7.8: Soluciones (Ejercicios)

Se trata de ejercicios de tarea para acompañar al Capítulo 7 del LibreTexto de la Universidad de Kentucky para CHE 103 - Química para la Salud Aliada. Las respuestas están disponibles debajo de las soluciones.

Preguntas

7.1: Estados de la materia

(haga clic aquí para obtener soluciones)

Q7.1.1

En qué estado (s) de la materia son átomos

1. más cercanos juntos?
2. ¿más alejados?
3. llenando el contenedor?
4. fijo en posición relativa entre sí?
5. pasando el uno al otro?
6. tomando la forma del contenedor?

Q7.1.2

¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son ciertas? Corregir cualquier declaración falsa.

1. Todas las sustancias existen como líquido a temperatura y presión ambiente.
2. El agua cambia de líquido a sólido a 32°C.
3. Todas las sustancias pueden existir como sólidos, líquidos o gases.

Q7.1.3

¿Qué estado de la materia es más compresible?

Q7.1.4

Utilice recursos en línea para encontrar el punto de ebullición del etanol y el éter dimetílico. ¿Cuál es más alto? ¿Por qué?

Q7.1.5

Describir la relación entre el punto de ebullición y la altitud.

Q7.1.6

¿Dónde es el punto de ebullición del etanol más alto? ¿El más bajo?

1. Lexington (KY)
2. Nueva Orleans (LA)
3. Salt Lake City (Utah)
4. Lo mismo en todas las ubicaciones.

7.2: Calor y Cambios de Estado

(haga clic aquí para obtener soluciones)

7.2.1

¿Qué cambio de fase describe cada término? ¿El proceso es endotérmico o exotérmico?

1. sublimación
2. vaporización
3. fusión
4. deposición

Q7.2.2

Enumere los cambios de dos fases que consumen energía.

Q7.2.3

Enumere los cambios de dos fases que liberan energía.

Consulte el Cuadro 7.2.1 para los valores de entalpía.

Q7.2.4

¿Cuál es la entalpía de fusión, vaporización, congelación y condensación para cada sustancia?

1. oxígeno, O ₂
2. etano, C ₂ H ₆
3. tetracloruro de carbono, CCl ₄
4. plomo, Pb

Q7.2.5

¿Cuánta energía se necesita para vaporizar 1.4 moles de amoníaco (NH ₃)?

Q7.2.6

¿Cuánta energía se necesita para derretir 3.0 moles de hielo (H ₂ O)?

Q7.2.7

¿Cuál es el cambio en la energía cuando se condensan 2.0 moles de etanol?

Q7.2.8

¿Cuál es el cambio en la energía cuando se condensan 2.2 moles de oxígeno?

Q7.2.9

Usando la masa molar de agua, convertir los calores molares de fusión y vaporización para agua de unidades de kJ/mol a kJ/g.

Q7.2.10

Calcular la cantidad de calor que se absorbe o libera durante cada proceso.

1. 655 g de vapor de agua se condensa a 100°C
2. 8.20 kg de agua está congelada
3. Se vaporizan 40.0 mL de etanol. La densidad del etanol es de 0.789 g/mL.
4. 25.0 mL de etanol se condensa. La densidad del etanol es de 0.789 g/mL.

Q7.2.11

Varios sistemas se suministran cada uno con 9.25 kJ de calor. Calcular la masa de cada sustancia que se someterá al proceso indicado con este aporte de calor.

1. derretir hielo a 0°C
2. vaporizar el agua a 100°C
3. vaporizar etanol a 351 K

Q7.2.12

De cada cambio se liberan 15.5 kJ de energía. ¿Qué masa de sustancia está involucrada?

1. condensación de NH ₃
2. agua helada
3. condensación de etanol

Q7.2.13

¿Qué es\(\Delta H_{vap}\) para el benceno (C _{6 H 6}) si se necesitan 7.88 kJ de energía para vaporizar 20.0 g de benceno?

7.3: Teoría Cinético-Molecular

(haga clic aquí para obtener soluciones)

7.3.1

¿En qué se diferencian los gases de los líquidos y sólidos en términos de la distancia entre las partículas?

Q7.3.2

¿Bajo qué condiciones presentan los gases el comportamiento más ideal?

Q7.3.3

¿Cuáles de los siguientes son comportamientos de un gas que pueden ser explicados por la teoría cinético-molecular?

a. Los gases son compresibles.
b. Los gases ejercen presión.
c. Todas las partículas de una muestra de gas se mueven a la misma velocidad.
d. Las partículas de gas pueden intercambiar energía cinética cuando chocan.
e. Las partículas de gas se mueven en una trayectoria de línea curva.

