Examen parcial de Química I1. A) En una vasija de 8 L se introducen 2 L de N2, 5 L de CO2 y 3 L de H2. Antes de

mezclarse cada gas ejercía una presión de 101.32 KPa. Si la temperatura es constante, calcular:a) La presión parcial de cada gas.b) El peso molecular medio de la mezcla.c) El porcentaje en peso de cada gas.

a) Calculo de la presión parcial de cada gas.XN2 = VN2/VT = 0,2XCO2 = VCO2/VT = 0,5XH2 = VH2/VT =0,3

PN2 = XN2.PT = (0,2) (101.32KPa) = 20,264KPaPCO2 = XCO2.PT = (0,5) (101.32KPa) = 50,66KPaPH2 = XH2.PT = (0,3) (101.32KPa) = 30,396KPa

b) Calcular el peso molecular medio de la mezcla.MMEZCLA = XN2.MN2 + XCO2.MCO2 + XH2.MH2 MMEZCLA = (0,2) (28) + (0,5) (44) + (2) (0,3) = 28,2

c) Calcular el porcentaje en peso de cada gas.PV=nRT

mN2/mT = a/(a + b + c) = 1134,784/12462,36 -> %mN2 = 9,1%

mCO2/mT = b/(a + b + c) = 11145,2/12462,36 -> %mCO2 = 89,4%

mH2/mT = c/(a + b + c) = 182,376/12462,36 -> %mH2 = 1,5%

2L N2

5L CO2

3L H2

VT = 8L

PTN2=101.32KPa

PTCO2=101.32KPa

PTH2=101.32KPa

Xi=Pi/PT

CTEPN2VN2MN2/mN2= PCO2VCO2MCO2/mCO2= PH2VH2MH2/mH2 =(a + b + c)/mT

a b c

1. B) Se realiza un análisis cuantitativo de C10H20N2S4 (tetraetilo tiuram disulfuro) en una muestra de Antabus, que es una droga para el tratamiento contra el alcoholismo. Consiste en la oxidación del azufre de SO2, y burbujeándolo en H2O2 para producir H2SO4. Luego el ácido sulfúrico reacciona con NaOH según la reacción:

H2SO4(ac) + 2NaOH(ac) Na2SO4(ac) + 2H2O

a) Derive una ecuación que relaciona los moles de C10H20N2S4 con los moles de NaOH.b) ¿Cuál es el porcentaje en masa de C10H20N2S4 en 0,4613g de muestra de Antabus si

la porción de H2SO4 producido reacciona con 34,85mL de 0,025M de NaOH?

Transcribiendo las reacciones

H2SO4(ac) + 2NaOH(ac) Na2SO4(ac) + 2H2O

SO2 + H2O2 H2SO4

C10H20N2S4 + … 2SO2 + …

1 mol NaOH = x

2 mol C10H20N2S4 = y

4x =y

Porcentaje en masa

mol NaOH ---- 1 mol C10H20N2S4

2. A) Las habichuelas rojas secas contienen 62% de carbohidratos, 22% de proteínas y 1,5% de grasa. Estimar el valor energético de estas leguminosas. Las actividades muy ligeras, como leer o ver televisión, gasta cerca de 7KJ/minuto. ¿Cuántos minutos de tal actividad pueden mantenerse con la energía que proporciona una porción de sopa de fideos con pollo que contiene 13g de proteínas, 15g de carbohidratos y 5g de grasas?

LA SOPAProteínas 13g 13g.17KJ/g = 221KJCarbohidratos 15g 15g.17KJ/g = 255KJGrasa 5g 5g.38KJ/g = 190KJ

La energía total que proporciona la sopa es 666KJLos minutos que pueden mantener con esta energía esTiempo= 666KJ/7KJ tiempo = 95,1428 minutos

(2 mol NaOH ----------- 1 mol H2SO4).2

(1 mol H2SO4 ----------- 1 mol SO2).2

2 mol SO2 -------------- 1 mol C10H20N2S4

4 mol NaOH ------------- 1 mol C10H20N2S4

160 296 0,03485 x

x = 0,0644

Masa total = 0,4613

(0,0644/0,4613).100% = 13,97%

LA HABICHHUELAAsumiendo 100g de masa

Proteínas 22% 22g.17KJ/g = 1050KJCarbohidratos 62% 62g.17KJ/g = 374 KJGrasa 1.5% 1,5g.38KJ/g = 57KJ

El valor total energético de la habichuela es 1481KJ

B) A partir de los datos de la figura, responde a las siguientes cuestiones:a) ¿Cuál es el porcentaje en masa en el recipiente A antes de extraer 250 cm3?b) ¿Cuál será al final la molaridad de la disolución contenida en C?

a) M = (10.%masa.dsol(g/cm3))/MSTO

2 = (10.%masa.1,19)/36.5 %masa = 6.1344b) Se sabe:

