“RECONOCIMIENTO GENERAL Y DE ACTORES”

Materia:

PROCESOS QUIMICOS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

CEAD MIAMI(FLORIDA)

2014

Desarrollar los siguientes ejercicios de propiedades de la materia

a) Una sustancia sólida blanca A se calienta intensamente en ausencia de aire y se descompone para formar una nueva sustancia blanca B y un gas C. El gas tiene exactamente las mismas propiedades que el producto que se obtiene cuando se quema carbono con exceso de oxígeno. Con base en estas observaciones, ¿podemos determinar si los sólidos A y B y el gas C son elementos o compuestos? Explique sus conclusiones para cada sustancia.

Rta:

C : Es un compuesto ya que contiene carbono y oxígeno.

A: Es un compuesto puesto que contiene al menos carbono y oxígeno.

B: No está definido por los datos indicados por lo tanto es probablemente un compuesto porque pocos elementos existen en forma de sólidos blancos.

b) Clasifique cada una de las siguientes como sustancia pura o mezcla; si es una mezcla, indique si es homogénea o heterogénea: (a) arroz con leche; (b) agua de mar; (c) magnesio; (d) gasolina.

Arroz con leche: Mezcla heterogénea

Agua de mar: Mezcla homogénea

Magnesio: Sustancia pura

Gasolina: mezcla homogénea

c) En un intento por caracterizar una sustancia, un químico hace las siguientes observaciones. La sustancia es un metal lustroso color blanco plateado que se funde a 649ºC y hierve a 1105ºC; su densidad a 20ºC es de 1.738 g/cm3. La sustancia arde en aire, produciendo una luz blanca intensa, y reacciona con cloro para producir un sólido blanco quebradizo. La sustancia se puede golpear hasta convertirla en láminas delgadas o estirarse para formar alambres, y es buena conductora de la electricidad. ¿Cuáles de estas características son propiedades físicas y cuáles químicas?

Rta:

Propiedades físicas: blanco plateado; lustroso. Propiedades químicas: Arde en el aire; reacciona con Cl2

d) Un matraz contiene un líquido transparente e incoloro. Si es agua, ¿cómo podría determinar si contiene sal de mesa disuelta o no? ¡No la pruebe!

Rta: Primero calentar el líquido a 100°C para así poder evaporar el agua, si hay residuos, medir las propiedades físicas del residuo, si las propiedades concuerdan con las de la sal, el agua contenía sal común disuelta pero si las propiedades no concuerdan, el residuo es un sólido disuelto diferente y si no hay residuo, no está presente un sólido disuelto.

e) Lea la siguiente descripción del elemento zinc e indique cuáles de las propiedades son físicas y cuáles químicas. El zinc es un metal color gris plateado que funde a 420°C. Cuando se añaden gránulos de zinc a ácido sulfúrico diluido, se desprende hidrógeno y el metal se disuelve. El zinc tiene una dureza en la escala Mohs de 2.5 y una densidad de 7.13 g/cm3 a 25°C. Reacciona lentamente con oxígeno gaseoso a temperaturas elevadas para formar óxido de zinc, ZnO correspondientes unidades, fundamentales.

Rta: Físicas: Gris plata; punto de fusión 420, de dureza de Mohs 2,5; densidad de 7,13 a 25

Químicas: El metal reacciona con el oxígeno a temperaturas elevadas para producir ZnO

2. Unidades de Medición

a) Qué potencia decimal representan las siguientes abreviaturas: (a) d; (b) c; (c) f; (d) μ; (e) M; (f) k; (g) n; (h) m; (i) p?

Rta:

a) d Deci 1*10^-1b) c Centi 1*10^-2c) f Femto 1*10^-15d) μ Micro 1*10^-6e) M Mega 1*10^6f) k Kilo 1*10^3g) n Nano 1*10^-9h) m Mili 1*10^-3i) p Pico 1*10^-12

b) Una muestra de tetracloruro de carbono, un líquido que solía usarse para el lavado en seco, tiene una masa de 39.73 g y un volumen de 25.0 mL a 25°C. Calcule su densidad a esta temperatura. ¿El tetracloruro de carbono flota en agua? (Los materiales menos densos que el agua flotan en ella.) (b) La densidad del platino es de 21.45 g/cm3 a 20°C. Calcule la masa de 75.00 cm3 de platino a esa temperatura. (c) La densidad del magnesio es de 1.738 g/cm3 a 20°C. Calcule el volumen de 87.50 g de este metal a esa temperatura. Rta:

Densidad: 39.73g/25mL= 1.58 g/cm3 Por tanto no flota en el agua.

Masa: 21.45x75 = 1608.75 g

Volumen: 87.5g/1.738g/cm3 = 50.35 cm3

d) Para identificar una sustancia líquida, una estudiante determinó su densidad. Empleando una probeta graduada, midió una muestra de 45 mL de la sustancia. A continuación, determinó la masa de la muestra, encontrando que pesaba 38.5 g. Ella sabía que la sustancia tenía que ser alcohol isopropílico (densidad = 0.785 g/mL) o bien tolueno (densidad =0.866 g/mL). ¿Cuál fue la densidad calculada y cuál es la probable identidad de la sustancia?