Q7.3.4

¿Qué es una colisión elástica?

Q7.3.5

Realizar las conversiones indicadas para las siguientes mediciones de presión.

1. 1.721 atm a mmHg
2. 559 torr a kPa
3. 91.1 kPa a atm
4. 2320 mmHg a atm

Q7.3.6

1. Una presión barométrica típica en Redding, California, es de aproximadamente 755 mmHg. Calcula esta presión en atm y kPa.
2. Una presión barométrica típica en Denver, Colorado, es de 615 mmHg. ¿Qué es esta presión en atmósferas y kilopascales?

Q7.3.7

¿Cómo se compara la energía cinética promedio de una muestra de aire cerca de una fogata con la energía cinética promedio de una muestra de aire que está lejos de ella?

7.4: La ecuación del gas ideal

(haga clic aquí para obtener soluciones)

7.4.1

Complete los valores de temperatura faltantes en la tabla.

^o C	^o F	K
25
	99
32
		0
		300
	65

Q7.4.2

¿En qué unidades debe estar la temperatura para los cálculos de la ley de gas?

Q7.4.3

Con base en R = 0.08206\(\frac{L\dot atm}{mol \dot K}\), ¿qué unidades deben usarse en los cálculos de la ley de gas ideal?

Q7.4.4

Una muestra de gas de 1.00 mol está a 300 K y 4.11 atm. ¿Cuál es el volumen del gas bajo estas condiciones?

Q7.4.5

¿Cuál es la presión en un contenedor de 2.5 L con 2.5 moles de gas a 293 K?

Q7.4.6

¿Cuántos moles de monóxido de carbono, CO, hay en una muestra de 11.2-L a 744 torr a 55 °C?

Q7.4.7

Un globo meteorológico contiene 8.80 moles de helio a una presión de 0.992 atm y una temperatura de 25 °C a nivel del suelo. ¿Cuál es el volumen del globo bajo estas condiciones?

Q7.4.8

Un globo inflado con tres respiraciones de aire tiene un volumen de 1.7 L. A la misma temperatura y presión, ¿cuál es el volumen del globo si se agregan cinco respiraciones más del mismo tamaño al globo?

Q7.4.9

El volumen de una bolsa de aire de automóvil fue de 66.8 L cuando se infló a 25 °C con 77.8 g de gas nitrógeno (N ₂). ¿Cuál era la presión en la bolsa en kPa?

Q7.4.10

¿Cuántos moles de trifluoruro de boro gaseoso, BF ₃, están contenidos en una bombilla de 4.3410-L a 788.0 K si la presión es de 1.220 atm? ¿Cuántos gramos de BF ₃?

Q7.4.11

¿Cómo se simplifica la ley de gas combinado para cada conjunto de condiciones?

1. constante V y n
2. constante n
3. constante P y V
4. constante T y n
5. constante V y T
6. constante P y n
7. constante T

Q7.4.12

Una muestra de nitrógeno tiene una presión de 0.56 atm con un volumen de 2.0 L. ¿Cuál es la presión final si el volumen se comprime a un volumen de 0.75 L? Asumir moles y temperatura constantes.

Q7.4.13

Un volumen de 2.50-L de hidrógeno medido a —196 °C se calienta a 100 °C. Calcular el volumen del gas a la temperatura más alta, suponiendo que no haya cambios en la presión.

Q7.4.14

Un globo de gran altitud se llena con 1.41 × 10 ⁴ L de hidrógeno a una temperatura de 21 °C y una presión de 745 torr. ¿Cuál es el volumen del globo a una altura de 20 km, donde la temperatura es —48 °C y la presión es de 63.1 torr?

Q7.4.15

Un cilindro de oxígeno médico tiene un volumen de 35.4 L, y contiene O ₂ a una presión de 151 atm y una temperatura de 25 °C. ¿A qué volumen de O ₂ corresponde esto en condiciones normales del cuerpo, es decir, 1 atm y 37 °C?

Q7.4.16

Un contenedor de 0.50 L de helio se expande a 1.50 L. ¿En qué factor cambia la presión? Asumir moles y temperatura constantes.

Q7.4.17

Una muestra de gas oxígeno tiene una presión inicial y volumen de 1.0 L y 1.0 atm. ¿Cuál es la presión final si el volumen se comprime a 0.50 L? Asumir moles y temperatura constantes.

