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QUIMICA 4to AÑO
QUIMICA 4to AÑO
QUIMICA 4to AÑO
Ángel Salazar
MÓDULO AUTO-INSTRUCCIONAL
QUÍMICA
CUARTO AÑO
Prof. Angel Salazar
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Química 4to Año Prof. Ángel Salazar
PRESENTACIÓN
Al preparar este material se ha buscado mantener las orientaciones especificadas el
programa oficial vigente del Ministerio de Educación Cultura y Deportes. Procurando de que
este material auto-instruccional sirva, al participante, como guía de estudio, instrumento de
aprendizaje, además como un auxiliar efectivo para el desarrollo de sus capacidades para el
mejoramiento personal y profesional.
El participante tendrá la libertad de crearse sus propias deducciones, conclusiones e
interpretación de cada uno de los temas tratados. Es recomendable que el participante realice
cada uno de los ejercicios o problemas propuestos, ya que permiten tener una mejor
visualización del tema tratado, además permiten un desarrollo en las habilidades numéricas y
conceptuales.
Se trata de modificar, en una pequeña medida, el carácter eminente teórico de la
asignatura, haciendo mas hincapié en el área del razonamiento lógico, matemático y
conceptual, basados en los términos básicos para la comprensión, análisis y desarrollo de cada
uno de los temas, para que exista un aprendizaje mas completo y duradero.
De manera tal, amigo participante, que el desarrollo pausado, analizado y crítico de este
material le permitirá comprender, de la mejor forma, que la química es una ciencia que está al
servicio del hombre.
ÉXITOS
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OBJETIVO GENERAL
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Las soluciones son mezclas homogéneas que no resisten un cambio de fase. Contiene un
material dispersante llamado solvente (Ste) y otro material que se dispersa o disuelve llamado soluto
(Sto). Sol = Sto + Ste.
Es la relación porcentual entre el soluto y la solución; por ejemplo una solución al 20%
indica que para cada 100 unidades de solución hay 20 unidades de soluto.
a.- Concentraciones Masa sobre Masa (m/m): Son concentraciones en las cuales el soluto (Sto) y
el Solvente (Ste) se encuentran en estado sólido y sus unidades generalmente vienen determinada
en gramos (gr).
b.- Concentraciones Masa sobre Volumen (m/v): Son concentraciones en las cuales el soluto
(Sto) se encuentra en estado sólido y el solvente (Ste) en estado líquido.
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c.- Concentraciones Volumen sobre Volumen (v/v): Son concentraciones en las cuales el soluto
(Sto) y el solvente (Ste) se encuentran en estado líquido y sus unidades generalmente vienen
determinada en mililitros (ml).
a.- Molaridad (M): Indica el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución. La unidad de la
molaridad es el mol / lts = molar
Lectura: M = molaridad (mol/lts) m sto = masa de soluto (gr.) PM sto = Peso Molecular del soluto
Vsol = Volumen de soluciones (litros Dsol = Densidad de la solución (gr/ml)
Fórmula: msto
W= W = molalidad mste: masa de solvente en kg
PMsto. mste
c.- Normalidad (N): Es el número de equivalentes de solutos disueltos en un litro de solución. La unidad de la
normalidad es eq/lts = normal.
PM PM
PE = PE =
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Ácido Hidróxido:
# H(eq/mol) # = OH (eq/mol)
Sal: PM
PE =
# De oxidación del metal
d.- Fracción molar (X): Es la relación entre el número de moles de soluto o solvente y el número de
moles totales en la solución. La fracción molar no tiene unidades.
Ejercicios Propuestos
1. Tenemos 250 gramos de una solución al 28% en peso. ¿Cuántos gramos de soluto deben
disolverse para que la concentración de la solución suba a 38% en peso?
3. A 300 gramos de solución ácida al 30% en peso, se le agregan 180 gramos de otra solución
del mismo ácido al 45%. Determine la concentración en peso de la solución resultante.
6. Se mezclan 200 ml de solución básica al 30% en peso y de densidad 1,2 gr/ml, con 500 ml de
solución de la misma base al 30% y de densidad de 1,5 gr/ml. Determine la densidad y la
concentración en peso de la solución resultante.
