PROBLEMAS DE OPOSICION DISOLUCIONES/ELECTROLITOS+CINÉTICA QUÍMICA 1. Una disolución de 20,0 g de HF en 1,0 kg de agua congela a -1,92ºC ¿Cuál es el grado de i onización? Datos: Kc (agua)=1,86 ºC.kg.mol-1; masas atómicas: F=19; H=1. SOL. 0,0323
2. A 25ºC la conductividad molar de una disolución acuosa 0,01 molar del ácido acético es de 1,620.10-3 Ω-1m2mol-1 y la conductividad conductividad límite a dilución infinita es de 39,07.10 39,07.10-3 Ω-1m2mol-1 Calcúlese: a) El pH de la disolución acuosa 0,01 M de ácido acético a 25 ºC b) La conductividad molar y el pH de una disolución acuosa 0,1 M de ácido acético a 25 ºC SOL. a) 3,38; b) 5,202.10-4 -1m2mol-1; 2,88
3. La constante de disociación clásica del ácido propiónico es a 25 ºC de 1,34.10 -5 mientras que las conductividades molares límites de los iones hidrógeno y propionato propionato son respectivamente: respectivamente: 349,8 y 35,8 Ω1 cm2mol-1 Calcular la resistividad resistividad de una disolución 0,100M de ácido ácido propiónico. SOL. 2235,7 cm
4. Medidas de la presión de vapor dan el coeficiente de actividad iónico medio de CdCl2 en una disolución acuosa de CdCl2 0,100 mol/kg a 25ºC y 1 bar como ±=0,228. Calcular 0 y a 25ºC y ºC y un bar para la pila: Cd(s) |CdCl2 (ac, 0,100 mol/kg)|AgCl(s)|Ag(s) Datos: Potenciales normales de electrodo en H 2O a 25ºC y 1 bar: Cd2+|Cd 0 =-0,402 V; AgCl| Ag+ 0 =-0,222V SOL. 0= 0,624V; =0,752 V.
5. Una disolución que contiene 2,92 g de cloruro de sodio en 180 g de agua empieza a congelar a 0,95ºC bajo cero. Admitiendo que el grado de disociación aparente del cloruro de sodio no varíe con la temperatura, calcular la presión de vapor de la disolución a 100ºC. Datos: Kc (agua)=1,86 ºC.kg.mol-1; masas atómicas: Na=23; Cl=35,5. SOL. 1,83 atm.
6. La presión ejercida por el HCN (g) sobre una disolución de HCN 1 M es de 0,02 atm. A una disolución de NaCN 0,33 M se le añade ácido nítrico concentrado hasta que el pH sea 9,699. ¿Cuál será la l a presión del HCN (g) sobre esta nueva disolución? Se considera despreciable el volumen de ácido nítrico añadido. Datos. K a (HCN)= 4.10-10. SOL. 2,2. 10-3 atm.
7. El agua de un lago tiene una temperatura de 0ºC. La temperatura del aire que lo rodea es de -10ºC. Calcúlese el espesor de la capa de hielo que se ha formado al cabo de 24 h, contadas desde el instante en que el agua empezó a helarse. Datos: conductividad térmica del hielo= 0,0053 cal K -1 s-1 cm-1; densidad del hielo= 0,9 g cm-3; calor latente de fusión del hielo= 80 cal g-1. SOL. 7,98 cm.
8. Cuando se mezcla metanol y etanol la disolución se puede considerar ideal. A 20 ºC la presión de vapor del etanol es de 44,5 mm de Hg y la del metanol es de 88,7 mm de Hg. Se han mezclado 40 g de metanol y 60 g de etanol. Calcular las fracciones molares de metanol y de etanol del vapor en equilibrio con el líquido. lí quido. SOL: XMeOH=0,657; XEtOH=0,343
9. Al determinar la movilidad de una especie iónica en una disolución al 20% perfectamente tamponada, el ión empleó un tiempo de 80 minutos en recorrer 2,2cm hacia hacia el electrodo positivo. Los electrodos utilizados utilizados eran de 1,5 cm2 y la intensidad de la corriente es de 5 mA y la resistencia R=5.400 Ω, en una célula de constante 20 cm-1.Calcular la movilidad del ión. SOL. 5,09.10-8 m2V-1s-1
10. A 100 ºC la presión de vapor de una disolución de ferricianuro potásico K 3(CN)6Fe que contiene 20g de sal en 150g de agua, es igual a 746,3 mm de Hg. Calcular los valores de SOL. i=2,518; g=0,629; =0,506
i, g y α para esta sal sal en dichas condiciones. condiciones.