Q7.4.18

Una muestra de gas tiene un volumen de 2.75 L a una temperatura de 100 K. ¿Cuál es el volumen del gas cuando la temperatura aumenta a 200 K? Asumir presión constante y moles.

Q7.4.19

¿Cuál es el volumen final de un gas que originalmente estaba en 0.75 L a 25°C y una temperatura final de 50°C? Asumir presión constante y moles.

Q7.4.20

Una muestra de nitrógeno se encuentra a 45°C con un volumen de 2.5 L. ¿Cuál es la temperatura final en °C si el volumen se comprime a 1.4 L? Asumir presión constante y moles.

Q7.4.21

Una muestra de gas de 2.00 moles se encuentra en un recipiente de 3.50 L. ¿Qué sucede con el volumen cuando se agregan 0.75 moles adicionales de gas? Se supone que la presión y la temperatura son constantes.

Q7.4.22

Una muestra de 1.85 moles de helio tiene un volumen de 2.00 L. Se agrega helio adicional a presión y temperatura constantes hasta que el volumen es de 3.25 L. ¿Cuál es el total de moles de helio presentes en la muestra? ¿Qué masa de helio se agregó?

Q7.4.23

Si la temperatura de una cantidad fija de un gas se duplica a volumen constante, ¿qué pasa con la presión?

Q7.4.24

Si el volumen de una cantidad fija de un gas se triplica a temperatura constante, ¿qué pasa con la presión?

7.5: Soluciones Acuosas

(haga clic aquí para obtener soluciones)

7.5.1

Describir la solución, el disolvente y el soluto.

Q7.5.2

¿En qué difieren las soluciones de los compuestos? ¿Las soluciones son mezclas heterogéneas u homogéneas?

Q7.5.3

Cuando KNO ₃ se disuelve en agua, la solución resultante es significativamente más fría de lo que era originalmente el agua. ¿La disolución de KNO ₃ es un proceso endotérmico o exotérmico?

Q7.5.4

¿Cuáles son las diferencias entre fuertes, débiles y no electrolitos?

Q7.5.5

Escribir ecuaciones de disociación para los siguientes electrolitos fuertes.

1. NaCl (s)
2. CoCl ₃ (s)
3. Li ₂ S (s)
4. MgBr ₂ (s)
5. CaF ₂ (s)

Q7.5.6

Con base en la información dada, identifique cada uno como un electrolito fuerte, débil o no.

1. C ₆ H ₁₂ O ₆ (s)\(\rightarrow\) C ₆ H ₁₂ O ₆ (aq)
2. Se agrega NaCl al agua y la conductividad aumenta drásticamente.
3. Se agregan 1.5 moles de HCl a un recipiente con agua. La solución resultante tiene 1.5 moles de iones H ⁺ y 1.5 moles de\(^{\-}\) iones Cl.
4. El ácido acético (CH ₃ COOH) se disocia parcialmente en agua.
5. Una solución de HCN contiene 0.50 moles de moléculas de HCN y 0.05 moles de iones H ⁺ y 0.05 moles de\(^{\-}\) iones Cl.
6. Se agrega acetona al agua y la conductividad no cambia.

7.6: Coloides y Suspensiones

(haga clic aquí para obtener soluciones)

7.6.1

¿Cómo se puede distinguir entre una suspensión y una solución?

Q7.6.2

¿Qué tan grandes son las partículas en un coloide comparadas con las de una suspensión y una solución?

Q7.6.3

¿Qué es el efecto Tyndall? ¿Por qué las soluciones no demuestran el efecto Tyndall?

Q7.6.4

Explicar la diferencia entre la fase dispersa y el medio dispersante de un coloide.

Q7.6.5

Identificar cada una de las siguientes descripciones o ejemplos como representativos de una solución, suspensión o coloide. Puede aplicar más de una respuesta.

a. las partículas dispersadas pueden filtrarse
b. heterogéneas
c. las partículas no son visibles a simple vista
d. pintura
e. limonada sin pulpa
f. tamaño de partícula mayor a 1 nm
g. leche
h. las partículas no asentarse al estar de pie
i. niebla

7.7: Solubilidad

(haga clic aquí para obtener soluciones)

7.7.1

Describir la diferencia entre soluciones saturadas e insaturadas.

Q7.7.2

¿Cuáles son dos cosas que podrías hacer para cambiar una solución insaturada en una solución saturada?

Q7.7.3

Una solución dada es transparente e incolora. Se agrega un solo cristal de soluto a la solución. Describir lo que ocurre en cada una de las siguientes situaciones.