7. 100 ml de ácido muriático al 42% y de densidad 1, 8 gr/ml, se mezclan con 230 ml de agua
destilada. Determine la densidad y la concentración en volumen de la solución resultante.
8. ¿Cuántos gramos de sacarosa, de peso molecular 342 gr/mol, se necesitan para preparar 300
ml de solución al 0,4 molar?
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9. En qué volumen de solución hay que disolver 20 gramos de hidróxido de calcio, de peso
molecular 74 gr/mol, para que la solución sea 0,8 molar
10. En qué volumen se solución hay que disolver 40 gramos de hidróxido de bario, Ba(OH)2, de
peso molecular 171 gr/mol, para que la solución sea 3 normal.
11. Se disuelven 25 gramos de ácido fosfórico, H3PO4, de peso molecular 98 gr/mol en 400
gramos de agua, produciendo 520 ml de solución. Determine la molalidad, molaridad y
normalidad de la solución.
12. Una solución tiene una densidad de 1,88 gr/ml y se encuentra al 13% en peso. Si el peso
molecular del soluto vale 108 gr/mol. Determine la molaridad y la molalidad de la solución.
13. Una solución ácida al 0,5% molar contiene un ácido de tres hidrógenos en su fórmula.
Determine la normalidad de la solución.
14. 24 gramos de urea, de peso molecular 60 gr/mol, se disuelven en 110 gramos de alcohol de
peso molecular 92 gr/mol. Determine la fracción molar del soluto y solvente.
16. Se disuelven 14 gramos de ácido clorhídrico (HCl), de peso molecular 36,5 gr/mol, en 200
gramos de agua, resultando una solución de densidad 1,34 gr/ml. Determine la molalidad y
normalidad de la solución.
17. Una solución tiene como solvente 120 gramos de alcohol, de peso molecular 98 gr/mol, se
encuentran disueltos en 650 ml de solución, cuya densidad es 1,92 gr/ml. Determine la
molaridad, normalidad y molalidad de la solución.
18. 12 gramos de ácido fosfórico H3PO4, de peso molecular 98 gr/mol, se encuentran disueltos en
650 ml de solución, cuya densidad es 1,92 gr/ml. Determine la molaridad, normalidad y
molalidad de la solución.
Se disuelven 30 gramos de hidróxido de plomo, Pb (OH)4, de peso molecular 275 gr/mol, en 480
gramos de agua, dando una solución de densidad 1,15 gr/ml. Determine la molalidad, molaridad,
normalidad y la concentración en peso de la solución.
Ecuaciones químicas
Es la representación grafica de una reacción química en una manera sencilla y clara, para la
cual se utiliza el lenguaje químico. Está conformada por los elementos o compuesto que se van a
transformar denominada REACCIONANTE (S), seguida de una flecha que representa la parte
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dinámica de la reacción y luego se escriben los materiales que se originan ala cual se le denomina
PRODUCTO (S).
Los diferentes hechos que dan origen u ocurren en la reacción se representan mediante los
siguientes símbolos:
Se formó un precipitado (sólido insoluble)
Calor
Desprendimiento gaseoso P
resencia de catalizadores
Electricidad
A + B C + D
REACCIONANTES PRODUCTOS
AB + C AC + B
C.- Descomposición: Se produce la ruptura de un material, en otros de naturaleza más sencilla, ya
sean elementos o grupos químicos.
Ejemplo:
AB A + B
D.- Doble Descomposición o Doble Desplazamiento: Se produce la separación de los
componentes de unos materiales para formar otros diferentes a los iniciales, es como un cambio de
parejas.
Ejemplo:
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AB + CD AC + BD
1.2.- Balanceo de Ecuaciones Químicas:
a) Las relaciones y proporciones que existen entre los elementos que constituyen un
compuesto.
b) Las relaciones que guardan las sustancias cuando se verifica un cambio químico
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La estequiometria maneja las masas atómicas y moleculares relativas para determinar las
cantidades de sustancias que participan en las reacciones químicas ya sea como reaccionantes o
como productos de una reacción química.
b) El reactivo límite, el cual determina qué cantidad de producto se puede obtener cuando
se dispone de una cantidad limitada de los reactivos.
“El mol es una unidad química que representa 6,02 x 1023 partículas”
Es decir que cuando hablamos de un mol de átomos, esto significa que hay 6,02 x 1023
átomos y si es un mol de moléculas hay entonces 6,02 x 1023 moléculas.
