viernes, 19 de diciembre de 2014

martes, 16 de diciembre de 2014

Lo "peta" en los karaokes: "All about that space."

La canción  está dedicada a la aeronave Orión, lanzada recientemente y que podría ser utilizada en un futuro para trasladar personas a Marte.

Aquí tienes el flashmob realizado por los estudiantes que está realizando las prácticas en el Centro Espacial Johnson de la NASA:

https://www.youtube.com/watch?v=kHy08ZPav88#t=55



Y a tí ¿Qué evento científico o tecnológico te ha impactado últimamente? ¿Te animas a ponerle música y letra?  Enviadnos vuestros trabajos al mail o incorporadlos como comentario en esta entrada.
¡Féliz Navidad!

miércoles, 3 de diciembre de 2014

MOL, FÓRMULAS QUÍMICAS, GASES Y DISOLUCIONES

CONCEPTOS
EJERCICIOS RELACIONADOS
EL MOL
El mol es la unidad internacional de cantidad de materia.

Equivale a un número de avogadro de partículas
Nº de partículas= n.NA
Donde n es  el número de moles y NA es el número de Avogadro (6,022.1023partículas/mol)

La masa de un mol equivale a la masa de la partícula (atómica o molecular) expresada en gramos (que se llama masa molar)
n=m(g)/Mm
Donde n es el número de moles; m(g) es la masa expresada en gramos y Mm la masa molar de la sustancia.

1.- ¿ A cuántos gramos equivalen 4 moles de ácido sulfúrico?. Sol: 392 g.
2.- ¿Cuántas moléculas de butano, hay en 348 g de dicho compuesto?.
Sol: 3,61x1024 moléculas.
3.- Una cucharilla de 100 cc de capacidad llena de agua, ¿ cuántas moléculas de agua
contiene?. Sol: 3,34x1024 moléculas.
4.-¿Cuántos átomos de fósforo hay en 0,25 moles de pentaóxido de difósforo?.
Sol: 3,01x1023 át.de P.
5.-Calcula la masa en gramos de 2x1024 átomos de cinc. Sol: 217,2 g de Zn.
6.- Calcula el número de moléculas contenido en 1 cc de agua pura. Sol: 3,3x1022
Moléculas
7.- ¿ Cuántos gramos de oxígeno hay en 0,30 moles de Be (NO3)2?. Sol:28,8 g de
oxígeno.
LAS FÓRMULAS QUÍMICAS
Fórmula empírica  Proporción simple entre los átomos que forman un compuesto.
Fórmula molecular Número real de átomos de cada elemento que entran a formar parte de la molécula del compuesto.
Composición centesimal. Masa en gramos de cada elemento que hay en 100 g del compuesto.
Calculo de la fórmula empírica: Conocida la composición centesimal, dividimos  cada porcentaje entre la masa atómica del elemento. Obtenemos así el número de moles de cada elemento que hay en 100g. Después relacionamos cada uno de estos moles con aquel que tenga el valor más pequeños. Obtendremos una relación de números enteros y sencillos.
Cálculo de la fórmula molecular Conocida la fórmula empírica y la masa molar del compuesto, averiguamos cuántas veces cabe una masa-fórmula empírica en una masa molar. Debe corresponder a un número entero.

8. La aspirina y el paracetamol son dos de los analgésicos más populares. Determina la fórmula molecular de cada uno a partir de la
siguiente información:
a)Un gramo de aspirina contiene 0,60 g de carbono, 0,044 g de hidrógeno y el resto de oxígeno; la masa molecular de la aspirina es 180. Sol: C9H8O4
b)La composición centesimal del paracetamol es 63,57% de carbono, 5,96% de hidrógeno, 9,27% de nitrógeno y 21,19% de oxígeno y su
masa molecular es 151. Sol: C8H9NO2
9.- Una muestra de 1,20 g de un compuesto con solo carbono e hidrógeno ardió
completamente en exceso de oxígeno, dando 3,60 g de CO2 y 1,96 g de H2O. Determina
su fórmula empírica. Sol: (C3H8)n
10.- La vitamina C es un compuesto que está formado únicamente por
carbono, hidrógeno y oxígeno. La combustión de una muestra de 1,76 g
de vitamina C da lugar a 2,64 g de dióxido de carbono y 0,720 g de
agua. ¿Cuál es la fórmula empírica de la vitamina C. Sol: (C3H4O3)n
ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES
                          P.V=nRT
P es la presión (en atmósferas).
V el volumen (en L)
n es el número de moles
R es la constante de Rydberg para los gases 
( 0,082atm.L.mol-1.K-1)
T es la temperatura en Kelvin.