1. La solución original estaba saturada.
2. La solución original fue insaturada.

Q7.7.4

Enumere los estados originales (sólido, líquido o gas) del soluto y el disolvente que se combinan para elaborar cada una de las siguientes soluciones.

1. una aleación
2. agua salada
3. agua carbonatada
4. aceite en gasolina

Q7.7.5

Responda lo siguiente usando el diagrama de curva de solubilidad.

1. ¿Cuántos gramos de NH ₄ Cl se requieren para hacer una solución saturada en 100 g de agua a 70°C?
2. ¿Cuántos gramos de NH ₄ Cl podrían disolverse en 200 g de agua a 70°C?
3. ¿A qué temperatura una solución de 50 gramos de KNO ₃ disueltos en 100 gramos de agua es una solución saturada?
4. ¿Cuáles dos sustancias de la gráfica anterior tienen la misma solubilidad a 85°C?
5. ¿Cuántos gramos de _{NaNO 3} se pueden disolver en 100 gramos de agua para hacer una solución saturada a 25°C?
6. ¿Cuánto KI se puede disolver en 5 gramos de agua a 20°C para hacer una solución saturada?

Q7.7.6

Se prepara una solución exactamente saturada de KClO ₃ a 90°C usando 100 gramos de agua. Si la solución se enfría a 20°C, ¿cuántos gramos de KClO ₃ se recristalizarán (es decir, saldrán de la solución)?

Q7.7.7

Indicar si las siguientes soluciones son insaturadas o saturadas.

1. Se disuelven 22 gramos de KClO ₃ en 100 g de agua a 50°C.
2. Se disuelven 60 gramos de KNO ₃ en 100 g de agua a 50°C.
3. Se disuelven 50 gramos de NaCl en 100 g de agua a 50°C.

Q.7.7.8

¿Bajo qué conjunto de condiciones es la solubilidad de un gas en un líquido la mayor?

1. baja temperatura y baja presión
2. baja temperatura y alta presión
3. alta temperatura y baja presión
4. alta temperatura y alta presión

RESPUESTAS

7.1: Estados de la materia

Q7.1.1

1. sólido
2. gas
3. gas
4. sólido
5. líquido y gas
6. líquido y gas

Q7.1.2

¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son ciertas? Corregir cualquier declaración falsa.

1. Todas las sustancias existen como líquido a temperatura y presión ambiente. a cierta temperatura y presión.
2. El agua cambia de líquido a sólido a 32 °C °F.
3. Es cierto (aunque algunos estados rara vez se ven para algunas sustancias).

Q7.1.3

gas

Q7.1.4

etanol 78 ° C; dimetil éter\(-\) 24 ° C

El etanol tiene fuerzas intermoleculares más fuertes debido a que tiene enlaces de hidrógeno que no se ven en el éter dimetílico. Cuanto más fuertes sean las fuerzas intermoleculares, mayor será el punto de ebullición.

Q7.1.5

A medida que aumenta la altitud, el punto de ebullición disminuye

Q7.1.6

1. Lexington, KY (altitud = 978 pies)
2. Nueva Orleans, LA (altitud = 2 pies) - MÁS ALTO
3. Salt Lake City, UT (altitud = 4226 pies) - MÁS BAJO

7.2: Calor y Cambios de Estado

Q7.2.1

1. sólido a gas; endotérmico
2. líquido a gas; endotérmico
3. sólido a líquido; endotérmico
4. gas a sólido; exotérmico

Q7.2.2

Dos cualesquiera de fusión, vaporización o sublimación.

Q7.2.3

Dos cualesquiera de congelación, condensación, deposición.

Q7.2.4

Sustancia	\(\Delta H_{fus}\)(KJ/mol)	\(\Delta H_{vap}\)(KJ/mol)	\(\Delta H_{freezing}\)(KJ/mol)	\(\Delta H_{condensation}\)(KJ/mol)
oxígeno, O 2	0.44	6.82	\(-\)0.44	\(-\)6.82
etano, C 2 H 6	2.85	14.72	\(-\)2.85	\(-\)14.72
tetracloruro de carbono, CCl 4	2.67	30.0	\(-\)2.67	\(-\)30.0
plomo, Pb	4.77	178	\(-\)4.77	\(-\)178

Q7.2.5

\(1.4\;mol \; \text{NH}_{3}\left ( \frac{23.35 \;kJ}{mol} \right )=33 \; kJ\)

Q7.2.6

\(3.0\;mol \; \text{H}_2\text{O}\left ( \frac{6.01 \;kJ}{mol} \right )=18 \; kJ\)

