DOCENTE: CESAR MASGO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
CURSO QUÍMICA DOCENTE CESAR MASGO ALUMNA GUADALUPE VALERIA ALVARADO HUAREZ ESPECIALIDAD S1 CICLO I
2016-2
QUÍMICA
Página 1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
PREGUNTAS DEL EXAMEN FINAL
1.A) Una disolución contiene 0,376 gramos de fenol (C6H5OH) por cada 100ml.Sabiendo que el fenol se puede comportar como acido débil monoprotico y que su vaor de Ka es 1,0x10-10 calcule: a) Las concentraciones finales de fenol y fenolato presentes en la disolución,asi como e Ph y el porcentaje de ionización de fenol . b) El volumen de disoucion de hidróxido de sodio 0,2M que se necesitaría para valorar (neutralizar) 25 ml de disolución de fenol .
SOLUCIÓN: [C6H5OH]O= 4 x 10-5
HIDROLIZACION DEL FENOL: Inicio: Reacción: Final: Ka =
C6H5OH + H2O 4x10-5 -x 4x10-5-x
x2 = 1x10-10 4x10-5-x
C6H5OH- + H30 +x +x
+x +x
x = 6,32x 10 -8
a) []f= final de fenol =4x10-5-6,32x10-8 = 3,99 x 10-5 []f=Final de fenolato = 6,32x 10-8 …..PH del fenol en el equilibrio
PH= -log (6,32x 10-8)=7,2 ……% ionización de fenol:
6,52x10 -8 x100% 4 x 10 -5 b) V x (0,2) = (25ml)(6,32 (25ml)( 6,32 x 10-8 M) V = 7,9 x 10 -6ml
QUÍMICA
Página 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
1.B) Se preparan dos disoluciones, una con 1,61g de ácido metanoico (HCOOH) en agua hasta un volumen de 100 cm 3 otra de HCl, de igual volumen y concentración. Calcule: A) El grado de disociación del ácido metanoico. B) El pH de las dos disoluciones. C) El volumen de hidróxido potásico 0,15 M necesario para alcanzar el punto de equivalencia, en una neutralización acido-base, de la disolución del ácido metanoico. D) Los gramos de NaOH que añadida sobre la disolución de HCl proporcionen un pH de 1. Considerar que no existe variación de volumen. Datos Ka=1,8×10 -4. SOLUCIÓN: Primera disolución HCOOH
+
Inicio:
3,5×10 -4 M
Rxn:
-x
Eq:
3,5×10 -4 M-x
H2O
-------------
COOH--+x +x
+ H3O+ --+x +x
^2/3,5×10− x =2,5×10−
Ka = 1,8×10 -4 =
a) Grado de disociación del acido metanoico.
2,5×10−⁄3,5×10− =0,71
b) pH de las 2 soluciones Disolución 1 Disolución 2
+ =3,6 [ ] log log[ log[]+ =3,3 pH =
pH =
c) Volumen de KOH para alcanzar el punto de equivalencia. 2,5×10-4×100 = 0,15×Vx Vx = 0,16 ml d)
n × ɵ = M×V n × 1 = 10 -1 × 100 n(NaOH) = 10
QUÍMICA
m(NaOH) = 400 gr. Página 3
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
2.A) Una disolución contiene Ag +1, Pb+2 y Hg+2, todos ellos en concentración 1x10 -2 M a esta disolución se va añadiendo, lentamente otra de HCl a) ¿Cuál será el orden de precipitaci precipitación ón de los iones? b) En qué condiciones podrán ser separados cuantitativamente. Datos p(Kps)AgCl =9,7; p(Kps)HgCl 2=17,9; p(Kps)PbCl 2=4,8 Solución:
[Ag1]=1x10 M ; [Ag1]=1x10 M ; [Ag1]=1x10 M -2
-2
-2
Para Ag [ Ag+1] AgCl(s )→ Ag+(ac) +Cl-(ac) Kps = 1,91 x 10 -10 Kps= [ Kps= [ Ag Ag+] [Cl [Cl-] [Cl-]= ]=2x10 2x10-10 /1x10-2=2x10-8 Para [Pb [Pb+2] PbCl2 → Pb+2 + 2 Cl- Kps = 1,258x 10-18 Kps =[Pb =[Pb+2] [Cl [Cl-]2 [Cl-]=
1,258x 1018/1x102 = 1,1216x10 1,258x
