Equilibrio Químico y Reacciones: Conceptos Fundamentales y Ejercicios
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Equilibrio Químico y Reacciones
Ejercicios de Equilibrio Químico
Ejercicio 1
800ºC A) Kp=Kc(RT)n=1,39x105 B)
| 15 | 15 | ||
| 15-x | 15-x | x | 3x |
KP=x·(3x)3/(15-x)2 X=13
[AB2)=15 moles KC=(15)/(3·2) A) desplaza derecha.
| 3m | 2m | 15m |
| 3-x | (2+1)-x | (15+x) |
2,5=(15+x)/(3-x)2 X=0,51 B) Co inic: 3M,2M,15M Co equi:(3+x)·2M;(2+x)·2M;(15-x)·2M Kc=2,5; 2,5=2(15-x)/[(3+x)·(2+x) X=0,89 C) Co inic: 3M,2M,15M Co equi: (3-x)·2M;(2-x)·2M;(15+x)·2M Kc=2,5; X=0,66 xq la otra seria mas moles de los formados. B->C+A A) AHr=-350+295=-55 Kj/mol B) AS=(25j/k·m+50j/k·mol)-(20j/mol·k+2(10j/k·mol)=-10 kj/mol; -10j/k·mol=-10·10-3kj/k·mol ; AG=AH-TAS=(-55kj/mol)-(298k·(-10·10-3kj/k·mol)=-52,02 kj/mol C) espontaneo xq AG<0 la reacción no requieres aporte energetico ara >0
Ejercicio 2: Ácido Sulfúrico
ACI SULFURICO 24%: A) 1,17gd/ml · 1000ml/1l · 24gp/100gD · 1mol/98gp=2,87M; M=moles/LD -> 2,87M=moles/10·10-3 moles=0,0287 moles H2SO4; M=moles/Ld=0,0287moles/0,1L=0,287M; H2SO4+2H2O->SO42- +2H3O+; [H3O+)=2(H2SO4) ->[H3SO4)=2·0,287=0,573M; Ph diluido=-log[0,573)=0,24 PH disolucion en 10ml->H3O+=2·2,87=5,78M. PH=-log (5,74)=-0,76 es negativo xq es un acido superprotonado y x lo tanto muy fuerte.
B) 10ml KOH ·(1,05 gdis/1ml dis).(15gKOH/100gdis)·(1molKOH/56gHOH)·(1molH2SO4/2moles KOH)·(1000ml H2SO4/0,287 moles H2SO4)=49ml=0,049ml
Ejercicio 3: Neutralización de HCN
NEUTRALIZA 400ML HCN A) M=moles/LD-> 0,1MHCN=moles/o,4LHCN->moles=0,1M·0,4L=0,04moles HCN;
HCN | +H2O | <->CN--> | -H3O+ |
| Co | |||
| Co(1-&) | Co& | Co& |
Ka=4,6·10-10=(Co&)2/Co (1-&)=Co&2=0,1·&2; (1-&)=1; 4,6·10-10=0,1&2; &=6,78·10-5;
[H3O+)=Cos&=0,1M·6,78·10-6M; PH=-log H3O+=-log6,78·10-6=5,17
B) M=moles/Ld ->0,1M·0,4L(HCN)=0,04molesHCN;
nHCM=nKOH->0,04 moles HCN·(1mol KOH/1 mol HCN)=0,04 moles KOH C) KOH=0,02 moles
| HCN | +KOH | <p>H2O-> | CN- | +H3O+ |
| 0,04 | 0,02 | 0 | ||
| -0,02 | -0,02 | 0,02 | ||
| 0,02 | 0 | 0,02 | ||
| -X | X | X | ||
| 0,02-X/V | 0,02+X/V | X/V |
ka=4,6·10-10=(0,02+x/o,4)·(x/0,4)/(0,02-x/0,4)=(0,05+x)/(0,005-x) tomando 0,5 M 4,6·10-10=x2/0,05-x; x=4,79·10-6 pH=-log(H3O+)=5,32 D)(calc)
Ejercicio 4: Cisterna
CISTERNA A)nhcl=nNh3->Ma·Va=6M·1000l=6000moles; 0,91 g/ml ·1000ml/1l · 25gp/100g ·1mol/17g=13,4M; na=nb->mb=vb vb= 6000mole nh3/13,4M=447,76 l
| nh4 + | h2o-> | nh3 + | h3o+ |
| co | |||
| co& | |||
| co(1-&) | co& | co& |
co= 6000moles/1447,76 =4,14M;Ka=co·&2/1-&->1,6·10-6=4,14&2 &=3,89·10-5 (1-&)=1; (H3O)+=co·&=4,14·(3,89·10-5)=1,61·10-4M ph=-log 1,61·10-4=3,79; ph=2,59; Ka=10-14/1,6·10-6=6,25·10-2.