Por ejemplo.
“La combustión del carbono origina el gas tóxico “monóxido de carbono (CO)” cuya reacción se
representa mediante la ecuación:
2C + O2 2CO
Esta reacción significa entonces:
2 átomos de Mediante el calor
2 átomos Reaccionan con 2 moléculas de
oxigeno monóxido de
de (una molécula) Para producir carbono
2C + O2 2CO
Mediante el calor
2 moles
Un mol de 2 moles de
átomos de Reaccionan con
carbono molécula de moléculas de
Para producir monóxido de
oxigeno (O2)
2C + O2 2CO
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Resolución de problemas:
PASO 1:
PASO 2:
Determinar las relaciones de aquellos materiales que interesan en gramos usando los
pesos moleculares:
1 mol de NaCl reacciona con 1 mol de AgNO3
Por lo que:
58,5 g de NaCl reacciona con 169 g de AgNO3
PASO 3:
Se plantea y se resuelve una regla de tres:
5 g de NaCl X g de AgNO3
X= 14,44 g de AgNO3
B.- Para la reacción :
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Resolviendo:
Balancear la ecuación química, que al hacerlo queda:
4FeS + 7O2 4SO2 + 2Fe2O3
Respuesta a:
Si 4 mol de FeS producen 2 mol de Fe2O3
Respuesta b:
Si 4 mol de FeS producen 2 mol de Fe2O3
X 3 mol de Fe2O3
X= 7 mol de FeS
Respuesta c:
Si 4 mol de FeS producen 4 mol de SO2
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X= 3 mol de SO2
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o
Si en un litro de agua disolvemos 0,5 moles de sacarosa, la solución hierve a 100,26 C. Si en las
mismas condiciones utilizamos 0,5 moles de urea en lugar de sacarosa, el punto de ebullición de la solución es
100,26 oC. Se podría repetir la experiencia con otros solutos no volátiles y no disociables, y el resultado seria
el mismo.
Propiedades que, como el aumento ebulloscópico dependen exclusivamente del número de moles
disuelto se llaman PROPIEDADES COLIGATIVAS. Otras propiedades coligativas dependen de la presión de
vapor y la disminución del punto de solidificación.
Los conceptos anteriores fueron relacionados por Francisco Raoult (1830-1901) en una ley que lleva su
nombre y que se deduce lo ya expuesto.
FORMULA: P = Po - P P = Po . Xsto
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Moles de soluto
X soluto = ------------------------------------------------
Moles de soluto + moles de solvente
Cuando el numero de moles de soluto es mucho menor que el numero de moles de solvente se puede
eliminar del denominador de la formula anterior sin cometer un error muy apreciable.
Moles de soluto
X soluto = --------------------------
Moles de solvente
EJEMPLO:
¿Cuál es la disminución de la presión de vapor, cuando se disuelven 0,5 moles de sacarosa en 180 gr de
agua a una temperatura de 20 oC si sabemos que la presión de vapor del agua a esta temperatura es de 17,5
mmHg y el peso molecular del agua es 18?
Solución:
De la ley de Raoult P = Po . X sto
Moles de soluto
P = Po . ------------------------
Moles de solvente
Para determinar los moles de solvente recordemos este se calcula dividiendo la masa del solvente entre
el peso molecular del solvente ( PMste ), es decir:
Msto 180
Moles de solvente = ---------- Moles de solvente = --------- = 10 moles
PMste 18
REEMPLAZANDO:
0,5 mol
P = 17,5 mmHg . -------------- = 0,875 mmHg
10 mol
PUNTO DE CONGELACION
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El punto de congelación, es aquel en el que determinada temperatura una sustancia o solución pasa del
estado líquido al estado sólido, es decir se congela. Es importante destacar que no todas las soluciones o
sustancias se congelan a temperaturas ordinarias, sino que requieren temperaturas muy por debajo de las
normales, como por ejemplo el alcanfor, que requiere temperaturas de -178 oC para solidificarse. El agua solo
requiera 0 oC y la naftalina de -82 oC, por citar algunos.