Para [ Hg+2] HgCl2 → Hg+2 + ClKps =[Hg =[Hg+2 ] [Cl [Cl- ]2
Kps = 1,5848x10 -5 [ Cl-]=
-8
1,58481018/1102 = 0,397x10 1,58481018/1102
-1
El que precipita primero es el Pb+2 luego Ag +1 y finalmente Hg +2
QUÍMICA
Página 4
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
2.B) En el laboratorio de la FIA un estudiante encuentra dos matraces , uno conteniendo 15ml de HCL cuya concentración es 0.05M y el otro 15ml de acido etanoico ( acético) de concentración 0.05M. a) Calcule el PH de cada una de ellas. HCL
H++CL-
V=15ml
M =0.05
CH3COOH
PH=-log(0.05)=1.301 PH=-log(0 .05)=1.301
CH3COO- + H+
√9÷5000000.05
(H+)=
(H+)=9.48*10-3 PH=-log(9.48*10 -3)=2.02 b) ¿Qué cantidad de agua se deberá añadir a la mas acida para que el PH de las dos soluciones sea el mismo? NHCL=(0.05)*(15*10-3)=0.75*10 -3 9.48*10 -3=0.75*10 -3/X X=79ml
QUÍMICA
Página 5
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
3) A A una temperatura temperatura de 300°C, 300°C, la descomposición descomposición del CICO2CCL3 CICO2CCL3 en fase fase gaseosa para
formar 2COCL2(g) se puede estudia midiendo el cambio de presión total en función del tiempo en cierto recipiente a volumen constante. Determinar: a) b) c) d)
El orden de reacción. Realice las 2 gráficas necesarias La constante especifica de velocidad. La vida media La presión total del sistema al cabo de 15 minutos de reacción, teniendo en cuenta
ClCO2CCL3
2COCl2(g)
T(S)
0
179
516
1167
PTOTAL(torr)
15.76
19.08
23.09
28.08
Cambiamos torr a atm por 1atm= 1atm= 760 torr POR LEY DE GASES:
∝ ()
PV=nRT => P= ()RT => P ClCO2CCL3 INICIO:
<-->
2COCl2(g)
Po
-
Rxn:
x
2x
P AT
Po-X
2x
=> Ptotal = Po + x
Pa = Po - x = 2 Po - PT Pa= 2Po – Pt <= con esto hallamos Pa luego LnPa y finalmente 1/Pa.
T(S)
0
179
516
1167
PTOTAL(torr)
15.76
19.08
23.09
28.08
PTatm
0.0207
0.025
0.03
0.036
PA
0.0207
0.0164
0.0114
0.0054
LnPA
-3.878
-4.110
-4.474
-5.221
1/PA
48.409
60.976
87.719
185.185
QUÍMICA
Página 6
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
GRAFICANDO A ESCALA: 1/PA 185.185
200 150 100 60.976 48.409
87.719
50 0 0
500
1000
1500
Axis Title
a) La reacción es de primer orden. b) Ln(A) = Ln(A] 0 - kt Y
b
m
La pendiente de la recta es: x
m = y0 – y2/x0 – x2 =
−.+. −
m = K = -1,3043x10 -3M-1. s-1
c) La vida media es: t 1/2 =
= 531.432s
d) lnPa= lnPo – kt
T=15x60s
ln Pt = -3.877 – 1.3043x10 -3(900) lnPt= -5.0587 Pt=15min= 6.40375x10 -3
QUÍMICA
Página 7
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA 4) Se tiene el siguiente sistema en equilibrio heterogéneo, cuyas concentraciones son: P4(s)
+
0.5M
2N2O5(g)
P4O10(g) + 2N2(g)
0.2M
0.3M
∆H = +40.2 Joule
0.2M
Si en un reactor de un litro se adicionan 0.2 mol de 2N 2O5(g) y 0.2 mol de P 4O10(g) , al sistema en equilibrio a 25°C. a) Determinar las presiones parciales en el nuevo equilibrio b) Si el volumen del reactor se reduce a la mitad. mitad. ¿Cuáles serán las nuevas presiones parciales en el equilibrio? c) Determinar los factores que favorecen un mayor mayor rendimiento y cómo influye la adición del gas inerte a presión constante.
