Chemistry">
Grupo 6
Grupo 6
Grupo 6
PARTE
1. La descomposición del N O 2(g ) en fase gaseosa para formar NO y O2 se estudia a 385°C y
se obtienen los siguientes datos:
Tiempo (s) 0 5 10 15 20
N O2(g ) 0.1 0.017 0.009 0.0062 0.0047
Solución:
N O2(g ) NO(g ) + O2
-2
Ln(M(NO2))
-3
-4
-5
-6
Tiempo (s)
150
Axis Title
100
50
0
0 5 10 15 20 25
Axis Title
∆ Y 212.77−10
K= = =10.14 M −1 s−1
∆X 20−0
Con la ecuación de tiempo de vida media para una ecuación de segundo orden
1 1
t 1/ 2= t 1/ 2= =0.986 s
K [ NO 2 ] o −1 −1
10.14 M s x 0.1 M
Solución.
(0.4)(0.8)2
Del equilibrio inicial: Kc= 2
=6.4
(0.2)
Al adicionar 0.1M de NO2 y 0.1M de SO2
( 0.8 )2(0.5)
Se tiene el cociente de reacción de Qc= 2
=3.56
(0.3)
Donde Kc > Qc por lo que la reacción para mantener el equilibrio se desplaza a la derecha.
Para que la presión se mantenga constante dentro del recipiente, el volumen debe
aumentar, entonces la presión disminuye, para contrarrestar el sistema busca
producir mayor N° de moles de gases a la derecha.
Solución:
Reacciona: -X +X +X
1 1
Final: M− X M +X +X
30 30
1
(
+ X )( X )
−4 30
Donde la Kb=4.4 x 10 = X =4.4 x 10−4 =¿
1
( −X )
30
POH = -log ¿ = 3.36
Como POH + PH = 14
PH = 14-3.36 = 10.64
C H 3 N H +3 ¿¿ + H 2 O CH 3 N H 2 + H 3 O+¿ ¿
Rx: X X X
1
Final: M−X X X
20
Con la constante de hidrolisis:
−14
Kw 1 x 10 X.X
Kh= = =
Kb 4.4 x 10 −4
1 X= 1.06610−6
( −X )
20
pH = -log¿ = 5.97
Solucion:
−¿¿
Mg (OH )2(s ) Mg 2+¿+2 OH ¿
Kps = ¿ ¿
−¿¿
Cu (OH )2 (s ) Cu
2+¿+2 OH ¿
Kps = ¿ ¿
El Cu(OH )2 (s ) precipita primero.
Entonces en la reaccion.
−¿¿
Cu(OH )2 (s ) Cu2+¿+2 OH ¿
Kps= ¿
¿
La separacion de los cations es efectiva porque al inicio se tenia ¿ y al final
5.
a) Describa según la teoría ácido- base de Lewis la formación de iones Ag(NH 3)2+ y Hg4-2
b) Determine el pH de una solución de HCl 10-7 M a 25°C
c) Indique el orden creciente de fuerza básica para los conjugados de los ácidos H3PO4,
H3AsO4 y H3SbO4.
Solución:
+¿+2 NH 3 ¿
a) Ag ¿
10-7 0
x x
10-7+x x
¿
(x)(10-7+x) =10-14
x = [OH-] = 6.31*10
c) H 3 P O4 > H 3 As O 4 > H 3 Sb O 4
Solución:
RXN: 2X X ---
-0.8
-1.109
-1
-1.238
-1.2 f(x) = − 0.0118565502923438-1.386
x − 1.14242254322733
-1.4 R² = 0.943238539548915 -1.469
-1.6
Tiempo (min)
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0 5 10 15 20 25 30 35
Tiempo (min)
Se observa que la reaxion es de segundo orden ya que es esa grafica que tiene mayor tendencia a
la teorica por lo que se usaran las siguientes ecuaciones.
1 1 1
=Kt + ; t 1/ 2=
P SO(g)t P SO (g)o K P SO( g) o
Viraje (pH)
Solución.
HF + KOH → KF + H 2 O
Disocia: X X X
nHF =nKOH
0.01Mx20ml = 0.01MxVKOH
V KOH = 20ml
HF + KOH → KF + H 2 O
Se hidroliza el anión.