Otra forma de expresar esta ecuación:
                    P.Mm=rRT

Donde Mm es la masa molar y r la densidad en g/L
10.- Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO2 o SO3. Para resolver la duda, los introducimos en un recipiente de 1 l y observamos que la presión que ejercen a 27ºC es de 1,5 atm. ¿De qué gas se trata?
11.- Al quemar totalmente 0,210 g de un compuesto que contiene solamente C y H se
obtuvieron 0,660 g de dióxido de carbono. Por otra parte se determinó que la densidad
de este hidrocarburo es de 1,87 g/L a 273 K y 1 atm. Establece la fórmula de la sustancia. Sol: C3H6
LEY DE DALTON DE LAS PRESIONES PARCIALES
 En una mezcla gaseosa la presión total es la suma de las presiones parciales de cada componente (Siendo ésta la presión que tendría en estado puro en las misma condiciones que la mezcla)

PT=P1+P2+P3+…..+Pn
Se demuestra además que:
                           Pi=XiPT
Donde Xi es la fracción molar del componente i (moles de i respecto a los moles totales)
12.- Una mezcla de dos gases formada por 28 g de N2 y 64 g de O2, están a la temperatura de de 26º en un recipiente de 20 L. halla la presión de la mezcla y la presión de cada gas.
 13. Un recipiente de 2 litros contiene, a 27ºC, una mezcla de gases formada por 0,8 gramos de monóxido de carbono,1,6 gramos de dióxido de carbono y 1,4 gramos de metano(CH4) Calcular:
a) El número de moles de cada gas.
b) La fracción molar de cada gas.
c) La presión total y la parcial de cada gas.

DISOLUCIONES
Son mezclas homogéneas en las que el componente minoritario se llama soluto y el mayoritario disolvente.

CONCENTRACIÓN DE DISOLUCIONES
Riqueza en peso
Son los gramos de soluto que hay en 100 g de disolución.
C(%)=(m(g) de soluto/m(g) de disolución)x100

Concentración en gramos/litro
Son los gramos de soluto que hay en 1L de disolución.

C(g/L)= m(g) de soluto/V(L) de disolución

Concentración molar(M)
Son los moles de soluto que hay en 1L de disolución.
M=n de soluto/V(L) de disolución

DILUCIÓN
Proceso mediante el cual se adiciona agua a una disolución concentrada para obtener una de menor concentración (diluida).
El volumen añadido y la concentración obtenida son magnitudes inversamente proprocionales.

C.V=c.v
14.- La sal común, NaCl, se obtiene en las salinas  por evaporación del agua del mar. Si el agua del mar Mediterráneo contiene un 3,5% en peso de NaCl y su densidad es 1,015 kg/L, ¿qué volumen de agua de mar tendríamos que evaporar para obtener 1 kg de sal común?
15.- Se prepara una disolución a partir de 40 g de alcohol etílico añadiéndole agua hasta alcanzar un volumen total de 250 cm3. Determina su concentración molar. Sol: 3,5 M.
16.- Una disolución de ácido sulfúrico tiene una densidad de 1,60 g/mL y contiene el
69,1% en masa de ácido puro. a)Expresa la composición de esta disolución en g/L y mol/L. Sol: 1105,6 g/L; 11,28mol/L.
17.- ¿Qué masa de soluto se debe añadir a 240 mL de una disolución del 25% en masa y
densidad 1,24 g/mL para aumentar su concentración hasta el 40%? 
18.- El ácido clorhídrico del 36,5% en peso tiene una densidad de 1,15 g/mL. ¿Cuántos
mililitros de ese ácido serán necesarios para preparar 1 L de ácido clorhídrico 0,1M?
Sol:8,7mL


1.- ¿ A cuántos gramos equivalen 4 moles de ácido sulfúrico?.
4mol H2SO4.98g/1mol= 392g

2.- ¿Cuántas moléculas de butano, hay en 348 g de dicho compuesto?.
Mm(C4H10)= 4x12+10= 58g/mol
348g.1mol/58g.6,022.1023moléculas/mol= 3,61x1024 moléculas

3.- Una cucharilla de 100 cc de capacidad llena de agua, ¿cuántas moléculas de agua
contiene?.
100cc equivale a 100g de agua.
100g.1mol/18g.6,022.1023 moléculas/mol= 3,34x1024 moléculas

4.-¿Cuántos átomos de fósforo hay en 0,25 moles de pentaóxido de difósforo?.
0,25mol.6,022.1023moléculas/mol.2átomos deP/1molécula= 3,01x1023 át.de P

5.-Calcula la masa en gramos de 2x1024 átomos de cinc.
2.1024 át. 1mol/6,022.1023átomos.65,4g/mol= 217,2 g de Zn.