También conocido como descenso crioscópico, establece el siguiente enunciado:
FORMULAS: Tc = Tco - Tc i = 1 + . n
Tc = Kc . W . i %
= ---------
100
PUNTO DE EBULLICION
Se conoce así, a la temperatura en que una sustancia o solución pasa del estado liquido al estado
gaseoso. Por ejemplo el punto de ebullición del agua es de 100 oC, la de la acetona es de 56,3 oC.
También se le puede llamar aumento ebulloscópico y viene determinado según el siguiente enunciado:
FORMULAS:
Te = Teo - Te Te = Ke . W . i
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EJERCICIOS
1. Calcular la presión de vapor a 20 oC, de una solución que contiene 30 gramos de glucosa de peso
molecular 180 gr / mol, disueltos en 250 gr de agua de peso molecular 18 gr / mol; sabiendo que
la presión de vapor del agua es 17,5 mmHg.
2. Se disuelven 30 gr de urea de peso molecular 60 gr / mol; en 400 gr de agua de peso molecular
18 gr / mol. Determine la presión de vapor de la solución, sabiendo que la presión de vapor del
agua es 23,76 mmHg.
3. Se disuelven 20 gr de una sustancia de peso molecular 160 gr / mol, en 90 gr de acetona de peso
molecular 58 gr / mol y cuya presión de vapor es de 229,2 mmHg. Determine la presión de vapor
de la solución.
4. Cuando se disuelven171 gr de una sustancia no volátil en 500 gr de agua, se encuentra que la
presión de vapor de la solución a 25 oC es 15,1 mmHg y la presión de vapor del agua es 23,75
mmHg. Determine el peso molecular del soluto.
5. Se desea conocer el punto de congelación de una solución que contiene 20 gr de urea, de peso
molecular 60 gr /mol, en 300 gr de agua.
6. cuántos gramos de glucosa, de peso molecular 180 gr/ mol; hay que disolver en 400 gr de agua
para que la solución se congele a -1,8 oC.
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EL ATOMO
El átomo se puede definir como la fracción más pequeña de la materia que puede existir
conservando las características químicas del elemento de que se trate. El término átomo, deriva del
griego, significa la partícula más pequeña e indivisible de un elemento. Este concepto de }l átomo fue
introducido en la escuela filosófica griega por Demócrito, Leucipo y Empédocles, en el siglo V a.c. la
teoría atómica deja de interesar a los filósofos pero fue resucitada, en el siglo XIX, por el físico inglés
J. Dalton, cuyo modelo atómico está basado en dichas escuelas filosóficas. En este sentido, sostiene
que el átomo es la última parte de la materia y es indestructible e indivisible, además de ser
compacta.
Señaló que un átomo está compuesto de una esfera de electricidad positiva, en la cual están
incrustados los electrones en número suficiente para neutralizar la carga positiva y distribuida de una
forma determinada que dependía del elemento que considera.
Ahora bien, como la masa de un electrón es sumamente pequeña en comparación con la del
átomo, es de suponerse que casi toda la masa de este, está asociada con la masa de la carga
positiva.
De acuerdo con esta hipótesis la carga positiva está distribuida uniformemente en el volumen
ocupado por el átomo y por lo tanto, no está concentrado en ninguna región.
Sus trabajos se basaron en el estudio de la radiactividad. Supuso que el átomo debe ser en su
mayor parte espacio vacío, con lo cual explica el paso de partículas alfa a través del metal siguiendo
una trayectoria recta. Para justificar las grandes desviaciones, pensó que la electricidad positiva del
átomo y por consiguiente su masa, debían estar concentradas en un volumen reducido, al que llamó
Núcleo del átomo. Cuando una partícula alfa se aproxima al núcleo se produce una repulsión que se
manifiesta con la desviación de la partícula. Como el átomo es eléctricamente neutro, debe existir un
número de electrones (igual a la cantidad de cara positiva que se encuentra en el núcleo) que rodea
al núcleo y a distancias relativamente grandes del mismo, girando alrededor de él a gran velocidad.
Esta manera de imaginarse el átomo constituye el Modelo Nuclear del Átomo.
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En 1913, Niels Bohr, presentó una teoría para la estructura del átomo de hidrógeno, basó su
enfoque en el átomo nuclear de Rutherford y en la teoría de los cuantos de Planck, de que los
átomos y otras partículas pequeñas solo pueden poseer ciertas cantidades de energías definidas. La
teoría de Bohr establece lo siguiente:
1.- El electrón solamente puede girar alrededor del núcleo en ciertas orbitas circulares.