−¿ ¿
F+ H 2 O → HF +O H
Reacción: X X X
Eq.Final: 5 x 10−3−X X X
8. Los productos de solubilidad del AgCl y del Ag3PO4 son 1,6x10-10 y 1,8x10-18
respectivamente.
a) Sí se adicionan gotas de AgNO3(AC) a 10 litros de solución que contiene 1 mol de Cl —y 1 mol
de PO43- ¿Qué sal precipita primero?
b) ¿Cuál es la concentración del anión que precipita primero justo después de que la sal del
otro anión empieza a precipitar? ¿Este proceso de precipitación selectiva, es eficiente?
Solución:
Kps = ¿ ¿
A g3 PO 4 (s)
3−¿¿
+¿+ PO4 ¿
3 Ag
Kps = ¿ ¿ ¿
Comparando los resultados el que precipita primero es el AgCl
Kps = ¿ ¿
Al ser al inicio la concentracion del anion ¿ queda muy poco por eso la precipitacion selectiva es
eficiente.
Si se añaden 0.2 moles de CO2(g) y 0.2 moles de N2O(g) en reactor de 1L. determine:
Solucion:
( 0.3 )2(0.1)
Kc= =0.225
(0.2)2
El cociente de reacción en la adición:
( 0.3 )2(0.3)
Qc= =0.169
(0.4)2
Al ser Qc < Kc para mantener el equilibrio la reacción se desplaza a la derecha.
( 0.3+ 2 X )2(0.3+ X )
Kc= 2
=0.225
(0.4−2 X )
Donde el valor de X=0.011
Al ser la misma reacción sin cambiar la temperatura la Kc se mantiene y se compara con la nueva
Qc.
( )
2
0.3
(0.1/0.5)
0.5 y Kc=0.225
Qc= 2
=0.45
(0.2/ 0.5)
La reacción para mantener el equilibrio se desplaza a la izquierda.
( 0.6−2 X )2 (0.2−X )
En Kc= 2
=0.225
(0.4+2 X )
Donde X=0.032 M
Solución:
La Reacción es:
SO 2 Cl 2(g) → SO2( g) +Cl2(g)
Inicio 0.35 M 0 0
Rxn x x x
Final 0.25-x 0.x+x x
Tiempo (hrs) 0 2 4 6 8 10 12 14 16
[SO2Cl2] 0.25 0.213 0.182 0.155 0.133 0.133 0.097 0.082 0.07
Ln [SO2Cl2] -1.386 -1.546 -1.7 -1.86 -2.017 -2.18 -2.33 -2.501 -2.66
1/[SO2Cl2] 4 4.695 5.495 6.451 7.52 8.85 10.3 12.2 14.3
Tabulando:
-0.5
-1
-1.5
Ln [A]
-2
-2.5
-3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
t (hrs)
16
14
12
10
1/ [A]
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
t (hrs)
k = 0.0796 1/h
Vida media = t½ = 0.693/k
t½ = 8.7 hrs
c) [A]o = [ A]oe-kt = 0.05 [A]o = [A]oe-kt
0.05 = e-0.0796t
t = 37.64 hrs
2. Se tiene el siguiente sistema en equilibrio a una temperatura definida
(27°C)
P4 (s) +3 H 2 O(g ) ⇌ 2 PH 3(g ) + P3 O3(g)
+ Calor
0.4 M 0.1 M 0.2 M 0.1M
a) Se adiciona 0.1 M de H2O(g) y 0.1 M de P2O3(g). Determine las presiones
parciales en el nuevo equilibrio.
b) ¿Qué procesos disminuyen el rendimiento de la reacción?