11. Una disolución que contiene 2,92 gramos de NaCl en 180 gramos de agua empieza a congelar de 0,9 ºC bajo cero. Admitiendo que el grado de disociación aparente del cloruro sódico no varía con la temperatura, calcular la presión de vapor vapor de la disolución disolución a 100 ºC. La constante constante crioscópica crioscópica del agua es de 1,86. SOL. 753 mmHg
12. Las conductividades equivalentes límites del formiato de potasio, ácido nítrico y nitrato de potasio son
respectivamente: respectivamente: 128,1; 412,2; y 144,9 Ω-1cm2equ-1.Calcular: a) La conductividad equivalente límite del ácido fórmico b) La conductividad conductividad equivalente de una disolución 0,1 M de ácido fórmico es de 18,6 Ω -1cm2equ-1. Hallar el grado de disociación, α y la l a constante de equilibrio K. -1 2 -1 SOL. a) 395,4 cm eq , b) =0,047; K= 2,32.10-4
13. La constante de disociación clásica del ácido propiónico es a 25 ºC de 1,34.10 -5 mientras que las
conductividades molares límites de los iones hidrógeno y propionato propionato son respectivamente: respectivamente: 349,8 y 35,8 Ω1 cm2mol-1 Calcular la resistividad resistividad de una disolución 0,100M de ácido ácido propiónico. SOL. 22,5 m
14. Calcúlese la conductividad conductividad límite del ácido acético a 298 K, si las correspondientes conductividades conductividades molares límites a dicha temperatura del HCl, NaAc y NaCl son respectivamente: respectivamente: 4,262.10-2 0,910.10-2 y 1,265.10-2 Ω-1.m2.mol-1 SOL. 3,907.10-2 -1cm2mol-1
15. En un voltámetro cuyos electrodos, situados a 10cm uno del otro, tienen una superficie de 5 cm 2, se vierten 50
cm3 de una disolución acuosa que contiene 5,85 gramos de NaCl. Los electrodos están totalmente sumergidos. El valor del coeficiente de disociación disociación es de 0,1. Se aplica una tensión de 5 voltios entre los electrodos. Sabiendo que la velocidad de los iones i ones Na+ es de 5.10-8 m/s y que la del Cl - es de 7.10 -8 m/s. Calcular: a) ¿Cuál es la intensidad de la corriente? b) ¿Cuál es la resistividad de la cuba electrolítica? electrolítica? c) ¿Cuál es la movilidad de los iones Na+ y de los iones Cl-? SOL. a) 1,16 mA; b) 2160 cm;c)1,4.10-5 cm2V-1s-1
16. Al determinar la movilidad de una especie iónica en una disolución al 5% perfectamente tamponada, el ión empleó un tiempo de 243 minutos en recorrer 5,67 cm hacia el electrodo positivo. Los electrodos utilizados eran 1,13 cm2, la intensidad de corriente de 20 mA y la resistencia resistencia de 7.690 Ω, en una célula célula de 18,3 cm-1. Calcular la movilidad del ión. SOL. 5,23.10-5 cm2V-1s-1
17. La conductividad molar de una disolución acuosa 0,01 molar del ácido acético es de 1,620.10-3
Ω-1m2mol-1 y la conductividad conductividad límite a dilución infinita es de 39,07.10 39,07.10-3 Ω-1m2mol-1 Calcúlese: a) El pH de la disolución acuosa 0,01 M de ácido acético a 25 ºC b) La conductividad conductividad molar y el pH de una disolución disolución acuosa 0,1 M de ácido ácido acético a 25 ºC -2 -1 2 -1 SOL. a) 3,38; b) 5,23.10 m mol ; 2,87.
18. La conductividad de los iones plata y cloro son 56,8 y 68,0 Ω -1cm2mol-1 respectivamente, a la temperatura de 20 ºC. Una disolución saturada de cloruro de plata en agua a 20 ºC tiene una conductividad específica de 1,37.10-8 Ω-1cm-1, sin tener en cuenta la conductividad del agua en la que se hizo la disolución. Calcular la solubilidad del AgCl en agua a 20 ºC expresando los resultados en moles /litro, y gramos de sal en 100 cm3 de disolución. SOL. 1,57.10-3 g/L
19. Una disolución disolución de de sulfato sulfato de magnesio magnesio que contiene 6 g por litro congela congela a 0,132 ºC y tiene una resistencia resistencia específica específica de 149,3 Ω.cm. Determinar el grado de disociación disociaci ón aparente del sulfato de magnesio. a) Mediante el factor de Van’t Hoff. Obtenido a partir del punto de congelación congelación de la disolución b) A partir de las conductividades. conductividades. Datos: La constante molal del punto de congelación del agua es 1,86 y la conductividad equivalente límite del sulfato de magnesio es de 132,08Ω-1cm2 SOL. a) 0,422; b) 0,505
20. En una célula de conductancia, conductancia, la constante de la célula es de 456,5 m-1, las resistencias de una disolución
acuosa de cloruro potásico 5.10 -4 mol/litro y del agua con la cual la disolución ha sido preparada son, 6,13.10 4 Ω y 8.106 Ω a 25 ºC, respectivam respectivamente. ente. Calcúlese la conductividad conductividad molar en la disolución disolución acuosa 5.10-4 mol/litro de cloruro potásico a esta temperatura. SOL. 147,8 -1cm2mol-1
21. La conductividad de una disolución acuosa 0,01M de cloruro bárico, a 25ºC, es de 0,2382 -1m-1 y el número de transporte de los iones bario en este electrolito es de 0,4375. Calcúlense las movilidades de los iones Ba+2 y Cl-. Dato: El cloruro de bario es muy soluble en agua. SOL. -=6,94.10-4 cm2V-1s-1; +=5,40.10-4 cm2V-1s-1
22. A 298 K, la conductividad de una disolución saturada de cloruro de plata es de 2,68.10 -4 Ω-1m-1 y la del agua
con la que se preparó la disolución es de de 0.86.10-4 Ω-1m-1. Las conductividades molares límites, en Ω -1m2mol-1 de las disoluciones acuosas de nitrato de plata, ácido clorhídrico y ácido nítrico son respectivamente: 1,33.10-2, 4,26.10-2 y 4,21.10-2. Calcúlese la solubilidad del cloruro de plata en agua a esa temperatura. temperatura. -5 -1 SOL. 1,32.10 mol L .
