Upload
edwin-palomino-bustinza
View
2.511
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
54
EJERCICIOS DE TEORIA
QUIMICA Y EL MÉTODO CIENTÍFICO:
1. ¿Es posible predecir cuántos experimentos son necesarios para
comprobar una ley natural? Explíquelo.
2. ¿Cuáles son las principales razones para que se acepte, en un caso
conflictivo, una teoría en lugar de otra?
3. Una premisa importante en Ciencia es que existe un orden subyacente
en la naturaleza. Einstein, describió una creencia con las siguientes
palabras: “Dios es astuto pero no malvado”. ¿Qué cree que Einstein
quiso decir con esta frase?
4. Explique por qué el dicho común, “La excepción confirma la regla”, es
incompatible con el método científico.
5. Si desea comprobar una teoría, describa las características necesarias
de un experimento adecuado.
6. Si desea proponer una teoría científica, describa las características que
debe cumplir.
7. Dé un enunciado cualitativo y otro cuantitativo para cada una de las
sustancias de la siguiente lista:
a) agua. b) carbono. c) hierro. d) hidrogeno gaseoso.
e) sacarosa (azúcar de caña). f) sal de mesa (cloruro de sodio).
g) mercurio h) oro. i) aire.
8. ¿Cuáles de los siguientes enunciados describen propiedades físicas y
cuáles propiedades químicas?
a) El hierro tiende a oxidarse.
b) El agua de lluvia en las regiones industrializadas tiende a ser ácida.
c) Las moléculas de hemoglobina tienen color rojo.
d) Cuando un vaso de agua se deja al sol, gradualmente desaparece el
agua.
e) Durante la fotosíntesis las plantas convierten el dióxido de carbono
del aire en moléculas más complejas.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
55
MATERIA: 1. TÉRMINOS GENERALES:
1. Defina los siguientes términos e ilustre cada uno con un ejemplo
especifico:
a) Química
b) Materia
c) Masa
2. Indicar si es correcto o incorrecto. La materia se caracteriza por:
a) Ser sólida.
b) Ser homogénea.
c) Ser igual en todos los cuerpos gaseosos.
d) Poder ser destruida.
3. Indicar si es correcto o incorrecto. Los cuerpos se caracterizan por:
a) Ser sólidos.
b) Tener masa.
c) Ser porciones limitadas de materia.
d) Tener propiedades definidas.
2. PROPIEDADES DE LA MATERIA: 1. Mencione las diferencias entre las propiedades intensivas y
extensivas, y cite dos ejemplos de cada una.
2. Indique la diferencia entre los siguientes pares de términos y dé dos
ejemplos específicos de cada uno:
a) Propiedades químicas y propiedades físicas.
b) Cambios químicos y cambios físicos
3. ¿Cuáles de las siguientes propiedades son extensivas y cuáles
intensivas? Explíquelo:
a) Temperatura
b) Color de cobre
c) Volumen
d) Densidad
e) Punto de fusión del hielo
f) Masa
g) Color del bromo líquido
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
56
h) Masa de un bulto de carbón vegetal
i) Gravedad específica
j) Punto de ebullición del agua estado físico.
k) Densidad y gravedad específica
4. Indique si las siguientes propiedades son físicas o químicas:
a) Un clavo de hierro atraído por un imán.
b) Un líquido para quemar carbón vegetal, encendido con una
cerilla.
c) Una estatua de bronce que adquiere un recubrimiento verde
(pátina) con el tiempo.
d) Un bloque de madera que flota en el agua.
e) Un trozo de manzana cortado que se vuelve marrón.
f) El contacto con una losa de mármol que produce sensación de
frío.
g) El color azul del zafiro.
h) Un recipiente de cerámica que se produce por cocción en un
horno.
i) El punto de fusión del plomo
j) Dureza del diamante
k) Color de un sólido
l) Color de una pintura
m) Capacidad de combustión
5. ¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?
6. Indique en qué lugar el peso de un objeto con masa de 453.59
gramos es mayor de 1.000 libra. Explique por qué.
7. Indique en qué lugar el peso de un objeto con masa de 453.59
gramos es menor de 1.000 libra. Explique por qué.
3. ESTADOS DE LA MATERIA: 1. Mencione los tres estados de la materia y algunas de sus
características ¿En qué son similares o diferentes?
2. Diga si los cambios siguientes son químicos o físicos, y porqué:
a) Fusión del estaño
b) Combustión del gas natural
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
57
c) Herrumbre del hierro
d) Producción de luz por una luciérnaga
e) Emisión de luz por un foco incandescente
f) Emisión de luz por una lámpara de aceite de ballena
g) Explosión de la nafta en un motor.
h) Formación de nubes.
i) Cicatrización de una herida.
j) Elaboración de caramelo por evaporación de una solución
azucarada.
k) Producción de luz mediante una lámpara eléctrica.
l) Oxidación de un metal.
m) Estabilidad.
n) Ductilidad.
o) Decoloración de una tela.
3. ¿Cuál de los procesos es exotérmico y cual endotérmico? ¿Por
qué?:
a) Combustión
b) Congelación Energía
c) Fusión del hielo
d) Ebullición del agua
4. Elabore una lista de 15 cambios químicos que ocurran
cotidianamente y que sean importantes para el mantenimiento de su
vida.
5. Establecer diferencias entre:
a) Evaporación y ebullición.
b) Licuación y condensación.
c) Gas y vapor.
d) Sublimación y volatilización.
6. Indicar si es correcto o incorrecto. Recibe el nombre de sublimación
el:
a) Pasaje de sólido a líquido.
b) Pasaje de líquido a gas.
c) Pasaje de sólido a gas.
d) Pasaje de gas a sólido.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
58
4. CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA: 1. Defina en forma clara y concisa los siguientes términos, y dé
ejemplos ilustrativos:
a) Sustancia
b) Mezcla
c) Elemento
d) Compuesto
2. Indicar si es correcto o incorrecto. Los cuerpos puros se caracterizan
por:
a) Ser sistemas homogéneos que admiten fraccionamiento.
b) Ser sistemas homogéneos que no admiten fraccionamiento.
c) Ser sistemas heterogéneos que admiten fraccionamiento.
d) Ser sistemas heterogéneos que no admiten fraccionamiento
3. Indicar si es correcto o incorrecto. Las sustancias se caracterizan
por:
a) Ser el conjunto de cuerpos puros con iguales propiedades
intensivas.
b) Ser el conjunto indicado por a) más los cuerpos puros que
pueden obtenerse por transformaciones físicas.
c) Ser los conjuntos indicados por a) y b) más el conjunto de
cuerpos puros que teniendo iguales propiedades intensivas
forman parte de soluciones o sistemas heterogéneos.
d) Ser calidad homogénea de materia.
4. Indicar si es correcto o incorrecto. Los elementos se caracterizan
por:
a) Ser el conjunto de sustancias simples.
b) Ser el conjunto indicado por a) más el conjunto de sustancias
obtenidas de las mismas por modificaciones alotrópicas.
c) Ser el conjunto indicado por a) y b) más el formado por
descomposición de cuerpos compuestos.
d) Ser sustancias que no admiten descomposición.
5. Indicar si es correcto o incorrecto. Una mezcla se caracteriza por:
a) Tener una composición variable.
b) Ser el resultado de un fenómeno químico.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
59
c) Tener siempre un componente sólido.
d) Ser visible a simple vista.
6. ¿Qué diferencia hay entre mezcla homogénea y heterogénea? Dé
dos ejemplos para cada una.
7. Indicar si es correcto o incorrecto. Un sistema homogéneo se
caracteriza por:
a) Poseer dos o más fases.
b) Porque según las direcciones presenta una variación continua en
sus propiedades.
c) Porque está constituida por una sola fase.
d) Porque tomando porciones de masas iguales de distintas partes
del sistema, todas ellas presentan propiedades iguales.
8. Indicar si es correcto o incorrecto. Una solución presenta la
propiedad de ser:
a) Saturada.
b) Líquida.
c) Transparente.
d) Homogénea.
9. Teniendo en cuenta la composición, ¿qué diferencia esencial existe
entre un sistema homogéneo como la acetona y una solución de
azúcar en agua?
10. Dado un sistema homogéneo, ¿cómo puede decirse si se trata de
una sustancia pura o una solución?
11. Clasifique cada uno de los términos siguientes como elemento,
compuesto o mezcla, e indique por qué motivo:
a) Bronce
b) Té
c) Uranio
d) Mineral de hierro
e) Metano
f) Dióxido de carbono
12. Indique si cada una de las siguientes muestras de materia es una
sustancia pura o una mezcla; y en caso de ser una mezcla, si es
homogénea o heterogénea.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
60
a) Una astilla de madera.
b) Tinta roja.
c) Agua desionizada.
d) Zumo de naranja exprimido recientemente.
e) Un soplo de aire fresco.
f) Un picaporte de latón.
g) Sal de ajo.
h) Hielo
i) Palomitas de maíz.
j) Leche
k) Gasolina
l) Leche de magnesia
m) Aceite lubricante
n) Pegamento blanco
o) Cera para zapatos
p) Crema ácida
q) Aire
r) Papel
s) Sal común.
t) Alcohol.
u) Manzana.
v) Cobre
13. Indicar cuáles de los sistemas homogéneos son soluciones y cuáles
sustancias puras:
a) Hierro.
b) Aire filtrado y seco.
c) Carbonato de magnesio.
d) Agua potable.