Solución:
P4 (s) +3 H 2 O(g ) ⇌ 2 PH 3(g ) + P2 O3(g)
2
[ PH 3 ] [ P2 O3 ]
k c= 3
=4
[ H2 O]
Se altera al adicionar 0.1M de H2O y 0.1 M de P2O3(g)
El cociente de reacción:
( 0.2 )∗(0.2)2
Q= =1< k c
(0.2)3
f(x)
( 0.2+2 x )2∗(0.2+ x)❑
k c= 3
=4
( 0.2−3 x)
Tabulando:
x 0.01 0.02 0.015 0.018
f(x) 2.07 4.61 3.05 3.9
P H o =( 0.2−3∗0.018)∗0.082∗300=3.59 Atm
2
P PH =(0.2+2∗0.018)∗0.082∗300=5.8 Atm
3
Relación de moles
1 1 1 1
que reaccionan
MOLARIDAD (M) X 0.1 - -
VOLUMEN (L) 0.02 0.015
→ X=0.075 M
b) La sal, NaCH3COOH, procedente de la valoración de una base fuerte, NaOH, con un
ácido débil, CH3COOH, sufrirá hidrólisis básica, por tanto, el pH en el punto de
equivalencia será superior a 7,0.
−¿¿
−¿+ H2 O(l) ↔ C H 3 COOH (ac)+O H( ac) ¿
C H 3 CO O
El indicador usado debería de tener un intervalo de viraje que abarcara ese valor,
luego el indicador más adecuado sería el rojo de fenol. El indicador viraría de amarillo
(medio ácido) a rojo (medio básico). El indicador se situaría en la disolución a valorar,
CH3COOH (ac), que se sitúa en el matraz Erlenmeyer. El titulante, NaOH(ac), se
colocaría en la bureta.
C 12 H 22 O 11 + H 2 O →2 C6 H 12 O6
A 23°C y en HCl, se obtuvieron los siguientes datos de la desaparición de la sacarosa:
(a) ¿De qué orden, primero o segundo, es la reacción respecto a [C12H22O11]? (b) ¿Cuál
es el valor de la constante de velocidad?
SOLUCIÓN:
a) Evaluamos si es una reacción de primer o segundo respecto a la concentración de
C 12 H 22 O 11
Tabulamos los datos que necesitaremos:
Graficamos las gráficas, tanto si la reacción fuera de primer grado como si fuera de
segundo
- Gráfica de reacción de primer grado
+ ¿¿
HSal (aq) + H 2 O(l) Sal−¿¿ (aq) + H 3 O (aq)
Concentración inicial 0.036 - - -
C en las reacciones X - X X
concentración en el
0.036-X - X X
equilibrio
X2
. K a =¿ ¿ Ka=
0.036−X
De dato se da K a
2
X
1.1 10−3 = X = 5.8 10−3 M
0.036−X
5.810−3
α¿ ¿ ¿ = =0.16 16%
0.036
6. En un recipiente de 3L, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introducen 0.04
moles de SO3 (g) y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de Pt. Una vez
alcanzado el equilibrio, se encuentra que hay presentes 0.028 moles de SO 3 (g) como
consecuencia de la reacción que tiene lugar:
S O 3(g ) ↔ 2 S O2 +O2(g )
Calcular el Kc y Kp
SOLUCIÓN:
Iniciamos con el siguiente esquema:
Sustancias S O 3 (g ) ↔ 2 S O 2 +O 2(g )
Iniciales 0.04 0 0
Reaccionan -x 2x x
Moles
En el
0.04-x 2x x
equilibrio
En el ( 0.04−x ) 2x x
Molaridad equilibrio 3 3 3
x 0.012
[ O2 ]= 3 = 3
=0.004
2
[ O2 ] [ S O2 ] 0.004∗0.008
2
−5
Kc= = =2.74∗10
[ S O3 ] 0.028
3
Aponte Alarcon Russell Benuco
7. Se tiene una solución buffer formada por una mezcla de amoniaco NH 3 0,1 M y
NH4Cl 0,2 M . Kb NH3= 1,8 x 10 -5 . Determine:
a) El pH de la solución buffer
b) El pH resultante de adicionar 10 ml de HCl 1M
c) El pH resultante de adicionar 10 ml de NaOH 1 M
Solución:
En solución Buffer
De los datos se tiene que el amoniaco es una base débil
−¿¿
N H 4 Cl NH +¿+Cl
