1,0 M. b) Calcule el pH de la disolución preparada.
    Masas atómicas: Carbono = 12; oxígeno = 16; hidrógeno = 1.
    Ka (ácido acético) = 1,8.10-5.

  •    a)  En 500 ml de disolución 1,0 M hay 0,5 x 1 = 0,5 moles de ácido acético

  • Masa molecular del CH3-COOH = 24+32+4 = 60
    Gramos de ácido acético = 0,5 x 60 = 30 gramos de ácido puro
    Gramos de disolución del 99,2% = 30 x 100/99,2 = 30,242 gramos de disolución
    Y para una densidad de 1,05 gr/ml el volumen será = 30,242/1,05 = 28,802 ml

  •    b) El ácido acético se disocia parcialmente, según el equilibrio:

    CH3-COOH

      

    CH3-COO-

    +

    H+

    1 - x




    x




    x

  • Si consideramos que para la concentración 1 M se disocian "x" del ácido, en el equilibrio tendremos concentraciones de 1-x para el ácido sin disociar y x tanto para el CH3-COO- como para el H+

  • Como la contante de equilibrio es Kc = [CH3-COO-][H+]/[ CH3-COOH], tendremos que
    1,8 x 10-5 = x2/(1-x) y despreciando la x del denominador (por pequeña respecto a 1), podemos hallar el valor de x hallando la raíz cuadrada del producto 1,8 x 10-5 x 1, resultando una concentración de H+ aproximada de 4,24 x 10-3

  • El pH = - log [H+] = - log 4,24·10-3 = 2,37

RESPUESTA A PREGUNTA 4 OPCION 1 JUNIO 2004

4) Se introducen 0,85 moles de H2 y 0,85 moles de CO2 en un recipiente de 5 litros y se calienta la mezcla a 1600ºC. Al establecerse el equilibrio H2 (g) + CO2 (g)   CO (g) + H2O (g), se encuentra que la mezcla de gases contiene 0,55 moles de CO. a) Determine las presiones parciales de cada gas en el equilibrio. b) Si a los gases en el equilibrio se añaden 0,4 moles de CO, ¿cuáles serán las concentraciones de los gases cuando se alcance de nuevo el equilibrio a la misma temperatura?
R = 0,082 atm. L. Mol-1.K-1







H2 (g)

+

CO2 (g)

 

CO (g)

+

H2O (g)

Moles inicio

0,85

 

0,85




0

 

0

Mol. equilibrio

0,85-0,55=0,3

 

0,85-0,55=0,3




0,55

 

0,55

 a)Presión parcial: Pi = niRT/V ;

P(H2) = P(CO2) = 0,3.0,082.(1600+273)/5 = 9,2152 atm.

P(CO) = P(H2O) = 0,55.0,082.(1600+273)/5 = 16,8945 atm.

 b) Calculamos Kp o Kc, ya que su valor es el mismo al tener el mismo número de moléculas en los reaccionantes y en los productos

         Kp = Kc = 16,89452/9,21522 = 3,3611




H2 (g)

+

CO2 (g)

 

CO (g)

+

H2O (g)

Moles inicio

0,85

 

0,85




0,4




0

Mol. equilibrio

0,85-x

 

0,85-x




0,4+x




x

Se ha partido de la situación inicial. También se puede partir de la situación de equilibrio anterior, entonces:




H2 (g)

+

CO2 (g)

 

CO (g)

+

H2O (g)

Moles inicio

0,3




0,3




0,55+0,4




0,55

Mol. equilibrio

0,3+x




0,3+x




0,95-x




0,55-x

Como el volumen no influye en la Kc, podemos eliminarlos y nos queda la ecuación

  • Para el primer caso: 3,3611 = x(0,4+x)/(0,85-x)2

Aquí se calcula x y salen 2 valores 2,0997moles (que no tiene sentido) y 0,490 moles (que es el valor posible)

  • Para el segundo caso: 3,3611 = (0,95-x)(0,55-x)/(0,3+x)2

Aquí el valor posible para la x es de x = 0,06 moles

Cualquier procedimiento que utilicemos, el resultado final es:

  • Concentración de H2 = concentración de CO2 = 0,36/5 = 0,072 moles/L

  • Concentración de CO = 0,89/5 = 0,178 moles/L

  • Concentración de H2O = 0,49/5 = 0,098 moles/L

  • RESPUESTA A PREGUNTA 5 OPCION 1 SEPTIEMBRE 2005

    Para preparar 0,50 litros de disolución de ácido acético 1,2 M se dispone de un ácido acético comercial del 96 % de riqueza en peso y densidad 1,06 g/ml. Calcule:
    a) El volumen de disolución de ácido acético comercial necesario para preparar la disolución deseada.
    b) El pH de la disolución obtenida
    c) El grado de disociación α del ácido acético en la disolución preparada
    Ka (ácido acético) = 1,8 x 10 -5; Masas atómicas: C = 12; H = 1; O = 16