14. Dados los siguientes sistemas indicar: si son homogéneos o
heterogéneos, soluciones o sustancias, las fases de cada uno y las
sustancias que lo forman.
a) Agua salada.
b) Aire y vapor de agua.
c) Agua y dos trozos de hielo.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
61
d) Sal fina y azúcar.
e) Agua potable.
f) Agua de mar filtrada.
g) Tinta china.
h) Vino tinto sin borra.
i) Perfume y alcohol.
j) Vidrio.
15. Dado los siguientes sistemas, indicar cuántas fases forman el
sistema y cuáles son; cuántas sustancias (simples o compuestas)
hay y cuales son; si el sistema es heterogéneo u homogéneo. Y
explicar cómo separaría el sistema:
a) Azúcar disuelto en agua y polvo de carbón
b) Limadura de hierro, azufre en polvo y agua salada
c) Agua, tres bolitas de acero, carbón en polvo, vapor de agua y
aire (nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono)
d) Limadura de cobre, arena, alcohol, agua y vapor de agua.
16. Indique si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones y
justifíquelo:
a) Plomo sólido en contacto con plomo líquido forman un sistema
homogéneo ya que se trata de la misma sustancia.
b) El peso específico de 1 Kg de agua es igual a 100 Kg.
c) Para separar sulfato de cobre de una solución acuosa diluida no
puede hacerse por filtración.
d) Un sistema está constituido por tres fases, luego por lo menos
hay tres sustancias que los forman.
17. Dé un ejemplo de un sistema heterogéneo de 3 fases y 5 sustancias.
18. Citar un ejemplo de un sistema heterogéneo de 5 fases y 3
sustancias.
19. Indicar cuántas y cuáles son las fases en los siguientes sistemas
heterogéneos, sin consultar bibliografía, indique cómo separaría las
fases:
a) Agua, aceite y 5 bolillas de plomo.
b) Arena, arcilla, salmuera sobresaturada.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
62
c) 6 trozos de hielo, solución acuosa de sulfato de cobre, éter etílico
y aire.
d) Nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono gaseoso y dióxido de
carbono sólido.
20. Indique qué nombre reciben y dé ejemplos de los siguientes tipos de
dispersiones:
a) Fase dispersa sólida y medio dispersante líquido.
b) Fase dispersa sólida y medio dispersante gaseoso.
c) Fase dispersa líquida y medio dispersante gaseoso.
21. Indicar ejemplos de sistemas que se puedan separar por:
a) Filtración.
b) Levigación.
c) Centrifugación.
d) Decantación.
e) Destilación
22. ¿Qué tipo de transformación, física o química, es necesario llevar a
cabo para realizar las siguientes separaciones? (Sugerencia: Utilice
una lista de los elementos).
a) Azúcar y arena. b) Hierro del óxido de
hierro.
c) Agua pura a partir de agua del mar. d) Agua y arena.
23. Sugiera transformaciones físicas para separar las siguientes
mezclas:
a) Limaduras de hierro y virutas de madera.
b) Vidrio molido y sacarosa (azúcar de caña).
c) Agua pura a partir de una mezcla de hielo y sal.
d) Escamas de oro y agua.
24. ¿Cómo podría separar los componentes de las mezclas siguientes?
Explique el proceso.
a) Arena y sal de mesa
b) Limaduras de hierro y azufre
c) Gasolina y agua
d) Carbón vegetal y azúcar de mesa
e) Sal disuelta en agua
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
63
f) Petróleo crudo
g) Azúcar disuelta en agua
h) Alcohol (punto de ebullición 78°C) y éter (punto de
ebullición36°C)
25. Indicar si es correcto o incorrecto. La separación de los
componentes de un coloide, se efectúa aplicando el siguiente
método:
a) Decantación.
b) Neutralización de las cargas eléctricas de sus partículas.
c) Centrifugación.
d) Filtración.
26. ¿Cuál es la diferencia entre un aparato de destilación sencillo y un
aparato de destilación sencillo y un aparato de destilación
fraccionada?
27. ¿En qué consiste la cromatografía en papel?
28. ¿En qué consiste la cromatografía en columna?
ENERGÍA: 1. La ecuación de Einstein es: E= mc2. ¿Cuál de las siguientes
afirmaciones es incorrecta?: a) La energía se pude expresar en joules u ergios. b) La materia se puede convertir en energía y viceversa. c) La masa se puede transformar en energía. d) La energía está asociada a una cantidad de masa. e) Todas las expresiones anteriores son correctas.
2. Escriba la ecuación de Einstein y con sus propias palabras, indique su
significado 3. Indique si la proposición siguiente es verdadera o falsa y por qué: “ La
materia y la energía son formas diferentes de una misma entidad ”
4. Enuncie cada una de las siguientes leyes y ejemplifíquelas :
a) Ley de la conservación de la materia
b) Ley de la conservación de la energía
c) Ley de la conservación de la materia y energía
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
64
5. Defina los siguientes términos e ilustre cada uno con un ejemplo
especifico:
a) Energía
b) Energía potencial
c) Energía cinética
d) Energía calorífica
e) Proceso exotérmico
TEMPERATURA - CALOR:
1. Describa las tres escalas utilizadas en el laboratorio y en la vida diaria:
Escala Fahrenheit, escala Celsius y escala Kelvin.
2. ¿Qué diferencia existe entre temperatura y calor?
3. En una clase de economía doméstica se encarga un trabajo consistente
en hacer un dulce que requiere una mezcla de azúcar fundido (234 -
240 ºF). Un estudiante pide prestado al laboratorio de química un
termómetro que tiene un intervalo de –10 a 110 ºC, para hacer esta
tarea. ¿Servirá este termómetro para ello? Explíquelo.
4. El cero absoluto de temperatura se alcanza a -273,15 ºC. ¿Sería
posible conseguir una temperatura de -465 ºF? Explíquelo.
DENSIDAD –GRAVEDAD ESPECÍFICA: 1. ¿Cuál es la diferencia entre densidad y gravedad específica?
2. ¿Qué unidades utilizan comúnmente los químicos para la densidad de
los líquidos y sólidos? ¿Para la densidad de los gases? Explique las
diferencias.
3. ¿Un cm3 de mercurio es más pesado que un cm3 de cromo?
CONVERSION DE UNIDADES: a) NOTACIÓN CIENTÍFICA:
1. ¿Qué ventaja tiene utilizar la notación científica en lugar de la
notación decimal?
2. Defina los siguientes términos:
a) Notación científica.
b) Cifras significativas.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
65
c) Exactitud
d) Precisión.
3. Indique la importancia de utilizar el número apropiado de cifras
significativas en las mediciones y los cálculos.
4. ¿Cuáles de los siguientes números son exactos? ¿Por qué?
a) 15 huevos
b) 10 libras de papas
c) 497 codornices vivas
d) 47,398 personas
e) 47,342.21 dólares
f) 12 yardas cuadradas de alfombra
5. ¿Cuántas cifras significativas contienen los siguientes números?
a) 0.0278 metros
b) 1.3 centímetros
c) 1.00 pie
d) 7.98 x 10 -3
e) 0.2003 ton
f) 4.69 x 10 4 ton
6. Indique si cada uno de los siguientes valores es un número exacto o
una magnitud medida afectada por alguna incertidumbre:
a) El número de botes de refresco en una caja.
b) El volumen de leche en una jarra de un galón.
c) La distancia entre la Tierra y el Sol.
d) La distancia entre los centros de los dos átomos de hidrógeno en
la molécula de hidrógeno.
e) El número de páginas de este texto.
f) El número de días en el mes de enero.
g) El área de un solar en una ciudad.
h) La distancia entre los centros de los átomos en la plata.
7. Utilice el concepto de cifras significativas para criticar la forma en
que se presentó la siguiente información: “La reserva estimada y
comprobada de gas natural a 1 de enero de 1983 era de 2911
billones de pies cúbicos.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
66
8. De acuerdo con las reglas de las cifras significativas, el producto
99,9 X 1,008, debería expresarse con tres cifras significativas, como
101. En este caso, sin embargo, sería más apropiado expresar el
resultado con cuatro cifras significativas, como 100,7. Explique por
qué.
b) UNIDADES DE MEDIDA – ANALISIS DIMENSIONAL: 1. Defina qué es factor de conversión
2. Diga cuáles son las unidades SI fundamentales importantes en la
química. Así como las unidades SI para expresar lo siguiente:
a) Longitud. b) Masa
c) Volumen d) Tiempo
e) Energía f) Temperatura.
3. Escribe los números representados por los siguientes prefijos:
a) mega- b) kilo- c) deci- d) mili-
e) nano- f) centi- g) micro- h) pico-
4. ¿Cuál de las dos masas es mayor, 2172 μg ó 0.00515 mg?
Explíquelo.
5. ¿Cuál de las dos masas es mayor, 3257 mg ó 0.00475 kg?
Explíquelo.