4
¿
−5 X (0.2+ X )
1.8 x 10 = X = 9 x 10−6
(0.1− X)
Desarrollo
a)
NH3 + HBr → NH4Br
Inicio : 2mmol - -
Agrega: - 1mmol -
Rx : 1mmol 1mmol 1mmol
Queda : 1mmol - 1mmol solución buffer de base debil
Por lo tanto entra en equilibrio la base débil
(0.033+ x )× X
Kb=1.8x105 = → x= 1.8x105
(0.033−x)
c)
El indicador adecuado es el rojo de metilo debido a que el PH 5.27
se encuentra dentro del rango de virage
d)
PH
NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-
11.127 0.1M - - -
9.26
-x +x +x
0.1-x x x
X2/(0.1-x)=1.8x10-5
5.27
POH =2.87
PH= 11.127
10 20 Volumen HBr ml
9. Se realiza la titulación de 50 ml de una solución de ácido cloro acético 0,1 M
CH2ClCOOH (Ka = 1,4 x 10-3) adicionando gota a gota solución de KOH 0,1 M. Determine:
b) El pH en el punto de equivalencia
Solución:
a) De la reacción:
CH2ClCOOH + KOH C H 2 ClCOOCH 3
Acido débil Base fuerte
Volumen: 50 ml 25ml Vtotal= 75 ml
[]: 0.1M 0.1M
Numero
de moles: 5mmol 2.5mmol
Hallamos las moles que reaccionan
CH2ClCOOH + KOH C H 2 ClCOOCH 3
Inicio: 5mmol 2.5mmol ---
Reacción: 2.5mmol 2.5 mmol 2.5 mmol
Queda: 2.5mmol 0 2.5 mmol acido débil
Hallando el equilibrio del ácido débil
+ ¿¿
CH2ClCOOH + H 2 O H 3 O + CH2ClCOO
Desarrollo:
a) En 1 litro: Q: constante de reacción
P4 (S) + SO3 (g) 2 P2O(g) + SO(g) 2
5 ∙3
Q= =37.5
eq --- 1 mol 4 mol 3 mol 2
PS O =[ S O3 ] RT =( 2−0.15221 )
3
mol
L
0.082(atm L
mol K )
( 600 K )=90.91122 atm
P P O =[ P2 O ] RT =( 5+2(0.15221) )
2
mol
L
0.082 (
atm L
mol K )
( 600 K )=260.97744 atm
PSO =[ SO ] RT =( 3+0.15221 )
mol
L (
0.082
atm L
mol K )
( 600 K ) =155.08872atm
Q: constante de reacción
b) En 2 litros:
2
P4 (S) + SO3 (g) 2 P2O(g) + SO(g) 2 ∙ (3/2)
Q= =12
(1/2)
eq --- 1/2 M 2M 3/2 M
K C (en equilibrio inicial)
se desplaza --- -x +2x +x
2
4 ∙3
nuevo eq --- 0.5-x 2+2x 1.5+x K C= =48
1
Q< K C
2
( 2+2 x ) ∙ (1.5+ x )
K C= =48
( 0.5−x )
ln ( )
K 1 −∆ H ° 1 1
K2
=
R
−
T1 T2 ( )
ln
( 48K )= 8.314
2 ∙10 kJ /molK 600 K 300 K )
−+ 25.2kJ /mol
−3 ( 1
−
1
ln
( )
48
=
−25.2 −1
K 2 8.314 ∙10 600
−3 ( )
ln
( 48K )=5.0517
2
48 5.0517
=e
K2
48
5.0517
=K 2
e
0.30712 ≈ K 2
11. la descomposición del óxido de etileno en fase gaseosa para producir metano y
monóxido de carbono a 414,5 °C:
C2H4O(g) CH4(g) + CO(g)
Se obtuvieron los siguientes datos:
Tiempo(min) 0 5 7 9 12 18
Presión total 116,51 122,56 125,72 128,74 133,23 141,37
(mmHg)
Determine:
a) El orden de reacción, realizando los 2 gráficos correspondientes
b) La constante especifica de velocidad y la vida media
c) Las presiones parciales de cada gas en mmHg al cabo de 0,5 horas
En la reacción:
A(g) B(g) +C(g )
4.55 4.52
4.5
4.45
4.4
4.35
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
t (min)
Gráfico de segundo orden
0.012
0.0109
0.01
0.0096
0.01 0.00910.0093
0.0086
0.008
0.006
1/PAt
0.004
0.002
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
t (min)
De las dos graficas presentadas la que mas se aproxima a una tórica es la de segundo
orden por lo que es sistema es de segundo orden.