  • a) Masa molecular CH3-COOH = 60
    Masa de ácido puro en los 0,5 litros 1,2M = 0,5 x 1,2 x 60 = 36 gramos
    Masa de disolución concentrada que se necesita = 36 x 100/96 = 37,5 gramos de disolución
    Volumen de la disolución concentrada = 37,5/1,06 = 35,377 ml

  • b) El ácido acético es un ácido débil que se disocia según:
    CH3-COOH  CH3-COO- + H+ y por tanto si se disocian x moles de 1,2

    Ka =

    [CH3-COO-][ H+]

    =

    x2

    =

    1,8 x 10-5

    [CH3-COOH]

    1,2 - x

  • Despreciando "x" frente a 1,2 en el denominador, se obtiene de forma muy aproximada
    x = [ H+] = 0,00464758
    pH = - log [ H+] = 2,3327

  • c) El grado de disociación o tanto por uno disociado, como se han disociado 0,0046 moles por cada 1,2 será:
    α = 0,0046/1,2 = 0,0038

RESPUESTA A PREGUNTA 4 OPCION 2 SEPTIEMBRE 2005

Se dispone de 20 ml de una disolución de cloruro de cromo (III) que es 0,50 M.
a) ¿Cuántos gramos de cloruro de cromo (III) contiene?
Si a la disolución anterior le añadimos agua destilada hasta tener un volumen total de 1 litro:
b) Calcule la nueva concentración
c)¿Qué masa de cloruro de cromo (III) contiene la disolución diluida?
Masas atómicas: Cloro = 35,5; cromo = 52

Masa molecular del CrCl3 = 158,5

a) Moles de CrCl3 en la disolución 0,020 litros x 0,5 M = 0,01 moles
Masa de CrCl3 = 0,01 x 158,5 = 1,585 gramos

b) La concentración nueva al tener 0,01 moles en 1 litro será 0,01 M

c) La masa de CrCl3 no ha variado (se ha añadido agua) = 1,585 gramos

RESPUESTA A PREGUNTA 1 OPCION 1 SEPTIEMBRE 2008

1. Se tiene 1 mol de dióxido de carbono, 1 mol de argón y 1 mol de hidrógeno. Cada uno de los gases está encerrado en un globo a 25ºC y 1 bar. Indica:
a) El globo de mayor volumen
b) El gas de mayor densidad en esas condiciones.
M(C) =12; M(O) = 16; M(H) = 1; R = 0,082 atm l mol-1 K-1

a) Cualquiera que sea el gas, 1 mol contiene el mismo número de moléculas (el número de Avogadro 6,023x1023) por lo que a las mismas condiciones de presión y temperatura ocuparán el mismo volumen.

b) Masas moleculares: CO2 = 12+ 2.16 = 44; Ar = 40; H2 = 2
Al tener en el mismo volumen, los distintos gases, el mismo número de moléculas, la masa que contienen será mayor cuanto mayor masa tengan sus moléculas; es decir, el orden de densidad (masa/volumen) será: dióxido de carbono (la de mayor densidad), argón e hidrógeno (la de menor densidad)

RESPUESTA A PREGUNTA 4 OPCION 1 SEPTIEMBRE 2008

4. Se dispone de un ácido clorhídrico comercial del 40% en masa y una densidad de 1,198 g/ml.
a) Calcule la molaridad de este ácido clorhídrico concentrado
b) Calcule la molaridad de la disolución que resulta de mezclar 250 ml de este ácido con 500 ml de ácido clorhídrico 3 M.
Masas atómicas; Cloro: 35,5; Hidrógeno: 1

a) Si tomamos 1 litro de disolución del HCl comercial tendremos: 1000 ml x 1,198 g/ml = 1198 g/l;
De ellos el 40% es HCl: 1198 x 40/100 = 479,2 g/l de HCl;
Como la masa molecular del HCl es 36,5 ;  el número de moles/l de HCl, es decir, la molaridad será: 497,2/36,5 = 13,129 M

b) Moles de HCl que hay en los 250 ml de disolución 13,129 M: 0,25 litros x 13,129 moles/l = 3,282 moles
Moles de HCl que hay en los 500 ml de disolución 3 M: 0,5 litros x 3 moles/l = 1,5 moles
Moles totales: 3,282 + 1,5 = 4,782 moles; y como el volumen total es 0,25 + 0,5 = 0,75 litros (suponiendo volúmenes aditivos)
La molaridad será M = 4,782/0,75 = 6,376 M

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