6.- Calcula el número de moléculas contenido en 1 cc de agua pura.
1cc equivale a 1 g de agua.
1g.1mo/18g.6.022.1023moléculas/mol=3,3x1022Moléculas

7.- ¿ Cuántos gramos de oxígeno hay en 0,30 moles de Be (NO3)2?.
0,30mol de Be(NO3)2. 6mol de O/1mol de Be(NO3)2. 16g de O/1mol de O=:28,8 g deO

8. La aspirina y el paracetamol son dos de los analgésicos más populares. Determina la fórmula molecular de cada uno a partir de la siguiente información:
a)Un gramo de aspirina contiene 0,60 g de carbono, 0,044 g de hidrógeno y el resto de oxígeno; la masa molecular de la aspirina es 180.
Moles de C  0,60/12= 0.05mol; Moles de hidrógeno 0,044/1=0,044 mol.
Moles de oxígeno (1-0,644)/16= 0,022 mol
C/O= 0,05/0,022= 2,25=9/4
H/O=0,044/0,022=2=8/4
Fórmula empírica= C9H8O4
Masa empírica = 9x12+8+4x16=180= Masa molecular
Fórmula molecular= fórmula empírica= C9H8O4
b)La composición centesimal del paracetamol es 63,57% de carbono, 5,96% de hidrógeno, 9,27% de nitrógeno y 21,19% de oxígeno y su masa molecular es 151.
n(C)=63,57/12= 5,3mol;   n(H)=5,96/1=5,96mol; n(N)=9,27/14= 0,66mol; 21, n(O)=19/16= 1,3mol
C/N=5,3/0,66= 8
H/N=5,96/0,66= 9
O/N= 1,3/0,66=2
Fórmula empírica C8H9O2N
Masa f.empírica= 151=masa molecular.
Fórmula molecular C8H9O2N

9.- Una muestra de 1,20 g de un compuesto con solo carbono e hidrógeno ardió
completamente en exceso de oxígeno, dando 3,60 g de CO2 y 1,96 g de H2O. Determina
su fórmula empírica.
Mm(CO2)=44g/mol
3,60g de CO2 (12gC/44gCO2)= 0,982g de C   n(C)=0,082mol
1,20-0,982=0,218g deH           n(H)=0,218/1= 0,218 mol
C/H=0,218/0,082= 2,66=8/3;           C3H8

10.- La vitamina C es un compuesto que está formado únicamente por
carbono, hidrógeno y oxígeno. La combustión de una muestra de 1,76 g
de vitamina C da lugar a 2,64 g de dióxido de carbono y 0,720 g de
agua. ¿Cuál es la fórmula empírica de la vitamina C.
2,64gCO2x1molC/44g CO2= 0,06 mol
0,720gdeH2O.2molH/18g de H2O= 0,08mol
M(g) de oxígeno=1,76-(0,06x12+0,04)= 1g  n(O)=1/16= 0,0625mol
O/C=0,0625/0,06=1
H/C=0,08/0,06=4/3
C3H4O3

10.- Tenemos 4,88 g de un gas cuya naturaleza es SO2 o SO3. Para resolver la duda, los introducimos en un recipiente de 1 l y observamos que la presión que ejercen a 27ºC es de 1,5 atm. ¿De qué gas se trata?
Masas atómicas  O=16 ; S=32
P.V=nRT;  n=P.V/RT= 1.1,5/(0,082x300)= 0,061mol
n=m(g)/Mm;   Mm=m(g)/N= 4,88/0,061= 80g/mol
Mm(SO2)= 32+2x16= 64g/mol;   Mm(SO3) = 32 + 3x16= 32 + 48= 80g/mol
Se trata de SO3