Calculo de la constante de velocidad K:
0.0109−0.0086 1 −6 1
K= =0.00127 =2.1 x 10
18−0 min s
Tiempo de vida media
1 1
t 1/ 2= = =67.17
PAoxK 116.51 x 0.000127
Presiones parciales a 0.5Horas = 1800 s= 30 min
Por la ecuación para una reacción de segundo orden:
1 1
=Kt +
PAt PAo
1 1 1
=0.00127 30 min+
PA 30 min min 116.51
PA30min=80.77 mmHg
Como: PAt= 116.51 – X en 30 min PAt= 116.51 – X = 80.77 mmHg X = 35.74 mmHg
En la reacción química X es la presión de B y C
A(g) B(g) +C(g )
to: 116.51 --- ---
Rx: X X X
Tiempo t: 116.51-X X X
PB30min = 35.74 mmHg y PC30min = 35.74 mmHg
12. Se tiene en solución una mezcla de los iones SO 4 -2 y Cl-1 cuyas concentraciones son 0,01M
y 0,001M respectivamente, si se le adiciona
. Determine:
Solución:
b) ¿Cuál es la concentración del ion que precipita primero, justo cuando empieza a precipitar
el segundo ion?
3,70x10-5= [(SO4)-2]
- Al inicio la concentración del anión [(SO 4)-2] es 0.01M y después de precipitar la segunda
sal [(SO4)-2] = 3,70x10-5, queda muy poco por eso la precipitación selectiva es la adecuada.
Inicio PAo 0 0
Rxn x x x
Final = t PAt=PAo-x…(I) x x
110
100
90
PAt
80
70
60
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Tiempo
11.08
10.58
10.08
1/PAt *10^3
9.58
9.08
8.58
8.08
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Tiempo
Se observa que la gráfica es una recta, cuando x = t y y = Ln P At lo cual
corresponde a una reacción de 1°Orden (r = k PA)
b ) la constante específica de velocidad.
4.52−4.76
m=−k= =−0.0133→ k =0.0133 min−1
18−0
0.693 0.693
t 1/ 2= = =52.1 min
k 0.0133
Alteración - - 0.1
Se desplaza a la izquierda - x 2x
Equilibrio Final - 0.1+x 0.3-2x
En el nuevo equilibrio
(0.3−2 x )2
k c =0.4=
(0.1+ x)
( 0.5 )∗(0.8)2
Q= =3.56< k c
(0.3)2
Tabulando:
x f(x)
x = 0.035 → [CO2]=0.135 mol/L
0.01 0.713
Si V = 1Litro
0.02 0.563 nCO2=0.135 mol
nCO=0.23 mol
0.03 0.443
nTotal=0.365 mol
0.04 0.346
1 mol 2 mol
Menos Presión Mas Presión
PROBLEMA 1
Determine :
a) Las presiones parciales en el nuevo equilibrio si se adicionan 0,1 mol de O 2 y 0,1 mol de
SeO3 en reactor de 1 litro
b) Las concentraciones molares en el nuevo equilibrio si se adiciona gas inerte a presión
constante
Solución:
[Se O3 ]2 (0.2)
2
(0.3)
2
K c= = =40 QC = =11.25
[O2 ]3 (0.1)3
(0.2)3
Como K c >Qc para alcanzar un nuevo equilibrio, la reacción se desplaza a la
derecha
Luego, en el nuevo equilibrio; con restricción 3x<0.3 = x<0.1:
[0.2−3 x] 2
Q= =40 X = 0.020
[0.3+ 3 x ]3
PROBLEMA 2
(0,033 – x) - x (0,033 + x)
DATO:
x( 0,033+ x)
Ka = 1,4 x 10-3 =
(0,033 – x)
X = 1,4 x 10-3 → pH= -log[H3O+] = 2,85
indicador Anaranjado de Metilo
b) El pH en el punto de equivalencia
#Eqa = #Eqb
Hidrólisis de CH2ClOOK:
CH2ClCOOK + H2O → H3O + CH2ClCOO
5 mmol
Inicio: - - -
100 mL
Rx: -x - +x +x
Queda: 0.5 - x - x x