Q7.2.7

\(2.0\;mol \; \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}\left ( \frac{-38.56\; kJ}{mol} \right )=-77 \; kJ\)

Q7.2.8

\(2.2\;mol \; \text{O}_2\left ( \frac{-6.82\; kJ}{mol} \right )=-15 \; kJ\)

Q7.2.9

\( \frac{6.01\; kJ}{mol} \left ( \frac{1\;mol}{18.02\;g} \right )=\frac{0.334\;kJ}{g}\)

\( \frac{40.7\; kJ}{mol} \left ( \frac{1\;mol}{18.02\;g} \right )=\frac{2.26\;kJ}{g}\)

Q7.2.10

1. \(655\;g\; \text{H}_2\text{O}\left ( \frac{1\;mol}{18.02\;g} \right ) \left (\frac{-40.7\; kJ}{mol} \right )=-1.48\times10^3\;kJ \)
2. \(8.20\;kg\; \text{H}_2\text{O}\left ( \frac{1000\;g}{1\;kg} \right ) \left ( \frac{1\;mol}{18.02\;g} \right ) \left (\frac{-6.01\; kJ}{mol} \right )=-2.73\times10^3\;kJ \)
3. \(40.0\;mL\; \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}\left ( \frac{0.789\;g}{1\;mL} \right ) \left ( \frac{1\;mol}{46.07\;g} \right ) \left (\frac{38.56\; kJ}{mol} \right )=26.4\;kJ \)
4. \(25.0\;mL\; \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}\left ( \frac{0.789\;g}{1\;mL} \right ) \left ( \frac{1\;mol}{46.07\;g} \right ) \left (\frac{-38.56\; kJ}{mol} \right )=-16.5\;kJ \)

Q7.2.11

1. \(9.25\;kJ \left ( \frac{mol}{6.01\;kJ} \right )\left ( \frac{18.02\;g}{mol} \right )=27.7\;g\;\text{H}_2\text{O}\)
2. \(9.25\;kJ \left ( \frac{mol}{40.7\;kJ} \right )\left ( \frac{18.02\;g}{mol} \right )=4.10\;g\;\text{H}_2\text{O}\)
3. \(9.25\;kJ \left ( \frac{mol}{38.56\;kJ} \right )\left ( \frac{46.07\;g}{mol} \right )=11.1\;g\;\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}\)

Q7.2.12

1. \(-15.5\;kJ \left ( \frac{mol}{-23.35\;kJ} \right )\left ( \frac{17.03\;g}{mol} \right )=11.3\;g\;\text{NH}_3\)
2. \(-15.5\;kJ \left ( \frac{mol}{-6.01\;kJ} \right )\left ( \frac{18.02\;g}{mol} \right )=46.5\;g\;\text{H}_2\text{O}\)
3. \(-15.5\;kJ \left ( \frac{mol}{-38.56\;kJ} \right )\left ( \frac{46.07\;g}{mol} \right )=18.5\;g\;\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}\)

Q7.2.13

Encuentra los moles de benceno.

\(20.0\;g\;\text{C}_6\text{H}_6\left ( \frac{1\;mol}{78.11\;g} \right )=0.256\;mol\;\text{C}_6\text{H}_6\)

Combine la energía con los moles para calcular la entalpía de vaporización.

\(\Delta H_{vap}=\frac{7.88\;kJ}{0.256\;mol}=\frac{30.8\;kJ}{mol}\)

7.3: Teoría Cinético-Molecular

Q7.3.1

Las partículas de gas están mucho más alejadas entre sí que las partículas líquidas o sólidas.

Q7.3.2

Los gases tienen el comportamiento más ideal a altas temperaturas (las moléculas se mueven más rápidamente que a bajas temperaturas por lo que menos tiempo para interactuar) y a baja presión (las moléculas están más separadas entre sí que a alta presión).

Q7.3.3

1. Las moléculas están muy alejadas entre sí y son compresibles.
2. Los gases están en constante movimiento aleatorio por lo que chocan con las paredes del contenedor.
3. Falso. Las moléculas de la misma sustancia se mueven a un rango de velocidades.
4. Las colisiones son elásticas. La energía se intercambia pero no se pierde cuando dos partículas coll
5. Falso. Las partículas se mueven en línea recta.

Q7.3.4

Una colisión en la que no se pierde energía.