11.- Al quemar totalmente 0,210 g de un compuesto que contiene solamente C y H se
obtuvieron 0,660 g de dióxido de carbono. Por otra parte se determinó que la densidad
de este hidrocarburo es de 1,87 g/L a 273 K y 1 atm. Establece la fórmula de la sustancia. Sol:
FÓRMULA EMPÍRICA
n(C)= 0,660g de CO2.1 mol de C/44 g deCO2= 0,015 mol.
m(g) de C= 0,015x12= 0,18g
m(g) de H= 0,210-0,18= 0,03g       n(H)= 0,03/1= 0,03 mol
H/C=0,03/0,015=2        (CH2)
MASA MOLAR
P.Mm=ρRT;      Mm= ρRT/P= 1,87.0,082.273/1= 42g/mol
Masa f. Empírica= 12+2=14;     42/14= 3
Fórmula molecular C3H6

12.- Una mezcla de dos gases formada por 28 g de N2 y 64 g de O2, están a la temperatura de e 26º en un recipiente de 20 L. halla la presión de la mezcla y la presión de cada gas.
N(N2)=28/28= 1mol      P(N2)= nRT/V= 1.0,082.(273+26)/20= 1,23 atm.
N(O2)= 64/32= 2mol;  P(O2)= 2,46atm.
PT= 1,23+2,46= 3,69atm.

 13. Un recipiente de 2 litros contiene, a 27ºC, una mezcla de gases formada por 0,8 gramos de monóxido de carbono,1,6 gramos de dióxido de carbono y 1,4 gramos de metano(CH4) Calcular:
a     El número de moles de cada gas.
n(CO)= 0,8/28= 0,029mol;  n(CO2)=1,6/44= 0,036mol;  n(CH4)= 1,4/16= 0,088mol

       La fracción molar de cada gas.
X(CO)=0,029/(0,029+0,036+0,088)= 0,029/0,153=0,19
X(CO2)=0,036/0,153= 0,24
X(CH4)= 0,088/0,153= 0,58
    
         La presión total y la parcial de cada gas.
P=nRT/V=0,153.0,082.300/2= 1,9atm.
P(CO)=0,19x1,9= 0,36atm; P(CO2)=0,24.1,9= 0,46atm; P(CH4)=0,58.1,9= 1,1atm.
14.- La sal común, NaCl, se obtiene en las salinas  por evaporación del agua del mar. Si el agua del mar Mediterráneo contiene un 3,5% en peso de NaCl y su densidad es 1,015 kg/L, ¿qué volumen de agua de mar tendríamos que evaporar para obtener 1 kg de sal común?
3,5=(1000/m(g)disolución)x100);  m(g)disolución= 100000/3,5= 28571g= 28,6kg;
V=m/d=28,6/1,015= 28,1L

15.- Se prepara una disolución a partir de 40 g de alcohol etílico añadiéndole agua hasta alcanzar un volumen total de 250 cm3. Determina su concentración molar.
Mm(C2H6O)= 46g/mol;   n=40/46= 0,87mol      M=n/V(L)= 0,87/0,25=3,5mol/L

16.- Una disolución de ácido sulfúrico tiene una densidad de 1,60 g/mL y contiene el 69,1% en masa de ácido puro. a)Expresa la composición de esta disolución en g/L y mol/L. g/L;
M= (69,1g.1mol/98g):(100gx1mL/1,60gx1L/1000mL)=69,1x1,60x1000/(98x100)= 11,28mol/L
C(g/L)= 11,28molx98g/mol/1L= 1105,6g/L

17.- ¿Qué masa de soluto se debe añadir a 240 mL de una disolución del 25% en masa y
densidad 1,24 g/mL para aumentar su concentración hasta el 40%?
25=[m(g) de soluto/(240mLx1,24g/mL)]x100;  25/100= m(g)de soluto/297,6;
m(g) de soluto= 0,25.297,6= 74,4g
40=[(74,4+x)/(297,6+x)].100;   0,4(297,6+x)=74,4+x; 193,44 + 0,4x= 74,4+x;
193,44-74,4= x-0,4x; 119,04=0,6x; x= 119,4/0,6= 198,4g

18.- El ácido clorhídrico del 36,5% en peso tiene una densidad de 1,15 g/mL. ¿Cuántos
mililitros de ese ácido serán necesarios para preparar 1 L de ácido clorhídrico 0,1M?
M(HCl)= (36,5x1,15x1000):(36,5x100)= 11,5M
C.V=c.v;   V=c.v/C= 0,1x1/11,5= 0,0087L= 8,7mL

lunes, 1 de diciembre de 2014

CALENDARIO DE ADVIENTO QUÍMICO

Cada día un compuesto químico interesante.
¿Sabías que el chocolate es rico en teobromina? Un alcaloide parecido a la cafeína y especialmente tóxico para los perros.
http://www.compoundchem.com/2014advent2/#day1