Estas órbitas corresponden a energías definidas o niveles cuánticos del átomo de hidrógeno.
Bohr asignó a cada nivel permitido un número cuántico principal que debe ser un número
entero y se le puede asignar las letras K, L, M, N, O, P Y Q.
2.- Cualquiera que sea la órbita descrita por un electrón, este no absorbe ni emite energía.
Cada una de estas órbitas se toma como niveles de energía del electrón o del átomo.
3.- Cuando un electrón se desplaza de una órbita a otra, absorbe o emite energía en
cantidades discretas, o sea, cuantos de energía o fotones.
El Núcleo Atómico
Del núcleo del átomo depende el número atómico, número músico, concepto de isótopos e
isóbaros pesos atómicos, radioactividad, transmutación, fusión y fisión nuclear.
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Isótopos: Son átomos de un mismo elemento con idéntico número atómico y diferentes números
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másicos, ejemplo: O8 y O8
Isóbaros: Son átomos que tienen idéntico número másico y diferente número atómico.
RADIOACTIVIDAD:
LA TRANSMUTACIÓN NUCLEAR:
7 N 14 + n1
0 6 C 14 + 1 H1
Que se produce en la alta atmósfera por el bombardeo de neutrones de los rayos cósmicos.
Los neutrones se producen en gran cantidad en los reactores nucleares, y al chocar con el
aluminio, material que suele utilizarse en estos aparatos, provocan la emisión de rayos gamma.
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13 Al + 0 n1 13 Al 28
+ hv
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Las partículas alfa fueron las primeras en ser usadas para bombardear núcleos atómicos. Así
Rutherford observó la primera transmutación artificial, que además, le confirmo la existencia del
protón. Otro científico, Chadwick, descubrió el neutrón mediante una reacción, utilizando partículas
alfa del radio.
4 Be 9 + 2 He 4 6 C 12 + 9 n1
Las mezclas de radio y berilio aun hoy se usan como fuertes portátiles de neutrones.
Radioactividad Artificial:
5 B 10 + 2 He 4 7 N 13 + 0 n1
Radioactividad Natural:
1.- Cuando el núcleo emite una partícula alfa ( α ), experimenta una disminución de cuatro
(4) unidades en su número másico y de dos (2) e n su número atómico.
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2.- Cuando un núcleo expulsa una partícula beta ( β ), su número másico no se altera pero
su número atómico aumenta en una (1) unidad.
3.- Cuando un núcleo emite un positrón ( ρ ), experimenta una disminución de una (1)
unidad en su número atómico y su número másico no se altera.
El primer uso de las radiaciones fue la radiografía. Este es aun un uso importante, que se
extendido de la medicina a la industria, donde se usan los rayos X y los rayos gamma de las fuentes
o “bombas” de cobalto 60 para examinar piezas metálicas en busca de defectos ocultos.
El uso medicinal de las radiaciones también aprovecha el hecho de las células cancerosa son
menos resistentes a las radiaciones que las células sanas, por lo cual la irradiación de tumores
cancerosos puede detener su crecimiento o eliminarlos. En particular, en los casos de cáncer de
tiroides el hecho de que el yodo sea un elemento que se concentra selectivamente en esa glándula
hace que la administración de yodo 131 permita someter al tiroides a una fuerte irradiación sin
afe4ctar a otros tejidos.
También se usan las radiaciones para esterilizar materiales a los que no es posible someter a
temperaturas altas, como, por ejemplo, jeringas hipodérmicas descartables de plastico.
Todos estos usos de las radiaciones no deben hacer olvidar que todas ellas pueden ser
extremadamente peligrosas para el organismo la exposición incontrolada puede3 ocasionar
quemaduras de distintos grados, semejantes, pero más serias, que las provocadas por el sol, y a
largo plazo, diversas formas de tumores malignos, leucemia o esterilidad.
Otro uso importante de los materiales radiactivos es como trazadores. Por ejemplo, se han
usado radioisótopos para rastrear el curso de aguas subterráneos, aprovechando con facilidad con
que se puede detectar las concentraciones muy pequeñas utilizando un simple detector de
radiaciones.