6. ¿Qué prefijo indica el multiplicador en cada uno de los siguientes
números?
a) 1x 106
b) 1x 10-1
c) 0.01
d) 0.1
e) 0.001
f) 1x 10-6
g) 1x 103
h) 1x 10-3
7. Indique el múltiplo o fracción de 10 por la que se debe multiplicar
una cantidad cuando está precedida de los siguientes prefijos:
a) M b) m c) c d) d e) k f) μ
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
67
8. En los siguientes ejercicios, elija todas las unidades que aparecen
en la lista que podrían utilizarse para expresar:
a) distancia o longitud, b) masa o peso, c) área, y d) volumen.
a) km b) ml c) mm2 d) dg e) m3 f) cm2
a) mg b) mm c) dl d) cm3 e) kg f) m2
9. Elija las unidades métricas o del sistema SI más adecuadas para
indicar las siguientes dimensiones. Indique un valor numérico
aproximado con cada caso cada conjunto de unidades. Ejemplo: una
puerta normal tiene 6 pies y 8 pulgadas de altura (2 metros
aproximadamente). Justifique su respuesta en:
a) La longitud de una cancha de básquetbol
b) El interior de un automóvil “compacto”
c) El área del piso de su recámara
d) Su masa
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
68
EJERCICIOS NIVEL BÁSICO
ENERGÍA: 1. Si una explosión nuclear libera 6x1021 ergios de energía. Calcular:
a) ¿Qué cantidad de masa se convierte en energía?
b) ¿Cuál es el equivalente de esta energía en calorías?
2. En la práctica se encontró que cuando estalla 1 Kg de TNG
(Trinitroglicerina) se liberan 8x1013 ergios. ¿Cuál es la masa de la
materia convertida en energía?
3. 1Kg de Nitroglicerina, componente de la dinamita, libera una energía de
8.0x106 J. ¿Cuál es la masa de los productos de la explosión?
4. Si un electrón se desplaza a una velocidad de 6,62x107 cm/s. ¿Cuál
será la longitud de onda en Amstrong?
5. Calcular la energía cinética, en ergios, de una partícula alfa con
velocidad de 10000 millas/s (una partícula alfa tiene una masa de 4
uma)
TEMPERATURA: 1. Expresar las temperaturas en la escala indicada:
a) 105º F en grados Celsius
b) 0º F en grados Celsius
c) 300.0 K en grados Fahrenheit
d) 100.0º F en grados Kelvin
e) 20º F en grados Celsius
f) 425º F en grados Kelvin
g) –40.0º C en grados Fahrenheit
2. Efectúe las siguientes conversiones: a) 47.4°F a grados Celsius,
b) -273.15 °C (en teoría, la temperatura más baja posible) a grados
Fahrenheit
3. Las temperaturas máxima y mínima registradas en San Bernardino,
California, son 118 y 17 ºF, respectivamente. ¿Dé estas temperaturas
en la escala Celsius?
4. El mercurio se congela a -40ºC. ¿Cuál es el punto de congelación en
grados Fahrenheit y en grados Kelvin?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
69
5. La temperatura de sublimación del hielo seco es de -109ºF. ¿Cuál es la
temperatura en grados centígrados y en grados Kelvin?
6. El oxígeno líquido hierve a -297.4ºF y se congela a -361ºF. Calcular
estas temperaturas en grados Ranking.
7. Los puntos de fusión de: Estaño, Zinc y Cadmio; son respectivamente
231.9ºC; 419.5ºC y 320.9ºC. Expresar estas temperaturas en ºK.
8. Venus, el segundo planeta más cercano al Sol, tiene una temperatura
en su superficie de 2103.7 × ºK. Convierta esta temperatura a °C y °F.
9. ¿A qué temperatura la lectura numérica de un termómetro Celsius es
igual a la marcada en un termómetro Fahrenheit?
10. Los termómetros clínicos que comúnmente se utiliza en el hogar
pueden leer ± 0.1 °F, mientras que los del consultorio médico pueden
tener una exactitud de ± 0.1 °C. Exprese en grados Celsius el
porcentaje de error esperado, cuando se mide la temperatura corporal
de una persona (38.9°C) con cada uno de ellos.
11. La temperatura del hielo seco (temperatura de sublimación a presión)
es de -109ºF. Indique si esta temperatura es más caliente o fría que la
temperatura a que hierve el etano (-88ºC)
12. Deseamos graduar un termómetro en temperaturas Celsius y
Fahrenheit. En la escala Celsius la marca de temperatura más baja
está a -15ºC, y la marca de temperatura más alta está a 60 ºC. ¿Cuáles
son las temperaturas Fahrenheit equivalentes?
13. Los datos siguientes muestran la relación entre temperatura y distancia
sobre la superficie terrestre en un “día normal”. Llene los espacios en
blanco efectuando la conversión:
Pies Metros ºF ºC
1 000 __________ 56º ________
_______ 1.500 ________ 5º
10 000 __________ ________ -5º
________ 4.500 5º ________
20 000 __________ _________ 26º
________ 9 000 -47º ________
36 087 __________ _________ 56º
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
70
Haga una gráfica de pies vs. º F en una hoja de papel milimétrico.
Estime las temperaturas para las altitudes de 7500 pies y 40000
pies.
Grafique metros vs. º C en otra hoja. Compare ambas gráficas. ¿Son
similares? ¿Por qué?
CALOR: 1. El calor específico del mercurio es 0.138 J/g.ºC. exprese este valor en
a) cal/lib.ºF, b) kJ/g.ºC y c) J/g.K.
2. Calcule la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 25
g. de agua de 10 º C. Exprese su respuesta en joules y en calorías.
3. ¿Cuánto calor se debe eliminar de 25 gramos de agua a 60º C para
disminuir su temperatura a 10 º C? Exprese su respuesta en joules y
calorías.
4. ¿Cuánto calor se necesita para elevar la temperatura de 25 gramos de
hierro de 10ºC a 40ºC. Si el calor específico del hierro es 0.444 J/g.ºC.
5. ¿Cuántas calorías se necesitan para calentar 100g de cobre desde
10ºC hasta 100ºC, si su calor específico es 0.093 cal/gºC
6. Si se calienta una muestra de 25 g de una aleación hasta 100ºC
introduciéndose después en una cuba con 90 g de agua a 25.32ºC. La
temperatura del agua se eleva hasta un valor final de 27.18ºC.
Despreciando la pérdida del calor medio y la capacidad calorífica de la
cuba, ¡Cuál es el calor específico de la aleación?
7. Si 150 gramos de agua líquida a 100 º C se mezclan con 250 gramos
de agua a 10.0º C en un recipiente aislado, ¿cuál será la temperatura
final de la mezcla?
8. En un recipiente aislado se colocan 150 gramos de hierro a 100.00º C
en 250 g de agua a 10 º C y se permiten que ambos alcancen la misma
temperatura, ¿cuál será ésta? El calor especifico del hierro es 0.444
J/g.ºC.
9. Calcule la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de
106 g de mercurio de 10.0 º C a 75.0 º C. El calor específico del
mercurio es 0.138 J/g.ºC. El mercurio, conocido tan bien como plata
líquida, es un metal líquido a temperatura ambiente.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
71
10. Calcule la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de
106 g de agua de 10º C a 75 º C
11. ¿Cuánta agua a 80.0º C se debe mezclar en un recipiente aislado con
1.00 litro de agua a 15.0 º C, para que la temperatura de la mezcla sea
de 30.0º C?
12. ¿Qué cantidad de hierro a 200.0º C se debe colocar en 200.0 mL de
agua a 20.0º C, si se desea que la temperatura de ambos sea 30.0º C?
Considere que no se desprende calor al ambiente.
13. Si 75.0 gramos de metal a 75º C se agregan a 150 gramos de agua a
15ºC, la temperatura del agua se eleva a 18.3º C. Considerando que no
se desprende calor al ambiente, ¿cuál es el calor específico del metal?
DENSIDAD – GRAVEDAD ESPECÍFICA: 1. En un libro de consulta de Ingeniería, se encuentra que la densidad del
hierro es 0,284 lb. /in. ¿Cuál es la densidad en g/cm?
2. Una pieza de cromo de 13.5 centímetros cúbicos tiene una masa de
97.2 gramos. ¿Cuál es su densidad?
3. La densidad del aluminio es 2,70 g/cm 3. Un trozo cuadrado de lámina
de aluminio, de 9 in de lado, pesa 2,568 g. ¿Cuál es el espesor de esta
lámina en milímetros?
4. ¿Cuál es la masa de 13.5 cm3 de mercurio? Densidad =13.6 g/cm3.
5. Tomando como referencia la siguiente tabla, calcule la masa de 25.0
mL de las siguientes sustancias a temperatura ambiente y a una
atmósfera de presión:
a) Hidrógeno b)Dióxido de carbono c)Alcohol etílico d) Aluminio e) Oro.
6. Tomando como referencia la tabla 1, de una muestra de 20 mL de los
siguientes materiales, ¿Cuál tendrá mayor masa: Hidrógeno, arena y
oro.
7. Tomando como referencia la tabla 1, de una muestra de 20.0 g de los
siguientes materiales, ¿Cuál tendrá menor volumen: corcho, sal de
mesa, plomo. La gravedad específica del alcohol etílico es 0.79. ¿Qué
volumen de alcohol tendrá la misma masa que 23 mL. de agua?
8. ¿Cuál es la gravedad específica de un líquido si 325 mL. del líquido
tienen la misma masa que 405 cm3 de agua?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
72
9. Un pedazo de cobre se coloca en una probeta que contiene agua. El
volumen total aumenta 17.43 ml. ¿Cuál es la masa del pedazo de
cobre? (Densidad del cobre = 8.92g/cm3.)
10. ¿Qué volumen ocupan 279 gramos de aluminio ¿ (Gravedad específica
= 2.70)
11. La gravedad específica del oro es de 19.3. ¿Cuál de las siguientes
cantidades contiene la mayor masa de oro? 0.50 libra, 0.25 kilogramo o
25 mililitros.
12. La gravedad específica de la sal de mesa 2.16 ¿Cuál de las siguientes
cantidades ocupa mayor volumen? 0.50 libra, 0.25 kilogramo o 0.025
litros.