Rta: : Densidad calculada 0.86 g/mL.

La sustancia es probablemente tolueno

e) El oro puede martillarse hasta formar láminas extremadamente delgadas llamadas pan de oro. Si un trozo de 200 mg de oro (densidad = 19.32 g/cm3) se martillea hasta formar una lámina ¿que mide 2.4x1.0 ft, calcule el espesor medio de la lámina en metros. ¿Cómo podría expresarse el espesor sin notación exponencial, empleando un prefijo métrico apropiado?

Rta: 4.6 X 10-8 = 46nm

3. Balanceo de ecuaciones químicas

a) ¿Qué principio o ley científica se aplica en el proceso de balancear ecuaciones químicas? (b) Al balancear ecuaciones, ¿por qué no deben modificarse los subíndices de las fórmulas químicas? (c) ¿Qué símbolos se emplean para

representar gases, líquidos, sólidos y soluciones acuosas en las ecuaciones químicas?

Rta: a.1) El principio o ley científica de la conservación de la masa.

b.1) Puesto que si se cambian o modifican los subíndices de manera directa cambia la identidad del compuesto.

c.1) g , l , s , ac

b) Balancee las ecuaciones siguientes

CH4(g) + Cl2(g) → CCl4(l) + HCl(g)

Rta: CH4 (g) +4Cl2(g) →CCl4 (l) + 4HCl(s)

Al4C3(s) + H2O(l) →Al(OH)3(s) + CH4(g)

Rta: Al4C3(s) +12H2O (l) → 4AL (OH)3(S) +3CH4 (g)

C4H10O(l) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)

Rta: C4H10O (l) +62(g) → 4CO2 (g) + 5H2O (g)

Fe(OH)3(s) + H2SO4(ac) → Fe2(SO4)3(ac) + H2O(l)

Rta: 2Fe (OH) 3(s) +3H2SO4 (AC) → Fe (SO4)3 (ac) + 6H2O (l)

Mg3N2(s) + H2SO4(ac) → MgSO4(ac) + (NH4)2SO4(ac)

Rta: Mg3N2(s) +4H2SO4 (ac) → 3MgSO4(ac) + (NH4)2SO4(ac)

c) Balancee las ecuaciones siguientes:

Li(s) + N2(g) → Li3N(s)

Rta: 6Li(s) + N2(g) → 2Li3N(s)

TiCl4(l) + H2O(l) → TiO2(s) + HCl(ac)

Rta: TiCl4(l)+ 2H2O(l) → TiO2(s) + 4HCL(ac)

NH4NO3(s) → N2(g) + O2(g) + H2O(g)

Rta: 2NH4NO3(s) → 2N2(g) + O2(g) + 4 H2O(g)

Ca3P2(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(ac) + PH3(g)

Rta: Ca3P2(s) + 6 H2O(l) → 3Ca(OH)2(ac) + 2PH3(g)

Al(OH)3(s) + HClO4(ac) → Al(ClO4)3(ac) + H2O(l)

Rta: Al(OH)3(s) + 3HClO4(ac) → Al(ClO4)3(ac) + 3H2O(l)

AgNO3(ac) + Na2SO4(ac) → Ag2SO4(s) + NaNO3(ac)

Rta: 2AgNO3(ac) + Na2SO4(ac) → Ag2SO4(s) + 2NaNO3(ac)

N2H4(g) + N2O4(g) → H2O(g) + N2(g)

Rta: 2N2H4(g) + N2O4(g) → 4H2O(g) + 3N2(g)

d) Escriba ecuaciones químicas balanceadas que correspondan a cada una de las descripciones siguientes: (a) El carburo de calcio sólido, CaC2, reacciona con agua para formar una disolución acuosa de hidróxido de calcio y acetileno gaseoso, C2H2.

Rta: CaC2(s) + 2H2O(i) → Ca(OH)2(ac) + C2H2(g)

e) Convierta estas descripciones en ecuaciones balanceadas:(a) Cuando trióxido de azufre gaseoso reacciona con agua, se forma una disolución de ácido sulfúrico.

Rta: SO2(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

4. TERMODINAMICA

a) Un tanque rígido de 0,8 m3 contiene gas de nitrógeno a 600 kPa y 300 K. Entonces, se comprime isotérmicamente el gas hasta un volumen de 0,1 m3. El trabajo efectuado sobre el gas durante este proceso de comprensión es.

Rta:

W = n.R.T. Ln(V2/V1)

n = P.V / R.T

n = 600 x 0.8 / 8,314 x 300 = 0.1924464758239

W =  n x 8,314 x 300  Ln (0,1 / 0,8)

W =  0.1924464758239 x 8,314 x 300  Ln (0,1 / 0,8)

W= 479.9999999999714 Ln (0,1 / 0,8)

W= 60  Kpa Trabajo efectuado