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1 Centro Preuniversitario de la UNS S-08 Ingreso QUÍMICA Ciclo 2022-II “CALCULOS QUÍMICOS” Docente: Equipo docente INTRODUCCIÓN Es el conjunto de unidades planteadas con la finalidad de expresar la masa de las sustancias y su relación con el número de partículas contenidas en ella (átomos, iones, moléculas, etc).El uso de estas unidades y otros términos relacionados se hace necesario porque es imposible determinar en forma directa la masa real de los átomos y las moléculas debido a sus dimensiones muy pequeñas y microscópicas. MASA ATÓMICA Es la masa relativa de un átomo, comparada con la doceava parte de un átomo de carbono 12, la cual recibe el nombre de unidad de masa atómica (uma) 1 uma = 1,67 x 10-24g La masa atómica se encuentra tabulada en la tabla periódica y generalmente es dato en un problema. Ejemplos: Elemento Símbolo Masa Atómica Hidrógeno H 1,008 uma Litio Li 6,941 Oro Au 197,0 MOL Es la unidad del sistema internacional (SI) para expresar la cantidad de sustancias que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas u otras partículas) como átomos hay exactamente 12 gramos (0,012 Kg) de carbono 12. Ejemplo: Au = 197,0 uma = 197,0 g = 1 mol El número real se determina experimentalmente y esto es el número de Avogadro. NÚMERO DE AVOGADRO (NA) En el laboratorio de química se trabaja con enormes cantidades de números de átomos y moléculas y las masas de las sustancias lo medimos generalmente en gramos en vez de unidades de masa atómica, por esta razón para entender cuantitativamente lo que sucede en química es necesario pesar y contar átomos y por lo tanto debemos trazarnos o tomar patrones de medida como sucede por ejemplo en las cosas domésticas cuando vamos al mercado a comprar limones a un mayorista el cual dispone de grandes cantidades de limones que para vender propone tomar como patrón de medida el “ciento” (un ciento = 100 limones) de esta manera un ciento es 100/100, 2 cientos es 200/100, 3 cientos es 300/100, 4 cientos es 400/100, 5 cientos es 500/100 (medio millón), etc. El químico o el ingeniero químico en el laboratorio de química ya sea en alguna institución educativa, de investigación o en la industria trata con enormes cantidades de átomos y moléculas del orden de billones de billones y prefiere tomar una unidad pequeña llamada número de Avogadro que se representa por NA en honor al científico italiano Amadeo Avogadro, cuyo valor es: NA = 6,023 x 10 23 entidades químicas Entendiéndose por entidades químicas: átomos, moléculas, iones, fotones, cuantos, etc Ejemplos: Au = 197,0 uma = 197,0 g = 1 mol = 6,023 x 1023 átomos NÚMERO DE MOLES (n) Es la relación que existe entre la masa de una sustancia expresada en gramos y la masa total de dicha sustancia expresada en g/mol. M mn = MASA MOLAR ( M ) g/mol o Kg/mol La masa molar de un compuesto es la masa en gramos o kilogramos de 1 mol de dicho compuesto, lo que es lo mismo masa molar de un compuesto es la suma de las masas atómicas de cada elemento en el compuesto. Semana N° 08 Equipo Docente Ciclo 2022 – II Semana 08 2 Centro Preuniversitario de la UNS S-08 Ingreso Ejemplo: La masa molar del H2O es 18 g/mol La Masa molecular se expresa en uma. La Masa Molar se expresa en g/mol o Kg/mol Entonces la masa molecular del agua es: 18 uma Esto nos permite comprender que: 1 mol de agua tiene una masa de 18 g y tiene 6,023 x 1023 moléculas de agua. CONDICIONES NORMALES (C.N) Se denominan así a las condiciones de trabajo, donde la presión es 