13. Indique el volumen de una barra de hierro que tiene 4.72 cm de largo,
3.19 cm. de ancho y 0.52 cm. de grueso. Su masa es de 61.5 gramos.
14. Calcule la densidad del hierro utilizando los datos del ejercicio anterior,
compare el resultado con el valor de la tabla 1 y explique cualquier
diferencia.
15. La densidad del oro es 19.3 g/cm3. Suponga que alguien está dispuesto
a regalarle un cubo de 1 galón lleno de oro si lo puede llevar en un viaje
espacial. ¿Podría aceptarlo?
16. La densidad del oro es 19.3 g/cm3. Calcule el volumen de 100 lbs de
oro en cm3
17. Considerando que esta muestra de oro es un cubo perfecto, ¿cuál será
la longitud de cada lado del cubo en pulgadas?
18. .Se emplea plomo caliente para sellar las juntas de una tubería metálica
de alcantarillado. Tomando como referencia la tabla 1 ¿Qué volumen de
plomo sólido, en galones, tendría la misma masa que 1.00 galón de
oro?
19. ¿Cuál de las siguientes cantidades tienen mayor masa? 57.3 mL de
mercurio, 772 mL de H2O, 67.1 cm3 de plomo, 40.1 mL de oro.
20. Calcular la densidad en g/cm³ de:
a) Granito, si una pieza rectangular de 0,05x 0,1x 0,23 m3, tiene una
masa de 3,22 Kg.
b) Leche, si 2 litros tienen una masa de 2,06 Kg.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
73
c) Cemento, una pieza rectangular de 2x2x9cm3, tiene una masa de
108g.
d) Nafta, si 9 litros tienen una masa de 6.120 g.
e) Marfil, una pieza rectangular de 23 x 15 x 15,5 cm3, con masa de
10,22 Kg.
21. Calcular la masa de:
a) 6,96 cm³ de cromato de amonio y magnesio si la densidad es de 1,84
g/cm³.
b) 86 cm³ de fosfato de bismuto si la densidad es de 6,32 g/cm³.
c) 253 mm³ de oro si la densidad es de 19,3 g/cm³.
d) 1 m³ de nitrógeno si la densidad es de 1,25 g/l.
e) 3,02 cm³ de bismuto si la densidad es de 9,8 g/cm³.
f) 610 cm³ de perclorato de bario si la densidad es de 2,74 g/cm³.
g) 3,28 cm³ de antimonio si la densidad es de 6,7 g/cm³.
22. Calcular el volumen de:
a) 3,37 g de cloruro de calcio si la densidad es de 2,15 g/cm³.
b) 40,5 g de silicato de cromo si la densidad es de 5,5 g/cm³.
c) 2,13 kg de estaño si la densidad es de 7,28 g/cm³.
d) 12,5 g de hierro si la densidad es de 7,87 g/cm³.
e) 706 g de sulfato de cerio si la densidad es de 3,17 g/cm³.
f) 32,9 g de magnesio si la densidad es de 1,74 g/cm³.
22. El litio es el metal menos denso conocido (densidad: 0.53 cm3). ¿Cuál
es el volumen que ocupan 1.20x103 de litio?
23. Una esfera de plomo tiene una masa de 1.20x104 y su volumen es de
1.05x103 cm3. Calcule la densidad del plomo.
24. Para la determinación de la densidad de una barra metálica rectangular,
un estudiante hizo las siguientes mediciones: longitud, 8.53 cm; ancho,
2.4 cm; altura, 1.0 cm; masa, 52.7064 g. Calcule la densidad del metal
con el número correcto de cifras significativas
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
74
CONVERSION DE UNIDADES: a) NOTACIÓN CIENTÍFICA:
1. Redondee los siguientes números naturales a tres cifras
significativas:
a) 7237
b) 1.234 x 10 3
c) 6.985 x 10 2
d) 5.435 x10 –2
2. Exprese los siguientes números exponenciales como números
ordinarios:
a) 7.23x 10 4
b) 8.193 x 10 2
c) 1.98 x 10 –3
d) 7.5 x 10 –7
3. Exprese los números siguientes en forma exponencial adecuada:
a) 1070 (2 cif.sig.)
b) 43 527 (3 cif.sig.)
c) 0.000286 (3 cif.sig.)
d) 0.000098765 (4 cif.sig.)
4. Exprese cada uno de los siguientes valores en forma exponencial.
Incluya las unidades en la respuesta cuando sea necesario:
a) La velocidad del sonido (a nivel del mar): 34000 centímetros por
segundo.
b) El diámetro medio de la célula humana: diez millonésimas de
metro.
c) El radio ecuatorial de la tierra: seis mil trescientos setenta y ocho
kilómetros.
d) La radiación soplar recibida por la Tierra: 173 mil billones de
vatios.
e) La distancia entre los centros de los átomos en la plata: ciento
cincuenta y dos billonésimas de metro.
f) La distancia entre los dos átomos de hidrógeno en la molécula de
hidrógeno: setenta y cuatro trillonésimas partes de un metro.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
75
g) 3
22
108.5)107.4()102.2(
−
+x
xx
h) )103.3(065.0)108.1(1007.5
2
232
−
−
+ xxxx
5. Exprese el resultado de cada uno de los siguientes cálculos en
forma exponencial y con el número adecuado de cifras significativas:
a) 53 1036.6104.38 xxx −
b) 23
42
)102.9(1076.81045.1
−
−
xxxx
c) 24.6+18.35-2.98
d) )1017.51036.1()1018.2()10646.1( 2423 −+− xxxxx
e) )00.1(2
)107.2)(00.1(4)1029.7(1029.7 5244
xxxx −−− ++−
f) =−− 2.810663.61095.21065.4 324 xxxxxx
g) =−
−
34
34
)1018.4(0.112.3)100077.0(1912
xxxxx
h) =0023.126.15087.0)1046.3( 3 xxxx
i) =−
3
22
1003203.09.1545080.1)10505.4(
xxxx
j) =++− −−−
)00.1(2)109.1)(00.1(4)1061.3(1061.3 5244
xxxx
6. Una nota de prensa describiendo el viaje sin paradas del avión
ultraligero Voyager, alrededor del mundo en 1986, incluyó los
siguientes datos:
Recorrido del vuelo: 25,012 millas
Tiempo de vuelo: 9 días, 3 minutos, 44 segundos.
Capacidad del depósito de combustible: casi 9000 libras.
Combustible sobrante al final del vuelo: 14 galones.
Densidad de combustible: 0,70 g/mL .
Calcule con el número máximo de cifras significativas posibles:
a) La velocidad media de la nave en millas por hora.
b) El consumo de combustible, en millas por libra de combustible.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
76
7. Realice las operaciones indicadas y redondee el resultado a un
número apropiado de cifras significativas. Considere que todos los
números se obtuvieron de mediciones:
a) 1.85 + 12.33 =
b) 1.234 x 0.247 =
c) 8.74/4.3 =
d) 8.649 – 2.8964 =
e) 0.6347 x 0.0308 =
f) 4567/2.53 =
8. En los siguientes ejercicios, realice las operaciones indicadas y
redondee el resultado a un número adecuado de cifras significativas.
Considere que todos los números se obtuvieron de mediciones.
Exprese el resultado en notación exponencial:
a) (1.54 x 10 2) + (2.11 x 10 2) =
b) (4.56 + 8.7 ) / (1.23x 10 –3) =
c) (1.54 x 10 -3) + (2.11 x 10 -2) =
d) (1.23x 10 –2) / (4.56 + 18.7 ) =
e) (4.56 + 18.7 ) / (1.23x 10 2) =
b) UNIDADES DE MEDIDA: 1. Exprese el diámetro de su cintura en a) centímetros, b) metros
2. La capacidad del tanque de gasolina de un automóvil es de 18
galones. ¿Cuál es su capacidad en litros?
3. Expresar:
a) 1.00 galón en cm3
b) 8.00 pulgadas cúbicas en mililitros
c) 4.25 yardas cúbicas en mililitros 1.00 litro en pulgadas cúbicas
d) 1.00 pinta en mililitros
e) 1.00 pie cuadrado en centímetros cuadrados
f) 1.00 pulgada cúbica en centímetros cúbicos
g) 1.00 metro cúbico en pies cúbicos.
4. Llene el espacio efectuando la conversión que se indica:
a) 7.58m = _____________ km
b) 758cm = _____________ m
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
77
c) 478kg = _____________ g
d) 9.78g = _____________ kg
e) 1386 L = _____________ ml
f) 3.692ml = _____________ L
g) 1126L = _____________ cm3
h) 0.786cm3 = _____________ L
5. Qué cantidad es un cuarto de milla expresado en metros?
6. Exprese 1.27 pies en milímetros, centímetros, metros y kilómetros
7. Exprese 65 millas por hora en kilómetros por hora
8. En el año 2000 se produjeron 95.4 miles de millones de libras de
ácido sulfúrico en Estados Unidos. Convierta esta cantidad a
toneladas.
9. Una persona que mide 6.0 pies pesa 168 lb. Expresa la altura de
esta persona en metros y el peso en kilogramos. (1 lb = 453.6 g; 1m
= 3.28 pies.)
10. La velocidad límite de algunos estados de los E.E.U.U. es de 55
millas por hora ¿Cuál es la velocidad límite en kilómetros por hora?
(1mi = 1 609 m.)
11. Efectúe las siguientes conversiones:
a) 22.6 m. a decímetros. c) 25.4 mg. a kilogramos
b) 242 lb a miligramos. d) 68.3 3cm a metros cúbicos.