Q7.3.5

1. \(1.721\;atm\left ( \frac{760\;mmHg}{1\;atm} \right )=1308\;mmHg\)
2. \(559\;torr\left ( \frac{101.3\;kPa}{760\;torr} \right )=74.5\;kPa\)
3. \(91.1\;kPa\left ( \frac{1\;atm}{101.3\;kPa} \right )=0.899\;atm\)
4. \(2320\;mmHg\left ( \frac{1\;atm}{760\;mmHg} \right )=3.05\;atm \)

Q7.3.6

1. \(755\;mmHg\left ( \frac{1\;atm}{760\;mmHg} \right )=0.993\;atm \)\(755\;mmHg\left ( \frac{101.3\;kpa}{760\;mmHg} \right )=101\;kPa \)
2. \(615\;mmHg\left ( \frac{1\;atm}{760\;mmHg} \right )=0.809\;atm \) \(615\;mmHg\left ( \frac{101.3\;kpa}{760\;mmHg} \right )=82.0\;kPa \)

Q7.3.7

Más cerca del fuego, es más cálido y la energía cinética de las partículas (y por lo tanto la velocidad promedio) será mayor.

7.4: La ecuación del gas ideal

Q7.4.1

^o C	^o F	K
25	77	298
37	99	310
32	90	305
\(-\)273	\(-\)459	0
27	80	300
18	65	291

Q7.4.2

Kelvin

Q7.4.3

P (atm), V (L), n (mol), T (K)

Q7.4.4

Una muestra de gas de 1.00 mol está a 300 K y 4.11 atm. ¿Cuál es el volumen del gas bajo estas condiciones?

\(PV=nRT\)
\(\left ( 4.11\; atm \right )V=\left ( 1.00\;mol \right )\left ( 0.08206\frac{L\cdot atm}{mol \cdot K} \right )\left ( 300\;K \right )\)
\(V=5.99\;L\)

Q7.4.5

\(PV=nRT\)
\(P\left ( 2.5\;L \right )=\left ( 2.5\;mol \right )\left ( 0.08206\frac{L\cdot atm}{mol \cdot K} \right )\left ( 293\;K \right )\)
\(P=24 \;atm\)

Q7.4.6

\(744\;torr \left (\frac{1\;atm}{760\;mmHg} \right ) =0.979\; atm\)

T = 55°C + 273.15 = 328 K

\(PV=nRT\)
\(\left ( 0.979\;atm \right )\left ( 11.2\;L \right )=n \left ( 0.08206\frac{L\cdot atm}{mol \cdot K} \right )\left ( 328\;K \right )\)
\(n=0.407 \;mol\)

Q7.4.7

T = 25°C + 273.15 = 298 K

\(PV=nRT\)
\(\left ( 0.992\;atm \right )V=\left (8.80\; mol \right ) \left ( 0.08206\frac{L\cdot atm}{mol \cdot K} \right )\left ( 298\;K \right )\)
\(V=217 \;L\)

Q7.4.8

x = volumen de un soplo de aire

\(3x=1.7\;L\)

\(x=0.57\;L\)

El globo tendrá un total de 8 respiraciones de aire (3 originales más 5 adicionales)

\(V = 8x=8(0.57\;L) = 4.6 L\)

Q7.4.9

\(77.8\;g\;N_2 \left (\frac{1\;mol}{28.02\;g} \right )=2.78\;mol\;N_2\)

T = 25°C + 273.15 = 298 K

\(PV=nRT\)
\(P \left (66.8\;L \right )=\left (2.78\; mol \right ) \left ( 0.08206\frac{L\cdot atm}{mol \cdot K} \right )\left ( 298\;K \right )\)
\(P=1.02 \;atm\)

\(1.02\;atm \left (\frac{101.3\;kPa}{1\;atm} \right ) = 103\;kPa\)

Q7.4.10

\(PV=nRT\)
\(\left (1.220\;atm \right ) \left (4.3410\;L \right )=mol \left ( 0.08206\frac{L\cdot atm}{mol \cdot K} \right )\left ( 788.0\;K \right )\)
\(n=0.08190 \;mol\; BF_3\)

\(0.08190\;mol \left (\frac{67.82\;g}{mol} \right )=5.554\;g\;BF_3\)

Q7.4.11

1. \(\frac{P_i}{T_i}=\frac{P_f}{T_f}\)
2. \(\frac{P_iV_i}{T_i}=\frac{P_fV_f}{T_f}\)
3. \(\frac{1}{n_iT_i}=\frac{1}{n_fT_f}\) or \(n_iT_i=n_fT_f\)
4. \(P_iV_i=P_fV_f\)
5. \(\frac{P_i}{n_i}=\frac{P_f}{n_f}\)
6. \(\frac{V_i}{T_i}=\frac{V_f}{T_f}\)
7. \(\frac{P_iV_i}{n_i}=\frac{P_fV_f}{n_f}\)

