ejercicios de quimica IV resueltos-59

Vista previa del material en texto

EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA 175 JUNIO 2007 
 
 169
Para que reaccionen los 10 mL de disolución de HCl, necesitaríamos 2,4 g 
de permanganato potásico. Como tenemos 3,0 gramos, éste es el reactivo 
en exceso, o lo que es lo mismo, el HCl es el reactivo limitante. 
 
ESTRATEGIA DE RESOLUCIÓN 2 
 
Otra opción podría ser el cálculo de los moles de un producto que podemos 
obtener a partir de los dos reactivos presentes. El que produzca menor 
cantidad de producto es el limitante. En este caso, a partir de 3,0 g de 
permanganato potásico se pueden calcular los moles que se obtendrían de 
Cl2. El mismo cálculo se debe llevar a cabo a partir de 10 mL de disolución 
de HCl. 
 
4 2
4 2
4 4
1 mol KMnO 5 mol Cl 80 3,0 g KMnO = 0,038 moles de Cl 158,1 g KMnO 2 mol KMnO 100 ⋅ ⋅ ⋅ 
 
 
2
2
 1,18 g dis. HCl 37 g HCl 1 mol HCl10 mL dis. HCl 1 mL dis. HCl 100 g dis. HCl 36,5 g HCl
5 mol Cl 80 = 0,030 moles de Cl16 mol HCl 100 
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅
 
 
De nuevo se deduce que el reactivo limitante es el HCl, ya que a partir de 
él se obtiene menor cantidad de cloro que partiendo del permanganato 
potásico. 
Para determinar el volumen de cloro que se recoge, se deben calcular los 
moles de dicho compuesto que se producen. Los moles de cloro obtenidos 
(0,030 moles) se han calculado en el apartado anterior a partir del reactivo 
limitante, el ácido clorhídrico. Se debe tener en cuenta que el cloro se va a 
recoger sobre agua; por lo tanto, en el volumen de recogida se tendrá una 
mezcla de Cl2 y vapor de agua en equilibrio a 25 ºC. 
176 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 3 
 170 
( )
22 2 2
2 2
T v,H OCl Cl Cl
T v,H O Cl
P V = n RT sabiendo que : P = P - P
(P - P ) V = n RT 
1 atm atm·L760- 23,76 mm Hg V = 0,030 mol 0,082 (273+ 25) K760 mm Hg mol·K
⎡ ⎤
⎢ ⎥
⎣ ⎦
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
2V = 0,76 L Cl
 
 
2.- a) ¿Cuál es el valor de “n” más bajo en el cual se encuentran orbitales 
“f”? y ¿cuántos orbitales “f” existen en un nivel energético? 
b) Indicar qué tipo de enlace debe romperse: 
 Al fundir hielo. 
 Al fundir hierro. 
 Al fundir CsCl. 
 Al evaporar nitrógeno líquido. 
c) Determinar en 1, 2, 3 y 4: 
 Fases presentes. 
 Composición de dichas fases. 
 Porcentaje de esas fases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Líquido 
Líquido + β
β
Líq.+ α 
α + β
α 
Composición (%)
0 % B 100 % B 
· 1 
· 2 · 3 
· 4 
T (ºC) 
600 
850 
 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA 177 JUNIO 2007 
 
 171
Resolución 
a) El número cuántico n indica el nivel de energía. El número cuántico l 
indica la forma de los orbitales. Así: 
 
Si l = 0 orbital s
 l = 1 orbital p
 l = 2 orbital d
 l = 3 orbital f
→
→
→
→
 
 
Teniendo en cuenta que l toma valores de 0 hasta n-1, para que l sea 3, n 
debe ser, al menos, 4. 
El número de orbitales existentes coincide con los valores que toma el 
número cuántico m que varían entre –l y +l pasando por el cero. Dicho 
número indica la orientación de los orbitales. Así, cuando l= 3 (orbitales f) 
m toma 7 valores (-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3), luego los orbitales f son siete. 
 
b) 1. En la fusión de hielo se rompen uniones entre moléculas de agua. 
Estas fuerzas intermoleculares son puentes de hidrógeno. 
2. En la fusión del hierro, que es un metal, se deben romper enlaces 
metálicos. 
3. Para fundir una sal como el cloruro de cesio, se deben de romper las 
estructuras cristalinas que forman dicha sal constituidas mediante enlaces 
iónicos. 
4. Al evaporar nitrógeno se deben romper enlaces intermoleculares N2-N2 o 
fuerzas de van der Waals. 
 
c) En el problema se presenta el diagrama de fases (temperatura frente a 
composición) de una mezcla binaria A-B a presión atmosférica. En él se 
muestran: 
• Tres zonas en las cuales existe una única fase: líquida, sólida α y 
sólida β. 
• Tres zonas en las que coexisten dos fases: líquida + sólida α, líquida 
+ sólida β y sólida α + sólida β. 
En cada una de estas fases existe componente A y componente B. 
Las fases presentes, se determinan por la zona del diagrama en la que se 
sitúa el punto marcado. La composición de dichas fases, se leen en el eje x 
de dicha gráfica. Por último, el porcentaje de dichas fases se determina