12. ¿Cuántos segundos hay en un año solar (365.24 días)?
13. Efectúe las siguientes conversiones: a) 1.42 años luz a millas (una
año luz es una medida astronómica de distancia, es la distancia que
recorre la luz en un año o 365 días, la velocidad de la luz es
3.00x108m/s), b) 32.4 yardas a centímetros, c) 3.0x1010cm/s a
pies/s.
14. El aluminio es un metal ligero (densidad = 270 g/cm3) que se utiliza
en la construcción de aviones, líneas de transmisión de alto voltaje,
latas para bebidas y papel aluminio. ¿Cuál es su densidad en
Km/m3?
15. Bajo ciertas condiciones, la densidad del amoniaco gaseoso es de
0.625 g/L. Calcular su densidad en g/cm3.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
78
16. Un corredor a trote recorre una milla a 13 min. Calcule la velocidad
en: a) pulgadas/s, b) m/min, c) km/h.
(1 mi = 1 609m; 1 pulgada = 2.54 cm.)
17. La velocidad del sonido en el aire a la temperatura ambiente es de
aproximadamente 343 m/s .Calcule esta velocidad en millas por
hora.
18. Si el precio de la gasolina es de $ 0.326 por litro, ¿cuánto costará el
galón?
19. Si el precio de la gasolina es de $ 1.34 por galón, ¿cuánto valdrá el
litro?
20. Exprese las siguientes masas y pesos en gramos y kilogramos:
a) 1.00 x 106 centigramos
b) 4.25 x 105 miligramos
c) 3.0 onzas
d) 4.00 libras
e) 2.35 libras
f) 1.00 onza
g) 1.00 ton corta
h) 105 libras en kilogramos
i) 105 kilogramos en libras
j) 8.00 onzas en centigramos
21. Un atleta profesional tiene una estatura de 216 centímetros y una
masa de 95 kilogramos. Qué supone que juega: ¿básquetbol o
fútbol? ¿Por qué?
22. Una unidad utilizada en hípica, que no es SI, es la mano, que tiene 4
pulgadas (in) ¿Cuál es la altura, en metros, de un caballo, que mide
15 manos de altura? (in=2,54 cm).
23. La unidad de estadio se utiliza en carreras de caballos. Las
unidades cadena y eslabón se utilizan en agrimensura (arte de
medir tierras). Hay exactamente 8 estadios en 1 milla, 10 cadenas
en un estadio y 100 eslabones en 1 cadena. ¿Cuál es la longitud de
1 eslabón expresada en pulgadas y con tres cifras significativas?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
79
24. Para que un jet despegue de la plataforma de un portaaviones, debe
alcanzar una velocidad de 62 m/s. Calcule la velocidad en millas por
hora (mph)
25. Él área de un terreno en unidades SI se mide en hectáreas definida
como 1x10 4 m 2 (1 hectómetro = 100 m). ¿Cuántos acres
corresponden a una hectárea? (1 mi 2 = 640 acres, 1 mi = 5280 ft y 1
ft = 12 in.).
26. El record mundial (de 1997) en la carrera de una milla para hombres
es de 3 min. 44.39s. A esta velocidad, ¿cuánto tomaría recorrer una
pista de 1 500 m? (1 ml = 1 609m.)
27. Una presión habitual para el funcionamiento óptimo de las ruedas de
automóvil es 32 lb. /in 2. ¿Cuál es el valor de esta presión expresada
en gramos por centímetro cuadrado y en kilogramos por metro
cuadrado?
28. El volumen de un glóbulo rojo de la sangre es aproximadamente
90x10-12 cm3. Suponiendo que los glóbulos rojos de la sangre son
esféricos. ¿Cuál es el diámetro de un glóbulo rojo, en pulgadas?
c) COMPOSICION PORCENTUAL: 1. Calcular la composición centesimal de una muestra de granito,
sabiendo que está formado por: feldespato 2 g, cuarzo 3,5 g y mica
1,6 g.
2. En una clase de 76 estudiantes los resultados de un determinado
examen fueron: 9 con calificación A, 21 con calificación B, 36 con
calificación C, 8 con calificación D y 2 con calificación E. ¿Cuál fue
la distribución de notas expresada en tantos por ciento, es decir,
porcentaje de A, porcentaje de B, y así sucesivamente?
3. Una clase de 84 estudiantes tuvo una distribución final de notas de:
18 % A, 25 % B, 32 % C, 13 % D, 12 % E. ¿Cuántos estudiantes
recibieron cada calificación?
4. Una disolución acuosa que contiene 28,0 por ciento en masa de
sacarosa, tiene una densidad de 1,118 g/mL. ¿Qué masa de
sacarosa, en gramos, está contenida en 2,75 L de esta disolución?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
80
5. Una disolución acuosa que contiene 12,0 por ciento en masa de
hidróxido de sodio, con densidad de 1,131 g/mL. ¿Qué volumen, en
litros, de esta disolución, debe utilizarse si se necesitan 3,50 kg de
hidróxido de sodio?
6. Se emplea una solución de ácido clorhídrico (ácido muriático) para
quitar el exceso de cemento de una pared nueva de azulejo. La
densidad de la solución de ácido clorhídrico es 1.18 g/ml. El
porcentaje de masa de HCl es 35.4 % y de H2O es 64.6%.125
gramos de esta solución contienen _________ gramos de HCl y
________ gramos de H2O. 125 ml de esta solución contienen
_________ gramos de HCl y ________ gramos de H2O. ¿qué
volumen de la solución de ácido clorhídrico tiene la misma masa que
125 mL. de una solución con densidad de 1.23 g/mL?
7. La abundancia de los elementos naturales en el cuerpo humano,
expresada como porcentaje en masa, es oxígeno (O) 65%; carbono
(C) 18%; hidrógeno (H) 10%; nitrógeno (N) 3%; calcio (Ca) 1.6%;
fósforo (P) 1.2%¸ los otros elementos constituyen el 1.2%. Calcule la
masa en gr de cada elemento en el cuerpo de una persona de 62
Kg.
8. La capa externa más delgada de la Tierra, denominada corteza,
contiene sólo el 0.50% de la masa total de la Tierra y aun así es la
fuente de casi todos los elementos (la atmósfera proporciona
elementos como oxígeno, nitrógeno y algunos otros gases). El silicio
(Si) es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre
(27.2% en masa). Calcule la masa de corteza terrestre. (La masa de
la Tierra es de 21109.5 × toneladas, 1 ton = 2 000 lb; 1 lb = 453.6g.)
9. Una solución acuosa cuyo porcentaje de ácido nítrico en masa de
70.0% tiene gravedad específica de 1.40. ¿Qué volumen de la
solución contiene: a) 100 gramos de solución, b) 100gramos de
ácido nítrico puro, c) 100 gramos de agua? ¿Qué masa de agua y
de ácido nítrico puro contiene 100 mililitros de solución?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
81
d) CALCULOS QUIMICOS: 1. En un punto dado de su órbita, la Luna se encuentra a 240 000
millas de la Tierra. ¿Cuánto tardaría la luz emitida por una fuente en
la tierra en llegar a un reflector en la Luna y regresar a su origen? La
velocidad de la luz es de 3.00 x 108 m/s.
2. El precio del oro el 15 de abril del 2000 fue de 282 dólares por onza
¿Cuánto costó 1.00 g de oro ese día? (1 onza = 28.4 g.)
3. Una hoja de papel de aluminio (Al) tiene un área total de 1.000 pies2
y una masa de 3.636 g. ¿Cuál es el grosor del papel en milímetros?
(Densidad del Al = 2.699 g/cm3.)
4. El área de la superficie y la profundidad promedio del océano
Pacífico son de 1.8x108Km2 y 3.9x103m, respectivamente. Calcule el
volumen de agua (en litros) del océano.
5. ¿Cuántos minutos tarda la luz solar en llegar a la tierra? (La
distancia del Sol a la Tierra es de 93 millones de millas, la velocidad
de la luz es de 3.00x108m/s.)
6. Calcule la masa de:
a) Una esfera de oro de 10 cm de radio [el volumen de una esfera
de radio r es V= (4/3) 3rπ ; la densidad del oro es de 19.3 g/cm3 ]
b) Un cubo de platino de 0.04 mm de lado (la densidad del platino es
de 21.4 g/cm3 )
c) 50 mL de etanol (densidad = 0.798 g/mL).
7. Se ha estimado que la explotación de oro (Au) asciende a 8.0x104
toneladas. Suponga un costo para el oro de 350 dólares por onza,
¿Cuál es el valor total del oro?
8. El radio de un átomo de aluminio es de 1.43 Å. ¿Cuántos átomos de
aluminio se tendrían que colocar uno junto a otro para formar una
fila de 1.00 pulgada de longitud? Suponga que el átomo de aluminio
es esférico.
9. Los átomos de Cesio son los más grandes que existen en forma
natural. El diámetro de un átomo de Cesio es de 5.24 Å. Si 1.0 x 10 9
átomos se colocan uno junto a otro, ¿de qué tamaño será la fila que
forme? Suponga que los átomos son esféricos.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
82
10. Un corredor alcanza la línea de 100 yardas en 9.3 s. A esta misma
velocidad. Calcular:
a) ¿Cuánto tarda este corredor en recorrer 100,0 m)
b) ¿Cuál es la velocidad del corredor en metros por segundo?
c) ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer una distancia de 1.45 Km?