23. Calcúlese la fuerza iónica de una disolución acuosa del cloruro de bario a 298 K, que tiene una molalidad igual a 0,002 mol/kg y, utilizando la ley l ímite de Debye-Hükel, estímese: estímese: +2 a) Los coeficientes coeficientes de actividad actividad de los iones iones Ba y Cl en esta disolución b) El coeficiente coeficiente de actividad actividad iónica media media de este electrolito. electrolito. SOL. a) Ba2+=0,695; b) Cl-=0,913; b)0,8336
24. En el estudio de la velocidad de reacción correspondiente correspondiente a la descomposición descomposición del pentaóxido de dinitrógeno, a determinada temperatura, temperatura, para dar dióxido de nitrógeno y oxígeno se hallaron los siguientes datos experimentales: Conc. de pentaóxido de dinitrógeno (mol L-1) Velocidad de reacción (mol L-1 s-1) con respecto al pentaóxido
1
0,5
0,2
0,15
8,4. 10 -4
4,3. 10-4
1,7. 10-4
1,25. 10-4
a) Determina el orden de reacción. b) Determina el tiempo de vida media para el pentaóxido de dinitrógeno en este proceso. SOL. a) orden 1; b) 819 s
25. El proceso de degradación de una determinada determinada sustancia sigue una cinética de orden dos con una energía de activación Ea = 21.775 cal/mol cal/mol y un periodo de semidesintegración semidesintegración t1/2=7 horas a 37 ºC para una concentración inicial de 30 mg/L. Calcular: a) El tiempo que tardará en reducirse la concentración concentración inicial a 10mg/L a la temperatura de 37 ºC. b) Hágase lo mismo para una temperatura de 40 ºC SOL. a) t= 14 h; b) t= 10 h
26. Para la reacción de descomposición del N 2O5(g): N2O5 (g)↔NO2 (g) + NO3 (g) se obtuvieron los siguientes datos cinéticos: Exp 1 2
T= 25ºC t(h) 0 6,1 0 6,1
p N2O5 (mmHg) 350 175 500 250
T= 55ºC t(min) 0 8,2 0 8,2
p N2O5 (mm Hg) 350 175 500 250
a) Determinar el orden de reacción b) Calcular las constantes de velocidad a 25 y 55ºC. c) Calcular la energía de activación y el factor de frecuencia
SOL. a) orden 1; b) k 1= 3,156.10-5 s-1; k 2= 1,409. 10-3 s-1; c) Ea= 1,02.103 J mol-1; A= 3,44.1013 s-1
27. Una reacción entre dos sustancias gaseosas A y B, se produce a una velocidad medible obteniéndose obteniéndo se los siguientes datos:
Número de experimento
inicial moles/litro A
o
inicial moles/litro B
o
Velocidad inicial moles litro minuto
1,00.101,00.101,00.102,00.103,00.104,00.10-
1 2 3 4 5 6
0,25.100,50.101,00.101,00.101,00.10- 1,00.10-
0,26.100,52.101,04.104,16.109,36.1016,64.10-
Calcular: a) La expresión de la velocidad. b) El orden de la reacción. c) Hallar la constante de velocidad de la reacción . d) Determinar la velocidad velocidad de la reacción cuando cuando los reactivos tienen tienen una concentración concentración inicial de -4 4,00.10 M SOL. a) v=k[A]2[B]; b) Orden 3; c) k= 1,04 mol-2L2min-1d) v0=6,656.10-11 mol/L
28. Determinar el orden de la reacción: CNONH4
Concentración de CNONH4(moles/litro)
SOL. Orden 2
CO(NH2)2 a partir de los siguientes datos: Tiempo de semiconversión en Urea(t1/2(horas) )
0,05
37,03
0,10
19,15
0,20
9,45