Al carbono 14 se le ha encontrado un uso ingenioso para determinar edades de materiales
prehistoricios. El hecho de que este isótopo se produce continuamente en la atmósfera por acción de
rayos cósmicos, y se desintegra también en forma continua, hace que carbono presente en la
atmósfera en forma de CO2, tenga una concentración constante de carbono 14. Cuando este
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carbono pasa a formar parte de los seres vivos mantiene su riqueza isotópica, pues los seres vivos
efectúan un intercambio constante con la atmósfera, pero cuando mueren el intercambio cesa, y el
carbono 14 que queda en los restos empieza a disminuir su concentración, ya que se sigue
desintegrando sin reponerse. Midiendo la riqueza en carbono 14 de los restos es posible determinar
con mucha precisión la edad de esos materiales.
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Keq = (H2S)2
(H2)2 (S2)
(PCl3) (Cl2)
Keq =
(PCl5)
(CO2) (H2)
El Equilibrio Iónico: Los electrolitos (sustancias que en solución conducen la corriente eléctrica) son
ácidos, bases (hidróxidos) o sales que al disolverse en agua se disocian total o parcialmente. Los electrolitos
han sido clasificados como fuertes (HNO3, HCl, H2SO4, HBr, KOH, NaOH, NaCl, KCl) y débiles (ácidos
orgánicos) según el equilibrio se desplace hacia la formación de iones o hacia la formación de moléculas, en
los electrolitos fuertes la disociación es total; mientras que en los electrolitos débiles solo una pequeña
fracción se encuentra disociada.
Velocidad de Reacción ( Vr ): Es la mayor o menor rapidez con que desaparecen los reaccionantes y
aparecen los productos de la reacción en la unidad de tiempo.
Vr = Número de moles
Tiempo en seg.
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Temperatura: Observaciones efectuadas en experiencias, indican que la velocidad de casi todas las
reacciones químicas aumenta al incrementarse la temperatura, puede decirse que por cada 10ºC de elevación
de la temperatura, la velocidad de reacción se duplica o triplica; igualmente la disminución de este factor
provoca un descenso en la velocidad de reacción.
Catalizadores: Son sustancias que modifican la velocidad de reacción, acelerándola o retardándola, sin ser
consumidas en ella y sin formar parte de los productos, lo cual significa que una vez que finaliza el proceso,
la concentración o cantidad de sustancia, es la misma al final que al principio de la reacción.
Principio de Le Chatelier: Cuando sobre un sistema en equilibrio físico o químico actúa una causa que
determina un cambio de temperatura, presión o concentración, el sistema reacciona automáticamente en
forma de contrarrestar el efecto provocado hasta volver al equilibrio.
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Indirecta
a.- Un aumento de la temperatura: Se favorece la reacción inversa (endotérmica)
b.- Una disminución de la temperatura: Se favorece la reacción directa (exotérmica).
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1.- En un reactor se calentó 1 litro de HI a 500 ºC y a presión constante hasta que se estableció el equilibrio:
2HI(g) H2(g) + I2(g)
La concentración de cada componente se determinó en el punto de equilibrio encontrándose en el reactor 0,
42 mol/ lts de H2, 0,42mol/lts de I2 y 3,52 mol/lts de HI. Calcular el valor de la Keq, para la ecuación indicada
anteriormente.
Resolución:
Keq = 0, 42 x 0, 42
2.- En un reactor cerrado de 1,6 lts. Se encuentran las siguientes masas gaseosas en equilibrio: 3,08 gr de
CO2 (PM = 44gr/mol); 17,1 gr de H2O (PM =18 gr/mol); 26,6 gr de CO (PM =28 gr/mol) y 16,1 gr de H2 (PM = 2
gr/mol)
Hallar la Keq para la siguiente reacción:
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3.- En un reactor cerrado se puso PCl3 y Cl2. En el punto de equilibrio se encontraron 0,235 mol/lts de PCl5 y
0,174 mol/lts de PCl3. Si la Keq es igual a 2,048 x 10-2. ¿Cuál es la concentración de cloro en equilibrio para la
siguiente reacción?