11. Se corta una barra cilíndrica de acero, de diámetro 1,50 in. y se
obtiene una masa de un kilogramo estándar. La densidad del acero
es 7,70 g/cm3. ¿Cuántas pulgadas de longitud debe tener este trozo
de barra?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
83
EJERCICIOS NIVEL INTERMEDIO
ENERGÍA: 1. Calcular la cantidad de energía liberada en joules, al combinar protones
y neutrones para formar un núcleo de Helio. Las masas atómicas del
protón, neutrón y núcleo de Helio son: 1.00759; 1.00893 y 4.00389.
2. Si Ud. pudiera convertir la energía eléctrica en térmica, sin pérdidas.
¿Qué calor en KJ se podrí obtener usando 5 Amperios de corriente
eléctrica de 110 voltios durante 1 minuto.
3. Calcular la energía cinética de un objeto de 10Kg con una velocidad de
50 m/s.
4. En la formación de un átomo de Oxígeno (Z=16) a partir de protones,
electrones y neutrones. Calcular por medio de cada nucleón el defecto
de masa y energía liberada. H=1.00813; n=1.00897; u=931 MeV
TEMPERATURA: 1. Se decide establecer una nueva escala de temperatura en la que el
punto de fusión del mercurio (-38,9°C) es 0ºM y el punto de ebullición
del mercurio (356,9ºC) es 100ºM. ¿Cuál sería el punto de ebullición del
agua en ºM? y ¿la temperatura del cero absoluto en ºM?
2. Se decide establecer una nueva escala de temperatura en la que el
punto de fusión del amoníaco (-77,75 ºC) es 0 ºA y el punto de
ebullición del amoníaco (-33,35 ºC) es 100 ºA. ¿Cuál sería el punto de
ebullición del agua en grados ºA? ¿Y la temperatura del cero absoluto
en grados A?
3. Suponga que se ha inventado una nueva escala de temperatura, donde
el punto de fusión (-117.3ºC) y el punto de ebullición (78.3ºC) del etanol
se toma como 0ºS y 100ºS, respectivamente; donde S es el símbolo
para la nueva escala de temperatura. Derive una ecuación donde
relacione una lectura en esta escala con una lectura en la escala
Celsius. ¿Qué lectura daría este termómetro a 25ºC?
4. Un termómetro Fahrenheit y otro Celsius se introducen en el mismo
medio ¿A qué temperatura Celsius, corresponde una lectura numérica
en el termómetro Fahrenheit?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
84
Para los siguientes casos:
(a) Igual a la del termómetro Celsius
(b) El doble de la del termómetro Celsius
(c) Una octava parte de la del termómetro Celsius
(d) 300º más alta que la del termómetro Celsius
CALOR: 1. Un pedazo de hierro metálico de 94.4 a 152.6º C cae en 140 mL de
octano, C8H18 a 2406º C. La temperatura final es de 45.2º C. La
densidad del octano es 0.703 g/mL. El calor específico del hierro es
0.444 J/g.ºC. a) ¿Cuál es el calor específico del octano? b) ¿Cuál es la
capacidad calorífica del octano en J/mol.ºC? Un mol de octano es igual
a 114 gramos.
2. Un trozo de 20 g de metal a 203ºC se introduce en 100 g de agua a
25ºC. La temperatura del agua sube a 29ºC. Calcular el calor específico
(J/gºC) del metal. Suponga que todo el calor perdido por el metal pasa
al agua y no se cede calor a los alrededores.
3. Se fabrican dos barras de metal de plomo y de hierro, cada una de 10
g. Ambos se calientan a 100ºC y luego se colocan en recipientes
idénticos y aislados, cada uno con un contenido de 200 g de agua a
25ºC. ¿En cuál recipiente habrá una mayor elevación de temperatura?
(cePb= 0.125 J/gºC y ceFe= 0.4525 J/gºC)
DENSIDAD: 1. Cierto picnómetro cuando está vacio y seco pesa 25.296 g. Cuando se
llena con agua pesa 34.914 g a 25ºC. Cuando se llena de un líquido de
composición desconocida el picnómetro y su contenido pesa 33.485 g a
25ºC (densidad del agua es 0.997 g/cm3). Calcular la densidad del
líquido desconocido.
2. Para determinar la densidad de la acetona, se pesa dos veces un bidón
de 55,0 gal. Este bidón pesa 75,0 lb. cuando está vacío. Cuando se
llena con acetona el bidón pesa 437,5 lb. ¿Cuál es la densidad de la
acetona expresada en gramos por mililitro?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
85
3. Para determinar el volumen de un recipiente de vidrio de forma
irregular, el recipiente se pesa vacío (121,3 g) y lleno de CCl4 (283,2 g).
¿Cuál es la capacidad, en mililitros, de este recipiente, dado que la
densidad del tetracloruro de carbono es 1,59 g/mL?
4. Un tubo cilíndrico de vidrio de 12.7 cm de largo se llena con mercurio.
La masa del mercurio necesaria para llenar el tubo es de 105.5 g.
Calcule el diámetro interno del tubo. (La densidad del mercurio es de
13.6 g/mL.)
5. Se empleó el siguiente procedimiento para determinar el volumen de un
matraz. El matraz seco se pesó y después se lleno con agua .Las
masas del matraz vacío y lleno fueron 56.12 g y 87.39 g,
respectivamente, y la densidad del agua es de 0.9976 3/ cmg , calcule el
volumen del matraz en 3cm
6. Un trozo de plata (Ag) metálica que pesa 194.3 g se coloca en una
probeta que contiene 242.0 mL de agua. La lectura en la probeta es
ahora de 260.5 ml. Calcule la densidad de la plata con estos datos.
7. A un estudiante se le da un crisol y se le pide demostrar si está hecho
de platino puro. La estudiante primero pesa el crisol en aire y luego lo
pesa suspendido en agua (densidad de agua 0.9986 g/mL). Las
lecturas de las pesadas son 860.2 g y 820.2 g, respectivamente. Con
base en estas mediciones, y dado que la densidad del platino es de
21.45 3/ cmg , ¿a qué conclusión llegaría? (sugerencia: un objeto
suspendido en un fluido se mantiene a flote por la masa del fluido
desplazada por el objeto. Deprecie la presión por flotación del aire)
8. El osmio (Os) es el elemento más denso que se conoce (densidad =
22.57 3/ cmg ). Calcule la masa en lb y en Kg de una esfera de Os de
15cm de diámetro (aprox. el tamaño de una uva).
9. La unidad “onza troy” se usa a menudo para metales preciosos como el
oro (Au) y el platino (Pt). (1 onza troy = 31.103 g).
a) Una moneda de oro pesa 2.41 onzas troy. Calcular masa en gramos.
b) ¿Una onza troy es más pesada o más ligera que una onza? (1 lb =
16 oz; 1 lb = 453.6 g.)
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
86
10. Las siguientes densidades se dan a 20 °C: agua, 0,998 g/cm 3 , para el
hierro 7,86 g/cm 3 y para el aluminio 2,70 g/cm 3. Clasifique los
siguientes objetos en orden de masa creciente.
a) Una barra rectangular de hierro, de 81,5 cm. x 2,1 cm. x 1,6 cm.
b) Una lámina de aluminio de 12,12 m x 3,62 m x 0,003 cm.
c) 4,051 L de agua.
CONVERSION DE UNIDADES: 1. Una unidad de masa que no es SI, utilizada en farmacia, es el grano
(gr) y sabemos que el equivalente es: 15 gr=10 g. Una tableta de
aspirina contiene 5,0 g. de aspirina. Un paciente artrítico de 155 lb.
de peso toma dos tabletas de aspirina diarias.
a) ¿Qué cantidad de aspirina, expresada en miligramos, hay en
las dos tabletas?
b) ¿Cuál es la dosis de aspirina en miligramos/kilo de peso?
c) Con esta dosis diaria de tabletas de aspirina, ¿cuántos días
tardará en consumir 1.0 lb. de aspirina?
2. El contenido “normal” de plomo en la sangre humana es de
aproximadamente 0.40 ppm (0.40 g de plomo por millón gramos de
sangre). Un valor de 0.80 ppm se considera peligroso. ¿Cuántos g
de plomo están contenidos en 6x103 g de sangre (la cantidad en el
adulto promedio) si el contenido de plomo es 0.62 ppm?
3. La calcopirita, el principal mineral de cobre (Cu), contiene 34.63 por
ciento de Cu en masa. ¿Cuántos gramos de Cu pueden obtenerse
de 5.11x103 Kg del mineral?
4. En la sangre normal hay aproximadamente 5,4 X 109 glóbulos rojos
por mililitro. El volumen de un glóbulo rojo es aproximadamente 90 x
10 -12 cm 3, y la densidad de un glóbulo rojo es 1,096 g/mL.
¿Cuántos litros de sangre completa serían necesarios para obtener
0,5 Kg., de glóbulos rojos?
5. El volumen total del agua de mar es 1.5x1021 L. Suponga que esta
agua contiene 3.1 por ciento en masa de cloruro de sodio y su
densidad es de 1.03 g/ml. Calcule la masa total de cloruro de sodio
en kilogramos y en toneladas (1 ton = 2000 lb; 1lb = 453.6 g.)
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
87
6. El magnesio (Mg) es un metal valioso que se utiliza en aleaciones,
en las baterías y en la fabricación de reactivos químicos. Se obtiene
principalmente del agua de mar, que contiene 1.3 g de Mg / kg de
agua de mar. Calcule el agua de mar (en litros) necesario para
extraer 8.0x104 ton de Mg (producción anual del metal en E.E.U.U).