Q7.4.12

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(P_iV_i=P_fV_f\)
\(0.56\;atm\cdot2.0L=P_f\cdot0.75\;L\)
\(P_f=1.5\;atm\)

Q7.4.13

\(K=-196^{\circ}C+273.15=77\;K\)
\(K=100^{\circ}C+273.15=373\;K​​\)

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{V_i}{T_i}=\frac{V_f}{T_f}\)
\(\frac{2.50\;L}{77\;K}=\frac{V_f}{373\;K}\)
\(V_f=12\;L\)

Q7.4.14

\(K=21^{\circ}C+273.15=294\;K\)
\(K=-48^{\circ}C+273.15=225\;K​​\)

\(745\;torr\left(\frac{1\;atm}{760\;torr}\right)=0.980\;atm\)
\(63.1\;torr\left(\frac{1\;atm}{760\;torr}\right)=0.0830\;atm\)

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{P_iV_i}{T_i}=\frac{P_fV_f}{T_f}\)
\(\frac{0.980\;atm\cdot1.4\times10^4\;L}{294\;K}=\frac{P_i\cdot0.0830\;atm}{225\:}\)
\(P_f=1.27\times10^5\;atm\)

Q7.4.15

\(K=25^{\circ}C+273.15=298\;K\)
\(K=-37^{\circ}C+273.15=310\;K​​\)

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{P_iV_i}{T_i}=\frac{P_fV_f}{T_f}\)
\(\frac{151\;atm\cdot35.4\;L}{298\;K}=\frac{1\;atm\cdot V_f}{310\:}\)
\(V_f=5.56\times10^3\;L\)

Q7.4.16

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(P_iV_i=P_fV_f\)

Establece la presión inicial = x para calcular el factor de cambio en términos de x.

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(P_iV_i=P_fV_f\)
\(x\cdot0.50\;L =P_f\cdot1.50\;L\)
\(P_f=\frac{1}{3}x\)

La presión final es un tercio de la presión original.

Q7.4.17

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(P_iV_i=P_fV_f\)
\(1.0\;atm\cdot1.0\;L =P_f\cdot0.50\;L\)
\(P_f=2.0\;atm\)

Q7.4.18

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{V_i}{T_i}=\frac{V_f}{T_f}\)
\(\frac{2.75\;L}{100\;K}=\frac{V_f}{200\;K}\)
\(V_f=5.50\;L\)

Q7.4.19

\(K=25^{\circ}C+273.15=298\;K\)
\(K=-50^{\circ}C+273.15=323\;K​​\)

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{V_i}{T_i}=\frac{V_f}{T_f}\)
\(\frac{0.75\;L}{298\;K}=\frac{V_f}{323\;K}\)
\(V_f=0.813\;L\)

Q7.4.20

\(K=45^{\circ}C+273.15=318\;K\)

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{V_i}{T_i}=\frac{V_f}{T_f}\)
\(\frac{2.5\;L}{318\;K}=\frac{1.4\;L}{T_f}\)
\(T_f=178\;K\)

\(^{\circ}C=K-273.15\)
\(^{\circ}C=178-273.15\)
\(^{\circ}C=-95\;K\)

Q7.4.21

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{V_i}{n_i}=\frac{V_f}{n_f}\)
\(\frac{3.50\;L}{2.00\;mol}=\frac{V_f}{2.75\;mol}\)
\(V_f=4.81\;L\)

Obsérvese que los moles finales son 2.75 porque el problema dice que se agrega 0.75 moles de gas a la cantidad original de 2.00 moles.

Q7.4.22

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{V_i}{n_i}=\frac{V_f}{n_f}\)
\(\frac{2.00\;L}{1.85\;mol}=\frac{3.25\;L}{n_f}\)
\(n_f=3.01\;mol\)

\(\text{moles added} = 3.01\;mol-1.85\;mol\)
\(\text{moles added} = 1.16\;mol\)

\(1.16\;mol\;He\left(\frac{4.003\;g}{mol}\right)=4.64\;g\; \text{He}\)

Q7.4.23

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{P_i}{T_i}=\frac{P_f}{T_f}\)

La temperatura se duplica por lo\(T_f=2\cdot T_i\)

Let\(P_i=x\) to see the factor the pressure changes.

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(\frac{P_i}{T_i}=\frac{P_f}{T_f}\)
\(\frac{x}{T_i}=\frac{P_f}{2\cdot T_i}\)
\(x=\frac{P_f}{2}\)
\(P_f=2x\)

La presión final es el doble de la presión inicial.