101,325 KPa y la temperatura es 273 K o su equivalente en atmósferas y grados Celsius. A menudo se abrevian CNPT o simplemente CN y también TPE. VOLUMEN MOLAR (Vm) Es el volumen que ocupa 1 mol de cualquier gas a condiciones normales de presión y temperatura. Su valor es constante e igual a 22,4 L PESO (MASA) EQUIVALENTE El peso (masa) equivalente de una sustancia es la relación entre la masa atómica o masa molar de la sustancia y su respectivo estado de oxidación o parámetro característico que depende como se produce la reacción en la que participa la sustancia. PARA UN ELEMENTO QUÍMICO El peso (masa) equivalente se determina con la relación entre la masa atómica y el estado de oxidación de dicho elemento oxidaciónEstado atómicaMasaequivmasaPeso =)( PARA UN COMPUESTO QUÍMICO El peso (masa) equivalente se determina por la relación de la masa molar y su respectiva carga del catión o anión. 1. Una muestra de glucosa (C6H12O6) contiene 4 x1022 átomos de carbono. ¿Cuántos moles de glucosa contiene la muestra? a) 6 b) 11 c) 0,11 d) 0,011 e) 1,10 2. Los neutrones que hay en 92 gramos de sodio son: a) 2,89 x1025 b) 1,89 x1024 c) 2,89 x1024 d) 2,89 x1023 e) 2,89 x10-25 3. La masa molar de un compuesto diclorado, si contiene 73,95% en masa de cloro. a) 71 g/mol b) 25 g/mol c) 96 g/mol d) 111 g/mol e) 98 g/mol 4. La sustancia más rica en aluminio es: a) LiAlH4 b) AlCl3 c) Al(OH)3 d) Al2(SO4)3 e) Al2O3 5. Cuando se calienta a 250°C una muestra de un compuesto orgánico que contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, pasa a estado gaseoso y su densidad a 1,2 atm de presión vale 0,84 g/L. Por otro lado, cuando se queman 12,06 g de dicho compuesto, se producen 17,67 g de dióxido de carbono y 7,24 g de agua. Determina su fórmula empírica y molecular. a) CH2O y C2H4O2 b) CH2O y CH2O c) C2H4O2 y CH2O d) CH2O y C6H12O6 e) CH4 y CH2O 6. Los gramos de potasio que hay en 112 g de hidróxido de potasio son: a) 82 b) 78 c) 112 d) 56 e) 87 7. El pigmento que le da el color verde a las plantas y que es responsable de la PROBLEMAS PROPUESTOS M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar Equipo Docente Ciclo 2022 – II Semana 08 3 Centro Preuniversitario de la UNS S-08 Ingreso fotosíntesis y el O2 que respiramos, se llama clorofila y tiene la siguiente estructura: C55H72MgN4O5 La masa molar de la clorofila es: a) 982 g/mol b) 289 g/mol c) 892 g/mol d) 660 g/mol e) 950 g/mol 8. La masa (en gramos) de 3,01 x1023 átomos de sodio es: a) 23 b) 11 c) 46 d) 6,023 x1023 e) 11,5 9. La masa (en gramos) del átomo de aluminio, sabiendo que tiene 27 uma es: a) 4,5 x10-23 b) 4,5 x1023 c) 4,5 x10-24 d) 4,5 x1024 e) 4,5 x10-25 10. 1.5 moles de Cloro puro (Cl2) en condiciones normales (C.N), ocupa un volumen de: a) 1.5 L b) 22.4 L c) 33.6 L d) 44.8 L e) 11,2 L 11. El número de moles presentes en 596 gramos de oxidoclorato de sodio es: a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10 12. Calcular el número de moles de átomos de nitrógeno y el número de moles de átomos de oxígeno presentes en 125 gramos de pentaóxido de dinitrógeno (N2O5). a) 1,15 y 2,89 b) 2,30 y 2,78 c) 1,15 y 5,78 d) 0,575 y 1,15 e) 2,30 y 5,78 13. La sustancia de fórmula CClF3 (comúnmente llamado freón) es del tipo de las denominadas CFC (sustancias con Cl, F y C) que se utilizaban en los repelentes de aerosoles, pero han sido prohibidas por haber pruebas de que causan daños ambientales. ¿Cuántas moléculas de CClF3 se liberan al ambiente si se usa una lata de aerosol conteniendo 140 gramos de la misma? a) 8,07 x10-23 b) 8,07 x1023 c) 8,07 x1024 d) 8,07 x10-24 e) 8,07 x1022 14. Una muestra de 10 g de un compuesto contiene solamente carbón, hidrógeno y oxígeno,dando lugar a 23,98 g de CO2 y 4,91 g de H2O, cuando es sometido a combustión completa. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto? a) C2HO b) C3H3O c) C6H3O2 d) C6H6O e) C3H6O 15. En 20 moles del oxácido trihidrogeno(tetraoxidofosfato) ¿Cuántas moles de hidrógeno hay? a) 10 b) 20 c) 30 d) 50 e) 60 16. En 50 moléculas de glucosa, C6H12O6 ¿Cuántos átomos de carbono hay? a) 6 b) 180 c) 300 d) 72 e) 360 17. La composición porcentual de un compuesto orgánico es 54.4% de C, 9.2% de H y 36.3% de O y su masa molar es de 44 g/mol. Obtenga la fórmula molecular o verdadera de dicho compuesto. a) C2H4O b) C2H3O c) C6H3O2 d) C6H6O e) C3H6O 18. Determine la fórmula empírica de un compuesto que tiene la siguiente composición porcentual en masa: 24.75 % K, 34.77 % Mn, 40.51 % O a) K2MnO4 b) KMnO4 b) K2Mn3O4 d) K2MnO5 e) K2Mn2O5 M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar Equipo Docente Ciclo 2022 – II Semana 08 4 Centro Preuniversitario de la UNS S-08 Ingreso 19. Una gota de etanol (C2H5OH) de 230 mg. Las moléculas de etanol que hay en dicha gota son: a) 6,023 x1023 b) 1,2046 x1024 c) 6,023 x10-23 d) 3,011 x1021 e) 3,011 x1022 20. Una firma escrita con lápiz suele tener aproximadamente 2 mg de masa media. Si suponemos que la materia negra sea carbón puro, determine el número de átomos de carbono que contiene la firma. a) 1,023 x1023 b) 1,004 x1021 c) 6,023 x1023 d) 1,004 x10-20 e) 1,004 x1020 21. Los huesos se una señorita tienen una masa de 12 kg y contienen 40% de Ca3(PO4)2. Calcular los kilogramos de fósforo que existen en los huesos. a) 9,6 b) 96 c) 0,96 d) 0,096 e) 31 22. Los átomos de hidrogeno que existen en 510 g de azano (NH3) son: a) 45 NA b) 90 NA c) 20 NA d) 25 NA e) 15 NA 23. En la oxisal: trioxidonitrato de potasio hay 42 g de nitrógeno, en consecuencia los gramos de potasio son: a) 100 b) 120 c) 117 d) 147 e) 115 24. La fórmula empírica de un oxido de cobre que contiene 80% de cobre es: a) CuO2 b) Cu2O c) Cu2O3 d) CuO e) Cu3O2 25. La fórmula empírica de un compuesto orgánico que contiene 12 g de carbono, 4 átomos de hidrogeno y 6,023 x1020 átomos de oxígeno es: a) CH2O b) CH4O c) C2H3O d) C2H2O e) C2H4O 26. Que masa de cobre es necesario tomar, para que contenga tantos átomos, cuantos se contienen en 2,4 g de magnesio. a) 0.635 g b) 6,35 g c) 63,5 g d) 34 g e) 24 g 27. Marque verdadero (V) o falso (F) según convenga. I. Las moles de 590 g de H2O son igual en número que las moles en 170 g de H2O2 II. Una molécula de agua tiene la misma masa que una molécula de H2O2 III. Una mol de agua tiene la misma masa que una mol de H2O2 IV. En 18 g de agua hay tantas moléculas como en 34 g de H2O2 a) VFFF b) FVVF c) VFVF d) VVFF e) VFFV 28. Si la masa molar de un hidróxido trihidroxilico es 107 g/mol, entonces la masa molar de la oxisal que forma cuando reacciona con el oxácido dihidrogeno(tetraoxidosulfato) es: a) 400 g/mol b) 425 g/mol c) 580 g/mol d) 250 g/mol e) 320 g/mol 29. ¿Cuántos equivalentes gramo de cloruro de hidrógeno existen en 730 g de este compuesto? a) 5 b) 10 c) 15 d) 20 e) 25 30. ¿Cuántos electrones existen en 18,72 g del compuesto cuya fórmula se muestra a continuación? CH3 H3C a) 5,04 NA b) 2,25 NA c) 10,08 NA d) 3,83 NA e) 2,36 NA M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar M. Loyola Resaltar INTRODUCCIÓN
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