7. Un volumen de 1.0 mL de agua de mar contiene aprox. 4.0x10-12 g
de oro. El volumen del agua del océano es de 1.5x1021 L. Calcule la
cantidad total de oro (en gramos) que hay en el agua de mar, así
como el valor del oro en dólares. ¿Con tanto oro que hay en el
océano, por qué nadie se ha hecho rico explotando de ahí?
8. Una disolución utilizada para clorar una piscina contiene un 8 por
ciento en masa de cloro. Un nivel de cloro ideal para la piscina es
una parte por millón (1 ppm). (Piense que 1 ppm significa 1 g de
cloro por 1 millón de gramos de agua). Si se suponen densidades
de 1,10 g/mL. para la disolución de cloro y 1,00 g/mL. para el agua
de la piscina, ¿qué volumen, en litros, de disolución de cloro, se
necesita para conseguir un nivel de cloro de 1 ppm en una piscina
de 18 000 galones de capacidad?
9. El volumen de agua de mar en la Tierra es aprox. 330000000 mi 3. Si
el agua de mar tiene un 3,5 por ciento en masa de cloruro de sodio y
una densidad de 1,03 g/mL, ¿Cuál es la masa aproximada de
cloruro de sodio, expresada en toneladas, disuelta en el agua de
mar en la Tierra? (1 ton = 2000 lb.).
10. Suponiendo que el diámetro del átomo de un elemento es de 28 μm:
a) ¿cuántos átomos de dicho elemento, puestos uno a continuación
de otro, formarán una línea de 1 cm de longitud?
b) ¿cuántos átomos, puestos uno en contacto con otro, cubrirán una
superficie de 1 cm²?
c) ¿cuántos átomos, puestos uno en contacto con otro, ocuparán un
volumen de 1 cm³?
11. Las mediciones muestran que 1.0 g de hierro (Fe) contiene
1.1x1022átomos de Fe. ¿Cuántos átomos de Fe hay en 4.9 g de Fe y
cuál es la cantidad total de hierro en el cuerpo de una adulto
promedio?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
88
12. El diámetro del alambre metálico, a menudo se especifica por su
número de calibrado de alambre americano. Un alambre de calibre
16 tiene un diámetro de 0,05082 in. Calcular la longitud de alambre,
en metros, que hay en un carrete de 1 lb. de alambre de cobre de
calibre 16? La densidad del cobre es 8,92 g/cm 3.
13. El metal magnesia, puede extraerse del agua de mar mediante el
proceso Dow. El magnesio se encuentra en el agua de mar en una
proporción de 1,4 g de magnesio por kilogramo de agua de mar. La
producción anual de magnesio en los E.E.U.U. es 10 toneladas. Si
todo este magnesio fuera extraído del agua de mar, ¿qué volumen
de agua de mar, en metros cúbicos, tendría que emplearse? (1 ton
2000 lb.). La densidad del agua de mar es de 1,025 g/mL.
14. Una velocidad típica de depósito del polvo del aire no contaminado
es de 10 toneladas/ milla cuadrada por mes. Calcular:
(a) ¿Cuál es la lluvia de polvo, expresada en miligramos/ m2 h?
(b) Si el polvo tiene una densidad media de 2 g/cm 3 ¿Cuánto tiempo
tardaría en acumularse una capa de polvo de 1 mm. de espesor?
10. El volumen de agua de regadío se expresa en acres-pie. Un acre-
pie es un volumen de agua suficiente para cubrir un acre de tierra
con una altura de agua de 1 ft. (64 acres = 1 mi 2; 1 mi = 5280 ft). El
principal lago del Proyecto Hidrológico de California es el lago
Oroville, cuya capacidad de almacenamiento de agua es de 3,54 X
10 6 acres-pie. Exprese el volumen del lago Oroville en:
(a) pies cúbicos (b) metros cúbicos (c) galones.
11. La ilustración que acompaña a este problema muestra una probeta
de 100 mL medio llena con 8,0g. de tierra de diatomeas, un material
que consta fundamentalmente de sílice y se usa como un medio
filtrante en las piscinas. ¿Cuántos mL de agua se requieren para
llenar la probeta hasta la marca de 100,0 mL? La tierra de
diatomeas es insoluble en agua y tiene una densidad de 2,2 g/cm 3.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
89
EJERCICIOS NIVEL AVANZADO
ENERGÍA:
1. Tanto E.E.U.U. como la Unión Soviética hacían estallar,
subterráneamente cada uno, 10 bombas de Hidrógeno por año; sólo por
el gusto de probarlas. Si la explosión de cada una de ellas, convierte
aproximadamente 10 g de masa en la cantidad equivalente de energía;
¿cuántos KJ se liberan por bomba? Si la energía de 10 bombas se
pudiera usar para la propulsión de automóviles, en lugar de gasolina,
¿cuántos galones de gasolina se evitaría convertir en humo? (1 galón
de gasolina desprende aproximadamente 1.26 x 105 KJ durante su
combustión)
2. La reserva mundial total de petróleo se ha estimado en 2.0 x 1022 J (el
joule es la unidad de energía, 1J = 1 kg m2/s2). A la actual velocidad de
consumo, 1.8 x 1020 J/año, ¿cuánto tiempo tomaría agotar la reserva?
3. Cuando se quema 1 galón de gasolina, se desprenden 125.52 MJ/gal
de calor. La reacción se puede simbolizar por la reacción del octano:
C8H8 + 25/2 O2 8 CO2 + 9 H2O ΔH= 125.5 MJ/gal
Calcular la masa asociada con esta energía, a partir de la ecuación de
Einstein. En el supuesto que el galón contiene 23 moles de octano,
demostrar que los productos de la reacción pesan 0.00664 ug/mol de
octano menos que los reactantes.
DENSIDAD: 1. Para determinar la masa aproximada de un pequeño perdigón de cobre
se ha llevado a cabo el siguiente experimento: Se cuentan 125
perdigones y se añaden a 8,4 mL de agua en una probeta; el volumen
total es ahora de 8,9 mL. La densidad del cobre es 8,92 g/cm 3.
Determine la masa aproximada de un perdigón suponiendo que todos
tienen las mismas dimensiones.
2. El dibujo presentado a continuación representa un ángulo de hierro,
hecho con acero de densidad 7,18 g/cm 3. ¿Cuál es la masa en gramos,
de este objeto?
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
90
3. Una técnica utilizada en su momento por los geólogos para medir la
densidad de un mineral consiste en mezclar dos líquidos densos en la
proporción necesaria para que flote el grano del mineral. Cuando se
coloca una muestra de la mezcla en la que flota el mineral calcita en
una botella de densidad adecuada, el peso es 15,4448. La botella vacía
pesa 12,4631g. y cuando está llena de agua, pesa 13,5441 g. ¿Cuál es
la densidad de la muestra de calcita? (Todas las medidas se realizan a
25 °C, y la densidad del agua a 25 °C es 0,9979 g/mL).
4. Este sencillo dispositivo dibujado a continuación es un picnómetro y se
utiliza para una determinación precisa de la densidad. A partir de los
datos presentados a continuación y de la densidad del agua a 20 °C
(0,99821 g/mL), determine la densidad del metanol, en gramos por
mililitro.
5. Un picnómetro (véase el Ejercicio 83) pesa 25,60 g vacío y 35,55 g
cuando se llena con agua a 20 °C. La densidad del agua a 20 °C es
0,9982 g/mL. Cuando se introducen 10,20 g de plomo en el picnómetro
y éste se llena con agua a 20 °C, la masa total es 44,83 ¿Cuál es la
densidad del plomo, en gramos por centímetro cúbico?
1,35
12,78
2,75
1,35
10,26
Vacío 25,601g. Lleno con agua a:
20ºC; 35,552g
Lleno con la sustancia a 20ºC; 33,490g
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
91
CONVERSION DE UNIDADES: 1. En el distrito regional de Vancouver, se clora el agua potable de la
región en una proporción de 1 ppm. es decir, 1 kilogramo de cloro
por millón de kilogramos de agua. El cloro se añade en forma de
hipoclorito de sodio, que tiene 47,62% de cloro. La población de este
distrito es 1,8 millones de personas. Si cada persona utiliza 750 L de
agua por día, ¿cuántos kilogramos de hipoclorito de sodio deben
añadirse al agua cada semana para tener el nivel requerido de cloro
de 1 ppm?
2. Un Boeing 767 debe repostar para volar desde Montreal a
Edmonton. Puesto que el instrumento de calibrado de combustible
del avión no funcionaba, un mecánico utilizó una varilla para
determinar el combustible que quedaba en el avión y fue de 7682 L.
El avión necesitaba 22 300 Kg. de combustible para el viaje. Para
determinar el volumen necesario de combustible, el piloto preguntó
el factor de conversión necesario para convertir un volumen de
combustible en una masa de combustible. El mecánico dio el factor
de 1,77. Suponiendo que este factor estaba en unidades métricas
(Kg./L), el piloto calculó que el volumen que debía añadirse era 4916
L y añadió este volumen. Como consecuencia, el 767 agotó el
combustible pero hizo un aterrizaje forzoso sin motor en el
aeropuerto de Gimli cerca de Winnipeg. El error se debió a que el
factor 1,77 estaba en unidades de libras por litro. ¿Qué volumen de
combustible debería haberse añadido?