Q7.4.24

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(P_iV_i=P_fV_f\)

El volumen se triplicó así\(V_f=3\cdot V_i\)

Let\(P_i=x\) to see the factor the pressure changes.

\(\frac{P_iV_i}{n_iT_i}=\frac{P_fV_f}{n_fT_f}\)
\(P_iV_i=P_fV_f\)
\(x\cdot V_i=P_f\cdot 3V_i\)
\(x=3P_f\)
\(P_f=\frac{1}{3}x\)

La presión final es un tercio de la presión inicial.

7.5: Soluciones Acuosas

Q7.5.1

El soluto está presente en la cantidad menor, el disolvente está presente en la cantidad mayor, y la solución es la combinación del soluto y el disolvente.

Q7.5.2

Las soluciones son una mezcla homogénea de dos o más compuestos.

Q7.5.3

Endotérmico porque se necesitó calor para disolver el KNO ₃. El calor presente en la solución fue consumido por el proceso de disolución.

Q7.5.4

Los electrolitos fuertes se disocian completamente en iones en solución acuosa y son conductores de electricidad. Los electrolitos débiles se disocian parcialmente en iones en soluciones acuosas son conductores débiles de la electricidad. Los no electrolitos no se disocian en iones en solución acuosa y son malos conductores de electricidad.

Q7.5.5

1. NaCl (s) → Na ⁺ (ac) + Cl ^— (aq)
2. COCl ₃ (s) → Co ^{3 +} (aq) + 3Cl ^— (aq)
3. Li ₂ S (s) → 2Li ⁺ (aq) + S ^2— (aq)
4. MgBr ₂ (s) → Mg ^{2 +} (aq) + 2Br ^— (aq)
5. CaF ₂ (s) → Ca ^{2 +} (aq) + 2F ^— (aq)

Q7.5.6

Con base en la información dada, identifique cada uno como un electrolito fuerte, débil o no.

1. no electrolítico
2. electrolito fuerte
3. electrolito fuerte
4. electrolito débil
5. electrolito débil
6. no electrolítico

7.6: Coloides y Suspensiones

Q7.6.1

Una suspensión se puede separar del disolvente por filtración mientras que una solución no puede porque las partículas se depositan en las suspensiones pero no en las soluciones.

Q7.6.2

Las partículas en una solución son menores de 1 nanómetro, los coloides tienen partículas de 1-1000 nm y las suspensiones tienen partículas superiores a 1000 nm.

Q7.6.3

El efecto Tyndall es la dispersión de la luz visible por las partículas. Las partículas en coloides son lo suficientemente grandes como para dispersar la luz, mientras que las partículas en las soluciones son demasiado pequeñas para dispersar la luz. Las soluciones son transparentes (podemos ver a través de ellas) porque las partículas son muy pequeñas.

Q7.6.4

La fase dispersa está presente en la cantidad menor y el medio dispersante está presente en una cantidad mayor.

Q7.6.5

1. suspensión
2. coloides y suspensiones
3. solución
4. coloide
5. solución
6. coloides y suspensiones
7. coloide
8. soluciones y coloides
9. coloides

7.7: Solubilidad

Q7.7.1

Una solución saturada tiene la cantidad máxima de soluto disuelto. Una solución insaturada no tiene la cantidad máxima disuelta; se puede agregar soluto adicional y se disolverá.

Q7.7.2

1. Adición de soluto a la solución hasta que no se disuelva más.
2. Eliminación de disolvente como por evaporación.

Q7.7.3

1. El soluto agregado no se disolverá.
2. El soluto agregado se disolverá.

Q7.7.4

1. El soluto y el disolvente son sólidos bot h.
2. El soluto es un sólido y el disolvente es un líquido.
3. El soluto es un gas y el disolvente es un líquido.
4. El soluto y el disolvente son líquidos.

Q7.7.5

1. 60 g NH ₄ Cl
2. 120 g NH ₄ Cl
3. 31 ^o C
4. HCl y KClO ₃
5. 90 g
6. 7 g

Q7.7.6

A 90°C, 50 g de KClO ₃ se disolverán en 100 g de agua para una solución saturada. A 20°C, solo se disuelven 10 g de KClO ₃ en 100 g de agua para una solución saturada. 40 gramos de KClO ₃ precipitarán de la solución.

Q7.7.7

1. saturado
2. insaturado
3. saturado (con soluto no disuelto adicional)

Q.7.7.8

La solubilidad de un gas en un líquido es la mayor a baja temperatura y alta presión.