Problemas de Química General: Materia, Disoluciones y Estequiometría

Ejercicio 1. Partículas subatómicas de diversos nucleidos

Determine el número de protones, neutrones y electrones correspondientes a cada una de las siguientes especies químicas:

Especie química · Protones ($p^+$) · Neutrones ($n^0$) · Electrones ($e^-$)

$^{104}_{46}\text{Pd}^{2+}$

$^{32}_{16}\text{S}^{2-}$

$^{27}_{13}\text{Al}^{3+}$

$^{79}_{35}\text{Br}$

Ejercicio 2. Masa atómica media del cloro

Una muestra natural de cloro gas está compuesta por un 75,77 % de átomos del isótopo de masa atómica relativa 34,96885, correspondiendo la fracción restante a un segundo isótopo de masa atómica relativa 36,9658.

a.

Calcule la masa atómica media ponderada del cloro.

u

b.

Indique el número másico estimado de cada uno de los dos isótopos.

Ejercicio 3. Abundancia isotópica del carbono

Un elemento químico $X$ presenta una masa atómica media relativa de 12,011. Se conocen dos isótopos estables de dicho elemento, cuyas masas atómicas relativas son 12,000 y 13,003, respectivamente.

a.

Determine la abundancia isotópica relativa (en porcentaje) de ambos nucleidos en la naturaleza.

%

%

b.

Identifique el elemento $X$.

Ejercicio 4. Clasificación de la materia

Clasifique las siguientes muestras de materia indicando si se trata de una sustancia elemental, un compuesto químico, una mezcla homogénea o una mezcla heterogénea:

•

•

•

•

•

•

Ejercicio 5. Cálculos con unidades de masa molecular (kDa)

Un péptido posee una masa molecular de $3{,}00\text{ kDa}$.

a)

b)

g/mol

c)

Ejercicio 6. Moléculas y átomos en un volumen de pentano

Se dispone de un volumen de $2{,}0\text{ mL}$ de pentano líquido ($\text{C}_5\text{H}_{12}$), cuya densidad es $\rho = 0{,}6264\text{ kg/L}$.

a)

Calcule el número total de moléculas de pentano y el número de átomos de hidrógeno presentes en dicho volumen:

b)

g

Ejercicio 7. Composición centesimal y fórmula empírica

El análisis de una muestra de $10{,}000\text{ g}$ de una sustancia pura revela que contiene $3{,}650\text{ g}$ de potasio, $3{,}330\text{ g}$ de cloro y el resto corresponde exclusivamente a oxígeno.

a)

Calcule la composición centesimal en masa de cada elemento:

%

%

%

b)

Si su masa molar experimental es de $107{,}1\text{ g/mol}$:

Ejercicio 8. Riqueza mineral y contenido de cobre

Un mineral presenta una pureza del 90,0 % (p/p) en sulfuro de cobre (II), $\mathrm{CuS}$. ¿Qué masa en gramos de dicho mineral se precisa para disponer de 100,0 g de cobre puro?

Ejercicio 9. Preparación y dilución de disoluciones de NaOH

Se desea preparar disoluciones acuosas de hidróxido de sodio:

a.

Indique la cantidad de cada componente (reactivo sólido y agua) requerida para preparar $1\text{ L}$ de disolución $0{,}50\text{ M}$ de $\text{NaOH}$ a partir de reactivo sólido comercial.

b.

Indique el procedimiento y las cantidades necesarias para preparar $250\text{ mL}$ de disolución de $\text{NaOH}\ 0{,}100\text{ M}$ a partir de la disolución obtenida en el apartado anterior.

Ejercicio 10. Concentración de una disolución de sacarosa

Se prepara una disolución disolviendo $2{,}03\text{ g}$ de sacarosa ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$) en la cantidad de agua necesaria para obtener $50{,}0\text{ mL}$ de disolución final (disolución A). Sabiendo que dicha disolución posee una densidad de $1{,}014\text{ g/mL}$, determine su concentración expresada en:

a.

b.

c.

d.

Ejercicio 11. Contracción volumétrica en mezclas líquidas

A $20\text{ }^\circ\text{C}$ se mezclan $20{,}0\text{ mL}$ de agua ($\rho = 0{,}998\text{ g/mL}$) con $80{,}0\text{ mL}$ de metanol ($\rho = 0{,}792\text{ g/mL}$), dando lugar a una disolución con una densidad resultante de $0{,}857\text{ g/mL}$.

a.

b.

Ejercicio 12. Corrección de concentración por adición de soluto

Se pretendía preparar una disolución acuosa de hidróxido de potasio al $50{,}0\,\%\text{ (p/p)}$ (disolución A) utilizando hidróxido de potasio comercial con una riqueza del $90{,}0\,\%\text{ (p/p)}$. No obstante, se añadió un exceso involuntario de agua, obteniéndose una disolución de concentración únicamente del $45{,}0\,\%\text{ (p/p)}$ (disolución B).

¿Qué masa de hidróxido de potasio comercial ($90{,}0\,\%$ de riqueza) debe añadirse a $200{,}0\text{ g}$ de la disolución B para alcanzar la concentración deseada del $50{,}0\,\%\text{ (p/p)}$?

Ejercicio 13. Estequiometría de la reacción entre carbonato cálcico y ácido clorhídrico

Se hacen reaccionar $7{,}6\text{ g}$ de carbonato cálcico ($\text{CaCO}_3$) con $1{,}5$ equivalentes estequiométricos de una disolución acuosa de ácido clorhídrico comercial ($37\text{ \% p/p}$, $\rho = 1{,}18\text{ g/mL}$), obteniéndose experimentalmente $0{,}75\text{ g}$ de cloruro cálcico ($\text{CaCl}_2$).

a)

b)

c)

d)

e)

Ejercicio 14. Calcinación térmica de carbonato cálcico

Al descomponer por calentamiento (calcinar) una masa determinada de carbonato cálcico ($\text{CaCO}_3$), se obtienen $80{,}0\text{ g}$ de óxido de calcio ($\text{CaO}$). Suponiendo que la reacción transcurre con un rendimiento del $100\,\%$:

a.

¿Cuántos gramos de $\text{CaCO}_3$ había en la muestra de partida?

b.

¿Qué masa en gramos de dióxido de carbono ($\text{CO}_2$) se ha desprendido durante el proceso?