3. Haga un esquema de la ordenación de los átomos o moléculas en
las siguientes sustancias. El esquema puede ser en dos
dimensiones y debería incluir al menos 10 partículas (átomos o
moléculas). Los átomos se deben representar por un círculo y
distanciar los átomos diferentes por el color o sombreado.
a) Una muestra de oxígeno puro gas (moléculas de 0 2 ).
b) Una muestra de cobre sólido (átomos de cobre).
c) Una muestra de amoníaco líquido (moléculas de NH 3).
d) Una mezcla heterogénea formada por agua líquida (moléculas de
H20) y cobre sólido.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
92
e) Una mezcla homogénea de oxígeno (moléculas de O 2) disuelto
en agua líquida.
4. La siguiente ecuación puede utilizarse para calcular la densidad del
agua líquida a una temperatura Celsius en el intervalo desde 0ºC
hasta aproximadamente 20 ºC:
)10688.1(1)10987.7()106945.1(99984.0)/( 2
2623
txtxtxcmgd −
−−
+−+
=
(a) Determine la densidad del agua a 10 °C con cuatro cifras
significativas.
(b) ¿A qué temperatura tiene el agua una densidad de 0,99860 g/cm
3?
(c) Demuestre mediante tres fórmulas diferentes qué densidad pasa
a través de un máximo en algún punto en el intervalo de temperatura
donde se aplica la ecuación.
(i) Por estimación.
(ii) Por un método gráfico.
(iii) Por un método basado en un cálculo diferencial.
5. La vainillina (utilizada para dar sabor a los helados y otros
alimentos) es una sustancia cuyo aroma lo detecta el ser humano en
cantidades muy pequeñas. El límite umbral es de 2.0x10-11g por litro
de aire. Si el precio actual de 50g de vainillina es de 112 dólares,
determine el costo para que el aroma de la vainillina pueda
detectarse en un hangar para aeronaves cuyo volumen es de
5.0x107 pies3.
6. Un adulto en reposo necesita aproximadamente 240 mL de oxígeno
puro/min y tiene una frecuencia respiratoria de 12 veces minutos. Si
el aire inhalado contiene 20% de oxígeno en volumen y el aire
exhalado 16%, ¿Cuál es el volumen de aire por respiración?
(Suponga que el volumen de aire inhalado es igual al aire exhalado).
Calcule el volumen total (en litros) del aire que respira por día un
adulto. b) En una ciudad con tráfico, el aire contiene 2.1x105 L de
monóxido de carbono (un gas venenoso) por litro. Calcule la
ingestión diaria promedio (en litros) de monóxido de carbono de una
persona.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
93
7. El diámetro de un átomo de cobre (Cu) es aproximadamente 1.3 x
10-12 m. ¿Cuántas veces se puede dividir una pieza de 10 cm. de
alambre de cobre hasta que se reduzca a dos átomos de cobre?
(Suponga que existen herramientas apropiadas para este
procedimiento y que los átomos de cobre están en contacto entre sí
formando una hilera en línea recta. Redondee la respuesta a un
entero.)
8. Un galón de gasolina en un motor de automóvil produce en
promedio 9.5 Kg. de dióxido de carbono, que es un gas de
invernadero, es decir, promueve el calentamiento de la atmósfera
terrestre. Calcule la producción anual de este gas, en kilogramos,
si existen 40 millones de automóviles en Estados Unidos, y cada
uno cubre una distancia de 5 000 mi con una velocidad de consumo
de 20 millas por galón.
9. El cloro se utiliza para desinfectar albercas. La concentración
aceptada para este fin es de 1 ppm. de cloro o 1 g de cloro por
millón de gramos de agua. Calcule el volumen (en mL.) de una
solución de cloro que deberá añadir la propietaria de una alberca si
la solución tiene 6.0% de cloro en masa y la alberca tiene 2.0 x 104
galones de agua (1 galón = 3.79 L; la densidad de los líquidos = 1.0
g/mL.)
10. Para conservar el agua, los químicos aplican una delgada película
de cierto material inerte sobre la superficie del agua para disminuir
su velocidad de evaporación. Esta técnica fue introducida hace tres
siglos por Benjamín Franklin, quien encontró que 0.10 mL de aceite
podría extenderse cubriendo una superficie de 40 m2 de agua.
Suponiendo que el aceite forma una monocapa, es decir, una capa
cuyo grosor es de una molécula, determina la longitud en
nanómetros de cuya molécula de aceite. (1 nm = 1 x 10-9 m.)
11. La fluoración es el proceso de agregar compuestos de flúor al agua
potable para ayudar a combatir la caries dental. Una concentración
de 1 ppm de flúor es suficiente para este fin (1 ppm significa una
parte por millón, o 1 g de flúor por un millón de gramos de agua.) El
compuesto normalmente seleccionado para este fin es el fluoruro de
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
94
sodio, que también se le añade a algunos dentífricos. Calcule la
cantidad de fluoruro de sodio, en kilogramos, que se necesita
anualmente para una ciudad de 50 000 personas si el consumo
diario de agua por persona es de 150 galones. ¿Qué porcentaje de
fluoruro de sodio se “desperdicia” si cada persona sólo utiliza 6.0 L
de agua por día para beber y cocinar? (El fluoruro de sodio contiene
45.0% de flúor en masa, 1 galón = 3.79 L; 1 año = 365 días; 1 ton =
2 000 lb; 1 lb = 453.6 g; densidad del agua = 1.0 g/mL.)
12. Una compañía de gas de Massachussets cobra 1,30 dólares por
15.0 pies3 de gas natural, a) Convierta esta relación a dólares por
litro de gas, b) Al hervir un litro de agua se consumen 0.304 pies3 de
gas empezando a la temperatura ambiente (25 ºC). ¿Cuánto
costaría calentar un recipiente con 2.1 L de agua?
13. Las feromonas son compuestos secretados por las hembras de
muchas especies de insectos para atraer a los machos.
Típicamente, 8100.1 −× g de una feromona es suficiente para llegar a
todos los insectos macho blanco dentro de un radio de 0.50 mi.
Calcule la densidad de la feromona (en g/L) en un especio cilíndrico
de aire con un radio de 0.50 mL y de altura de 40 ft.
14. Los dinosaurios dominaron la vida terrestre durante millones de
años y después desaparecieron repentinamente. En la etapa de
recolección de datos, los paleontólogos estudiaron los fósiles y los
esqueletos que encontraron en las rocas en varias capas de la
corteza terrestre. Sus descubrimientos les permitieron elaborar un
mapa con las diferentes especies que existieron en la Tierra durante
períodos geológicos específicos. También mostraron que no se
encontraron esqueletos de dinosaurios en rocas que se formaron
inmediatamente después del período Cretácico, que data de hace
65 millones de años. Por esta razón, supusieron que los dinosaurios
se extinguieron hace 65 millones de años.
Entre las muchas hipótesis que explican su desaparición está la que
habla de la interrupción de la cadena alimenticia y el cambio drástico
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
95
del clima, como consecuencia de las violentas erupciones
volcánicas. Sin embargo, no había evidencias convincentes para
ninguna hipótesis, hasta 1977. Fue entonces cuando un grupo de
paleontólogos que estaba trabajando en Italia encontró algunas
piezas del rompecabezas en un lugar cercano a Gubbio. Los análisis
químicos de una capa de arcilla que se depositó sobre sedimentos
formados durante el período Cretácico (y, por tanto es una capa que
registra los acontecimientos que ocurrieron después del período
Cretácico) mostraron un contenido muy alto del elemento Iridio. El
Iridio es un elemento muy raro en la corteza terrestre, pero es
abundante en los asteroides.
Esta investigación condujo a la hipótesis de que la extinción de los
dinosaurios ocurrió como se refiere a continuación. Para explicar la
cantidad de Iridio que se encontró, los científicos sugirieron que un
enorme asteroide de varias millas de diámetro chocó contra la
Tierra, momento de la desaparición de los dinosaurios. El impacto
del asteroide sobre la superficie de la Tierra, debe haber sido tan
fuerte que, literalmente, causó la evaporación de una gran cantidad
de rocas, sólidos y otros objetos que se encontraban en los
alrededores. El polvo y los escombros que se formaron flotaron e el
aire e impidieron el paso de la luz solar durante meses o años. Sin la
luz solar suficiente, la mayoría de las plantas no pudo crecer y
terminó por morir. Como consecuencia, perecieron muchos animales
herbívoros y, finalmente, los animales carnívoros empezaron a
pasar hambre. La limitación en las fuentes de alimentación afectó de
manera más severa y rápidamente a los animales grandes que a los
pequeños, por su necesidad de mayor cantidad de alimentos. Por
consiguiente, los grandes dinosaurios desaparecieron por la falta de
alimento.
a) ¿Cómo se ilustra el método científico con el estudio de la
extinción de los dinosaurios?
b) Sugiera dos formas que permitan demostrar esta hipótesis.
Universidad Nacional de Piura Química
Ingº. A. Fernández Reyes Ingº. Karina L. Lozada Castillo
96
c) En la opinión del lector, ¿se justifica hacer referencia a la
explicación del asteroide como una teoría para la extinción de
los dinosaurios?
d) La evidencia disponible sugiere que aproximadamente 20% de la
masa del asteroide se hizo polvo y se dispersó de manera
uniforme en la Tierra para después depositarse en la atmósfera.
Este polvo constituye alrededor de 0.02 g/cm2 de la superficie de
la Tierra. El asteroide probablemente tenía una densidad de unos
2 g/cm3. Calcula la masa (en kilogramos y toneladas) y el radio
(en metros) del asteroide, suponiendo que tuviera forma esférica.
(Área de la Tierra = 5.1 x 1014 m2; 1 lb = 453.6 g.)