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
Resolución:
(PCl2) (Cl2)
Keq = Como no se conoce la concentración del cloro ( Cl , la
(PCl5) la llamaremos x
Donde las concentraciones en moles por litro, son: PCl5 = 0,45 M; PCl3 = 0,096 M y Cl2 = 0,096 M. Calcular la
Ke
Resolución:
(PCl3) (Cl2) (0,096) x (0,096)
Keq = Keq =
(PCl5) 0,45
Keq = 9,21 x 10-3 Keq = 0,02
0,45
5.- Tenemos un sistema en equilibrio a 400ºC, que obedece a la reacción
X= 2,56x10-4 X = 0,016
(HI) = 0,016 M
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(NH3)2
Solución: Keq = como no conocemos la concentración del NH3
3
(H2) (N2) la llamaremos x
(H2)3 (N2)
X= 6x10-15
1.- En disolución 0,01molar, el ácido acético está ionizado en un 4,11%. 1.- Calcular la constante de ionización
del ácido.
Solución:
Ka = c . α 2
α= % α= 4,11 α = 0,0411
100 100
Cálculo de la Ka:
Ka = c . α
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2.- Sabiendo que la constante de ionización del HNO2 a 30ºC es de 6x10-4. Calcular la concentración del ión
hidrógeno y el porcentaje de disociación del ácido en una solución 0,667 molar.
HNO2 NO2 + H+
Resolución:
(H+) = C . α
% = 100. α
% = 100 . 0,029
% = 2,9
3.- Para la siguiente reacción NH3 + H2O NH4 + OH, la constante de basicidad (Kb) es igual a
1,8x10-5. Si se prepara una solución disolviendo 2,63 gr de NH3 (PM= 17 gr/mol) en suficiente agua hasta
completar 768 ml de solución, determine:
a.- Las concentraciones de NH3, NH4 + y OH
b.- pH y pOH
Resolución:
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(NH4+) = C. α
(NH4+) = 0,2 . 9,48x10-3 (NH4+) = 1,89x10-3 M
(OH-) = C. α
(OH-) = 0,2 . 9,48x10-3 (OH-) = 1,89x10-3 M
(NH3) = C – C . α
(NH3) = 0,2 – 0,2 . 9,48x10-3
(NH3) = 0,2 – 1,89x10-3 (NH3) = 0,198M
pH = 14 –pOH
pH = 14 – 2,72 pH = 11,28
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ELECTROQUÍMICA
Rama de la química, que tiene por objeto estudiar la conversión de la energía eléctrica en
energía química
Otra definición válida, es la rama de de la química que estudia la relación mutua entre los
fenómenos químicos y los fenómenos eléctricos.
3.- EQUIVALENTE ELECTROQUÍMICO: Para dejar en libertad un peso equivalente (Pe) de una
sustancia ha de pasar una cantidad de electricidad de 96.494 culombs, entonces decimos que el
equivalente electroquímico se denota con el símbolo ( K ).
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Química 4to Año Prof. Ángel Salazar
5.- INTENSIDAD ( I ): La intensidad de una corriente eléctrica, es la cantidad de carga eléctrica que
pasa por la sección de un conductor en la unidad de tiempo.
Q = Carga eléctrica en culombs
Q = I . T
FORMULA: I = Intensidad en Amperios
T = Tiempo en segundos
5.1.- CULOMBIO: Es la cantidad de electricidad que depositan X miligramos de una disolución.
5.2.- AMPERIO: Es la intensidad de una corriente que depositan X miligramos de una
disolución en un segundo.
6.- FÓRMULAS:
Q Q
Q=I. T I = ----- T = ----- Coul = A . Seg
T I
I . T . Pe 96494 Coul . m
m = ------------------ Pe = -----------------------
96.494 coul I
W = Q . ( V2 - V 1 ) P = K . I . T
Q = Carga eléctrica en coul I = Intensidad
T = Tiempo en segundos m = Masa en gramos
Pe = Peso equivalente P = Masa precipitada
W = Vatios V = Voltios
A = Amperios Seg = Segundos
Coul = Culombio K = Equivalente electroquímico
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PROBLEMAS RESUELTOS
1.- Se hace pasar una corriente de 30.600 coul a través de una solución electrolítica y se depositan
en el cátodo 6,4 gramos de un elemento metálico. Se desea conocer el peso equivalente del mismo.
DATOS:
m = 6,4 gr
I = 30.600 coul
Pe = ¿
SOLUCIÓN: Se aplica la fórmula para hallar el Pe:
96.494 coul . m
Pe = ------------------ entonces se sustituyen los valores que
I se encuentran en los datos.