a) [ ] Inicial Se adiciona Nuevo equilibrio
P4(s) 0.5M -
Keq= (0.2)2(0.3) = 0.3 (0.2)2
+
2N2O5(g) 0.2M 0.2M 2X 0.4-2X
P4O10(g) + 2N2(g) 0.3M 0.2M 0.2M X 2X 0.5+X 0.2+2X
Q < Keq La reacción se desplaza a la derecha
Q = (0.5)(0.2)2 = 0.125 (0.4)2 En el nuevo equilibrio: 0.3 = (0.2+2X) 2(0.5+X) (0.4-2X) 2 X= 0.03 P N2O5(g) = 0.082x298x0.34= 8,30824 atm PP4O10(g)= 0.082x298x0.53= 12,95108 atm PN2(g)= 0,082x298x0.26=6,35336 atm
QUÍMICA
Página 8
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA b) Al reducir la mitad de su volumen aumenta el doble la concentración P N2O5(g) = 0.082x298x2(0.34)= 16,61648 atm PP4O10(g)= 0.082x298x2(0.53)= 25,90216 atm PN2(g)= 0,082x298x2(0.26)=12,70672 atm
c) Los factores que favoreces un mayor rendimiento son la temperatura temperatura y la concentración. La reacción se desplaza a la derecha al agregar el gas inerte a presión constante. 5) Cuando se titula el hidróxido de potasio con el ácido fórmico, determinar:
a) El PH resultante al adicionar 5 ml. De ácido fórmico 0.1M sobre 10ml. De hidróxido de potasio 0.1M b) El PH en el punto de equivalencia kb = − c) Selecciones el indicador adecuado
10
a) CH2O2 Inicio Reactivos Consumido Queda
+
5mlx0.1M 0.5mmol R.L 0.5mmol
0.1Mx10ml 1mmol R.E 0.5mmol 0.5mmol
------------
KOH
KOH
H2O
+
---------------------
H2O
-----------------------------
0.5mmol 0.5mmol
K+
+
OH-
MOLE S Inicio Disocia
0.5M/15 a
------------------------
0.5M/15 a
a
--------------------
final
(0.1M/3) -a
------------
(0.1M/3) -a
a
------------
(.−a)a .M/−a
+
KCHO2
+
H2O
= 10− PH= - log 10− = 105
b) en el punto de equivalencia se cumple que moles =10mlx0.1M V acido = 10ml QUÍMICA
acido =moles Base V ácido x0.1M
Página 9
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA * V total = 20ml CH2O2 5mlx0.1M Acido débil débil
+
KOH
KCHO2
+
H2O
10mlx0.1M Sal débil
10mlx0.1M Base fuerte
-------------------
Como la formación del ácido débil consta de una base fuete y un ácido débil, la parte de la sal que será afecta por el hidrolisis seria el anión KCHO2 K+ + CHO2Hidrolisis seria el anión Molaridad
CHO2-
Inicio Disocia Equilibrio
00.5 a 0.05 -a
.−
+
H2O
-------------
CH2O2
+
OH-
---------
-----
a a
a a
= = 10− a = 5x10− PH= - log 510− =9.3
El indicador necesario seria la Fenolftaleína.
QUÍMICA
Página 10