250(2) + 500(0,1) = M3.750M3 = 0,733

3. A)Balancear y completar las reacciones en medio acido, su forma iónica y molecular, por el método de ion electrón:

a) ácido sulfhídrico con dicromato de potasio en medio acido clorhídrico para dar azufre y Cr+3

K2Cr2O7 + H2S + HCl Cr+3 + S

[14H+ + Cr2O72- + 6e- 2Cr3+ + 7H2O].1

[S2- - 2e- S].3

14H+ + Cr2O72- + 3H2S 2Cr3+ + 7H2O + 3S

8HCl + K2Cr2O7 + 3H2S 3S + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O

Recipiente A Recipiente C Recipiente B1litro de HCl 2M 1 litro de HCl 0,1Md=1,19 g/cm3

250 cm3 500 cm3

M1V1=M2V2

b) CaC2O4 + KMnO4 + H2SO4 CaSO4 + MnSO4 + K2SO4 + CO2 + H2O

[ C2O42- + 2e- 2CO2].5

[8H+ + MnO4- + 5e- Mn2+ + 4H2O].2

16H+ + 2MnO4- + 5C2O4

2- 2Mn2+ + 8H2O + 2CO2

5CaC2O4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5CaSO4 + 8H2O + K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2

B) Balancear y completar las reacciones en medio básico, su forma iónica y molecular,

por el método del ion electrón:

a) Permanganato de potasio y sulfito de sodio.

KMnO4 + Na2SO3 + H2O MnO2 + Na2SO4 + KOH

[MnO4- + 3H2O + 5e- MnO + 6OH-]

[SO32- + 2OH- + 1e- SO4

2- + H2O].5

MnO4- + 3H2O + 5SO3

2- + 10OH- MnO + 6OH- + 5SO42- + 5H2O

20 KMnO4 + 20Na2SO3 + H2O 20MnO2 + 20Na2SO4 + 20KOH

b) MnO4- + I- MnO4

2- + IO3-

[MnO4- + 1e- MnO4

2-].6

[I- + 6OH- + 6e- IO3- + 3H2O].1

6MnO4- + I- + 6OH- 6MnO4

2- + IO3- + 3H2O

6KMnO4 + KI + 6OH 6KMnO4 + KIO3 + 3H2O

4. Dada la siguiente reacción:

K2Cr2O7 + HCl(ac) KCl(ac) + CrCl3(ac) + Cl2(g) + H2O(l)

a) Ajustar la mencionada reacción mediante el método del ion – electrón.b) ¿Qué volumen de disolución de HCl del 40% de riqueza en peso y densidad 1,20 g/mL, se requiere para preparar 100 mL de una disolución de 2M?c) Si se utiliza la disolución preparada en el apartado anterior, ¿podrían reaccionar completamente 5,0 g de K2Cr2O7?.¿Quién es el reactivo limitante?d) Si a partir de la reacción anterior se quieren obtener 1,2L de Cl2 recogidos sobre agua a 25°C y 1 atm. ¿Qué cantidad de K2Cr2O7 haria falta, suponiendo un rendimiento de la reacción del 80%?

K2Cr2O7 + HCl(ac) KCl(ac) + CrCl3(ac) + Cl2(g) + H2O(l)

[Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O].1

[2Cl- Cl2 + 2e-].3

Cr2O72- + 14H+ + 6Cl- 2Cr3+ + 7H2O + Cl2

La reacción queda balanceada de esta forma:

K2Cr2O7 + 14HCl(ac) 2KCl(ac) + 2CrCl3(ac) +3 Cl2(g) + 7H2O(l)

B) MoVo= MfVf

([10(40)(1,2)]/36.5).Vo = 2(0,1)

Vo = 0,0152 L

Vo = 15,2 mL

C) K2Cr2O7 + 14HCl(ac) 2KCl(ac) + 2CrCl3(ac) +3 Cl2(g) + 7H2O(l)

5/294 = 0,017 0,2/14 = 0,014

HCl es el reactivo limitante

D) K2Cr2O7 + 14HCl(ac) 2KCl(ac) + 2CrCl3(ac) +3 Cl2(g) + 7H2O(l)

m K2Cr2O7 ¿?

Rendimiento de la reacción es 80%

1,2(1) = n(0,082)(298)

n = 0,0491 ---- 100%

n = 0,03918 --- 80%

14mol HCl 3mol Cl2

X 0,03928

X = 0,1833 mol HCl

1mol K2Cr2O7 14 mol HCl

X 0,1833 mol HCl

0,013093 mol K2Cr2O7 = (m K2Cr2O7)/294

m K2Cr2O7 = 3,849g

5. Completar las siguientes reacciones

A) Precipitación

a) 2Na2S(ac)+ 2Cl2 4NaCl + S2

b) BaCl(ac) + SO42- BaSO4 + Cl-

B) Desplazamiento

a) Cl2 + NaBr(ac) 4NaCl + Br2

b) Fe(s) + CuSO4 FeSO4(ac) + Cu(s)

294g 14mol5g 0,2mol

R. Exceso R. Limitante