Ejercicios Quimica

OPCIÓN A
PROBLEMA 1.- El cinc en polvo reacciona con ácido nítrico dando nitratos de cinc (II) y de
amonio.
a) Ajusta la reacción por el método del ión-electrón.
b) Calcula el volumen de ácido nítrico de riqueza del 40 % en peso y densidad 1,25 g/cm3
necesarios para la disolución de 10 g de cinc.
DATOS: Ar (Zn) = 65,4 u; Ar (N) = 14 u; Ar (H) = 1 u; Ar (O) = 16 u.
Solución:
M (HNO3) = 63 g ·mol−1.
a) La reacción molecular es: Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
Las semirreacciones de oxido-reducción son:
Zn − 2 e− → Zn2+
NO3− + 10 H+ + 8 e− → NH4+ + 3 H2O
Para eliminar los electrones intercambiados, se multiplica la semirreacción de oxidación por 4 y
se suman, obteniéndose la reacción iónica ajustada:
4 Zn − 8 e− → 4 Zn2+
NO3− + 10 H+ + 8 e− → NH4+ + 3 H2O
4 Zn + NO3− + 10 H+ → 4 Zn2+ +NH4+ + 3 H2O
y sustituyendo estos coeficientes en la ecuación molecular, teniendo presente que los 10 H+ corresponden
a 10 HNO3, se obtiene la reacción ajustada:
4 Zn + 10 HNO3 → 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3 H2O.
b) Como 4 moles de Zn reaccionan con 10 moles de HNO3, con 10 g de cinc reaccionarán:
1 mol Zn 10 moles HNO3
10 g Zn ⋅
⋅
= 0,38 moles de HNO3 , que han de estar contenidos en el volumen
65,4 gZn
4 moles Zn
de ácido nítrico que se utiliza.
La concentración molar de 1 L de la disolución que se utiliza es:
40 g HNO3
1 mol HNO3
g disolución 1000 mL disolución
1,25
⋅
⋅
⋅
= 7,94 M .
1 mL disolución
1 L disolución
100 g disolución 63 g HNO3
El volumen de esta disolución que contienen 0,38 moles de HNO3, se obtiene de la expresión de
n (moles )
n (moles )
0,38 moles
molaridad: M =
⇒V =
=
=0,0479 L = 47,9 mL.
V ( L)
M
7,94 moles ⋅ L−1
Resultado: b) V = 47,9 mL.
CUESTIÓN 1.- Indica razonadamente qué tipo de enlace o fuerza de atracción se rompe al:
a) Fundir bromuro de litio.
b) Disolver bromo molecular en tetracloruro de carbono.
c) Evaporar agua.
Solución:
a) El bromuro de sodio es un compuesto iónico que para fundirlo hay que vencer la energía
reticular que mantiene a los iones en lared cristalina.
b) El bromo es un líquido en el que sus moléculas se unen por débiles fuerzas de Van der Waals
de dispersión, que son las que hay que vencer para disolverlo en tetracloruro de carbono.
c) Las moléculas de agua se unen entre sí por puentes o enlaces de hidrógeno, de mayor energía
que las fuerzas de interacción de Van der Vaals, y son las que hay que vencer para evaporar agua.PROBLEMA 3.- Una muestra de 0,1 moles de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que, una
vez cerrado, se calienta a 1500 ºC estableciéndose el siguiente equilibrio:
1
5
Br2 (g) +
F2 (g). Cuando se alcanza el equilibrio la presión total es de 2,46 atm.
BrF5 (g) ⇆
2
2
Calcula:
a) El grado de disociación del BrF5.
b) El valor de la constante de equilibrio Kc.
Solución:
a) Llamando “x” a los moles depentafluoruro de bromo que se descompone, los moles iniciales
y en el equilibrio para la descomposición son:
1
5
BrF5 (g) ⇆
Br2 (g) +
F2 (g)
2
2
Moles iniciales:
0,1
0
0
Moles en el equilibrio:
0,1 − x
0,5 · x
2,5 · x
Los moles totales en el equilibrio son: n = 0,1 − x + 0,5 · x + 2,5 · x = 0,1 + 2 · x, que llevados a
la ecuación de estado de los gases ideales, permite obtener el valor de “x”:2,46 atm ⋅10 L
P ⋅V
P ⋅V = n ⋅ R ⋅ T ⇒ n =
⇒ 0,1 + 2 ⋅ x =
= 0,169 moles ⇒
R ⋅T
0,082 atm ⋅ L ⋅ mol −1 ⋅ K −1 ⋅1773 K

(0,169 − 0,1) moles
= 0,0345 moles.
2
Los moles de cada especie en el equilibrio son: BrF5 = 0,0655 moles; Br2 = 0,0173 moles; F2 =
0,0863 moles.
El grado de disociación, expresado en tanto por ciento, es el cociente entre el BrF5 disociado y el
0,0345
⋅100 = 34,5 %.
inicialmultiplicado por 100: α =
0,1
b) Las concentraciones en el equilibrio de las tres especies son:
0,0655 moles
0,0173 moles
[BrF5] =
= 6,55 ⋅10 −3 M ;
[Br2] =
= 1,73 ⋅10 −3 M ;
10 L
10 L

⇒

x=

0,0863 moles
= 8,63 ⋅10 −3 M .
10 L
que sustituidas en la expresión de la constante de equilibrio Kc sale de valor:
[F2] =

[Br2 ] 2 ⋅ [F2 ] 2
Kc =
[BrF5 ]
1

5

=

1
−3 2
(1,73 ⋅10 )

5
−3 2
⋅ (8,63 ⋅10 )

6,55...