B) nb=6013,42 moles NH3 70g NH4Cl · 1mol NH4CL/56,5g NH4Cl=1,24 mole NH4Cl; (Kb=1,6·10-6)·(6013,42-x/2)=(x/2)((1,24+x)/2)->-0,30=0,5
Ejercicio 5: Ácido Monoprótico
MONOPROTICO: A) 10g/l AH · (1mol AH/50gAH)= 0,2 moles/l AH=0,2MA
| AH + | H2O <->-> | A- + | H3O+ |
| co=0,2 | |||
| co(1-&) | co& | co& |
Ka=cos&2/(1-&)=>1,66·10-2=0,2&2 ->&=0,29;
(H3O+)=0,2M·o,29=0,058M PH=-log(0,058)= 1,24 B)
AH
+H2O <->->
H3O+ + A-equilibrio nuevo c-x cte x+0,548 x
Ka=(H3O+)(A-)/(AH)= x2+0,548x/0,2-x=1,66·10-2-> x2+0,5646x-3,32·10-3=0-> x=0,143; H3O+=x+0,548=0,143+0,548=0,7M; PH=-log o,7=0,16
El Aluminio
El aluminio (Al), metal no ferromagnético, es un elemento químico de número atómico 13 y masa atómica 26,98u situado en el grupo XIII de la tabla periódica de los elementos. Su densidad es de 2700 kg/m3. La configuración electrónica del aluminio es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. Muestra una valencia de +3 en todos sus compuestos, exceptuadas unas cuantas especies monovalentes y divalentes gaseosas a altas temperaturas. Fue descubierto en su forma impura en 1825 por el danés H.C. Oersted mientras realizaba un preparado químico, aunque posteriormente gracias a las aportaciones de otros químicos como Wöhler, Hall o Héroult se descubrió en su estado puro, el cual propició su utilización masiva. Entre sus principales compuestos se encuentran el hidróxido de aluminio [Al(OH)3],
forma más estable del aluminio en condiciones normales y el óxido de aluminio (Al2O3), diferenciado por la pérdida de agua; los cuales son componentes principales del mineral bauxita. También forma sales con otros compuestos como el Cloruro de aluminio (AlCl3), Yoduro de aluminio (AlI3) o Sulfato de aluminio Al2(SO4)3.
Es un material muy maleable. Esto lo hace adecuado para la fabricación de cables eléctricos y láminas delgadas, pero al ser un material blando no es adecuado para utilizarlo como elemento estructural por lo que este se alea con otros metales para poder realizar trabajos de fundición y forja. Su aplicación en la construcción y en la industria alimentaria es muy importante; así como en las aplicaciones eléctricas, utensilios del hogar y sector químico. El aluminio perjudica bastante al medio ambiente en los problemas de acidificación (alta concentración de ácido que perjudica a los seres vivos y su hábitat), así como intoxicaciones por inhalación de este.
La Capa de Ozono
La capa de ozono es la zona de la estratosfera (capa superior de la troposfera) terrestre que contiene una concentración relativamente alta de ozono y absorbe gran cantidad de la radiación ultravioleta de alta frecuencia. Los clorofluorocarburos (CFCs) son derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor o cloro principalmente. Estos compuestos gaseosos, usados como agentes extintores y con fin industrial (aerosoles y refrigerantes), alcanzan con los años la estratosfera donde son disociados por la radiación ultravioleta, liberando el cloro de su composición y dando comienzo al proceso de destrucción de la capa del ozono. Algunos de los más importantes son el CFC-12 (refrigerante automovilístico), CCl4 (líquido refrigerante, aerosol, plaguicida y limpiador), metilcloroformo (disolvente industrial)... La mayor parte de los sustitutos de estos compuestos, hidrofluorocarbonos (HFC), tienen una vida más corta en la atmósfera por poseer átomos de hidrógeno enlazados al carbono. Además disminuyen el efecto de los CFCs en un 90%. La preocupación por la protección de la capa de ozono llevó al punto de establecer acuerdos internacionales para prohibir la producción de CFCs en el mundo comenzando con la creación del Protocolo de Montreal en 1987. Como resultado todos los compuestos que afecten a la capa de ozono se deben prohibir en las naciones.
Propiedades Periódicas
Grupos y Periodos
1.1- H,Li,Na,K,Rb,Cs,Fr
2.2-Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra
13.2-B,Al,Ga,ln,Tl
14.2 C,Si,Ge,Sn,Pb
15.2 N,P,As,Sb,Bi
16.2 O,S,Se,Te,Po
17.2 F,Cl,Br,I,At
18.1 He, Ne,Ar, Kr,Xe,Rn
Masa Atómica
C=12,H=1, o=16
Apantallamiento
Se produce por la repulsión entre los electrones del átomo.
Carga Nuclear Efectiva
Atracción de los protones a la capa externa electrones Z=z(n atómico)-apantall.
Radio Atómico
Distancia de un elemento como la mitad de la distancia internuclear mínima, que presenta una molécula diatómica de ese elemento en estado sólido.
Radio Iónico
Catión-> al perder electrón habrá un menor apantallamiento para un mismo número atómico, por lo que la carga nuclear efectiva será mayor. Esta mayor atracción hará el radio más pequeño.
Anión-> Contrario.
Energía de Ionización
Energía mínima necesaria para que un átomo neutro y en su estado electrónico fundamental ceda un electrón y dé lugar a un electrón a un ion monopositivo en estado gaseoso fundamental. En un periodo, a mayor atracción, más energía para soltarlo. En un grupo, a menor atracción, menos energía.
Afinidad Electrónica
Variación de energía que se produce cuando un átomo neutro en estado gaseoso y en su estado gaseoso fundamental adquiere un electrón y se transforma en un ion mononegativo.