Pe = 20,1 gr
2.- La corriente contínua procedente de una batería deposita 0,384 gr de plata (Ag) de una disolución
de Nitrato de Plata ( Ag NO3 ) en 20 minutos. Si se aplicó un voltaje inicial de 4 voltios y luego se
aumentó a 8 voltios y sabemos que el peso equivalente de la plata es de 107,88 gr , se pide
calcular:
a.- Los culombios que han pasado por el circuito.
b.- La intensidad de la corriente.
c.- La energía suministrada por la batería en julios.
DATOS:
Pe = 107,88 gr
M = 0,384
T = 20 minutos ( se llevan a segundos, si un minuto tiene 60 seg, 20
minutos cuantos tienen. Se multiplican 60 seg por 20 min = 1200 seg ).
Q = 343 Coul
V1 = 4 voltios
V2 = 8 voltios
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SOLUCIÒN:
a.- Si sabemos que para que un peso equivalente se libere se requieren 96.494 coul, que se
producirán 0,384 gr se necesitaron X cantidad de culombios, entonces:
Si 96.494 coul depositan 107,88 gr
X coul depositarán 0,384 gr
X = 343 coul
b.- Aquí se toman en cuenta los culombios que pasaron por el circuito para el tiempo indicado en los
datos:
Q 343 COUL
I = --- = ------------------ = 0,285 A
T 1200 Seg
W = Q . ( V2 – V1 )
W = 343 COUL . ( 8 V – 4 V )
W = 343 Coul . 4 V
W = 1372 Julios
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APÉNDICES
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EJERCICIOS PRÁCTICOS
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4.- Cuando las velocidades de reacción directa e inversamente son iguales se produce el.
a) Equilibrio químico
b) Equilibrio iónico
c) Velocidad de Reacción
d) Igualdad de reacción
6.– Se usa para determinar porcentualmente la masa en gramos de cada elemento por cada 100 g de compuesto
a) Composición centesimal
b) Fórmula en porcentajes químicos equivalentes
c) Fórmula química
d) Ninguna de ellas
7.- Rama de de la química que estudia la relación mutua entre los fenómenos químicos y los fenómenos eléctricos:
a) Galvanostegia
b) Electrólisis
c) Electroquímica
d) Ninguna de las anteriores
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b) Molalidad
c) Normalidad
d) Ninguna de las anteriores
a) Molaridad
b) Molalidad
c) Normalidad
d) Ninguna de las anteriores
DESARROLLO:
3.- Se hace pasar una corriente de 30.600 coul a través de una solución electrolítica
y se depositan en el cátodo 6,4 gramos de un elemento metálico. Se desea conocer
el peso equivalente del mismo.
5.-a temperatura de 25°C y a la presión de 690 mm de mercurio, cierta cantidad de oxígeno ocupa un volumen
de 80 ml ¿Cuál será el volumen ocupado por el gas en condiciones normales?
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a) La cantidad de sustancia, expresada en moles de Fe2O3 que se producen partir de 2,5 mol de sulfuro
de hierro II
b) La cantidad de sustancia, expresada en moles de FeS que se necesitan para producir 3,5 mol de
Fe2O3
c) la cantidad de sustancia, expresada en moles de SO2 que se produce a partir de 3 mol de FeS
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NOMENCLATURA
FÓRMULA NOMENCLATURA STOCK
TRADICIONAL
PAREO: Coloque en la COLUMNA A el numero que pertenezca a la definición o concepto que usted considere correcta, el cual
está en la COLUMNA B.
COLUMNA A COLUMNA B
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( ) Logaritmo decimal inverso de concentración de iones Hidronio en mol/lts. 5.- Base o hidróxido
( ) Cantidad de energía requerida para que se libere el Peso Equivalente. 6.- Desplazamiento
12.- PTN
13.- pOH
15.- …Boyle-Mariotte
DESARROLLO: Balancee las siguientes ecuaciones químicas.
b) N2 + 3H2 NH3
f) Br2 + Na NaBr
Mn O 2 3
PO 2 5
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IO 2
KOH
Pb(OH) 2
H PO 3 4
HBrO
Na SO 2 3
KClO 4
CuCO 3
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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