Taller

Universitario

de Química

ACTIVIDADES 2020

PARA LAS CARRERAS

DE INGENIERÍA

Universidad Nacional del Comahue

Centro Regional Universitario Bariloche

TALLER DE QUÍMICA 2020 ACTIVIDADES DE RESOLUCIÓN 1

CAPÍTULO 1. Átomo, molécula, formulación y nomenclatura de compuestos inorgánicos.

(Emplee las cdc de los elementos que figuran en la tabla periódica al final de esta guía) 1. En la figura se representan las moléculas de las siguientes sustancias: HCl, NH3, HNO3, H2SO3, CH4, H2O2. Identifique cada una.

2. La siguiente es una posible tabla de clasificación de sustancias inorgánicas:

O(-2) H(+1) Metal No metal

Metal X Óxido básico

No metal X Óxido ácido

Metal X X Hidróxido

No metal X X Oxoácido

No metales: N, P, C, Si, As

X Base

hidrogenada

No metales: F, Cl, Br, I, S

X Hidrácido

Metal X Sal de hidrácido

No metal X X Sal de oxoácido

Empleando la tabla anterior, clasifique a las siguientes sustancias: a) CuO, b) HF, c) CaSO4, d) ClOH, e) SO3, f) KOH, g) Na2S, h) Sn(OH)4, i) HNO2, j) KF, k) HClO3. 3. Sabiendo que en los compuestos anteriores participan O(-2) y/o H(+1), calcule, en cada caso, las cdc del resto de los elementos. 4. Nombre a los compuestos del problema 2. 5. Formule y nombre a todos los óxidos e hidróxidos de Cu, Na, Ag, Nb y Ni. 6. Formule y nombre a todos los óxidos y oxoácidos N y C. 7. Derive de los oxoácidos del problema anterior todos los posibles aniones (incluidos los hidrogenados), luego formule y nombre todas las sales posibles que se formarán con Na y Ca.

TALLER DE QUÍMICA 2020 ACTIVIDADES DE RESOLUCIÓN 1

8. La metodología de formulación de oxoácidos e hidrácidos permite luego derivar sus aniones. Pero no es posible con ese sencillo procedimiento formular y nombrar un conjunto enorme de ácidos y sus aniones. Incluso algunos aniones existen sin que existan los correspondientes ácidos. En esos casos los oxoaniones están formados por elementos metálicos que poseen cdc mayores o iguales a +4, opción no prevista hasta el momento. También hay ácidos que no poseen oxígeno, pero están formados por dos o más elementos no metálicos (serían hidrácidos compuestos). Una manera de resolver esta cuestión y ampliar el panorama químico sin la necesidad de reformular lo anterior es utilizar una tabla de aniones. La siguiente tabla permite nombrar sales de oxoácidos e hidrácidos. Y también se puede usar a la inversa y formular (existan o n o) los ácidos de los que derivan. Para esta última alternativa la terminación ato se cambia a ico, la terminación ito se cambia a oso y la terminación uro se cambia a hídrico.

Tabla de aniones

Fórmula Nombre Fórmula Nombre Fórmula Nombre

AsO3(-3) Arsenito CNS(-1) Isotiocianato SCN(-1) Tiocianato

AsO4(-3) Arseniato F(-1) Fluoruro SiO4(-4) Ortosilicato

B4O7(-2) Tetraborato IO(-1) Hipoyodito SO3(-2) Sulfito

BrO(-1) Hipobromito IO3(-1) Yodato S2O2(-2) Tiosulfito

BrO2(-1) Bromito IO4(-1) Peryodato SO4(-2) Sulfato

BrO3(-1) Bromato IO6(-5) Ortoperyodato S(-2) Sulfuro

Br(-1) Bromuro I(-1) Yoduro S2O3(-2) Tiosulfato

CO3(-2) Carbonato MnO4(-1) Permanganato S4O6(-2) Tetrationato

ClO(-1) Hipoclorito MnO4(-2) Manganato S2O5(-2) Pirosulfito

ClO2(-1) Clorito NO2(-1) Nitrito S2O7(-2) Pirosulfato

ClO3(-1) Clorato NO3(-1) Nitrato S2O6(-2) Ditionato

ClO4(-1) Perclorato OCN(-1) Cianato S2O8(-2) Peroxodisulfato

Cl(-1) Cloruro PO3(-1) Metafosfato SeO3(-2) Selenito

CrO4(-2) Cromato P2O7(-4) Pirofosfato SeO4(-2) Seleniato

Cr2O7(-2) Dicromato PO4(-3) Ortofosfato TeO6(-6) Ortotelurato

CN(-1) Cianuro ReO4(-1) Perrenato VO3(-1) Metavanadato

CON(-1) Isocianato ReO4(-2) Renito VO4(-3) Vanadato

a) Emplee esta tabla para verificar sus resultados para los problemas 5 y 6. b) Emplee esta tabla para completar el siguiente cuadro.

Nombre Tipo de sustancia Fórmula

Sulfato de potasio

Ácido nitroso

Ácido sulfúrico

Hipoclorito de calcio

Ácido sulfhídrico

Perclorato férrico

Bromuro ferroso

Tiosulfato de sodio

Ácido perclórico

c) Emplee la tabla de aniones para formular y nombrar los oxoácidos de los elementos halógenos. Luego use los resultados para formular y nombrar los óxidos de dichos elementos.

2

Estados de agregación a temperatura ambiente: S (sólido), L (líquido), G (gas)

Grupos

Períodos

IA

1

IIA

2

IIIA

3

IVA

4

VA

5

VIA

6

VIIA

7

8

VIIIA

9

10

IB

11

IIB

12

IIIB

13

IVB

14

VB

15

VIB

16

VIIB

17

VIII

18

1

1 G

H

1,01

1

Hidrógeno

2 G

He

4,00

0

Helio

2

3 S

Li

6,94

+1

Litio

4 S

Be

9,01

+2

Berilio

5 S

B

10,81

+3

Boro

6 S

C

12,01

+2,4

Carbono

7 G

N

14,01

3,+5

Nitrógeno

8 G

O

16,00

-2

Oxígeno

9 G

F

19,00

-1

Flúor

10 G

Ne

20,18

0

Neón

3

11 S

Na

22,99

+1

Sodio

12 S

Mg

24,31

+2

Magnesio

13 S

Al

26,98

+3

Aluminio

14 S

Si

28,09

+4

Silicio

15 S

P

30,97

3,+5

Fósforo

16 S

S

32,06

-2,+4,+6

Azufre

17 G

Cl

35,45

1,+3,+5,+7

Cloro

18 G

Ar

39,95

0

Argón

4

19 S

K

39,10

+1

Potasio

20 S

Ca

40,08

+2

Calcio

21 S

Sc

44,96

+3

Escandio

22 S

Ti

47,90

+3,+4

Titanio

23 S

V

50,94

+3,+5

Vanadio

24 S

Cr

52,00

+2,+3

Cromo

25 S

Mn

54,94

+2,+4

Manganeso

26 S

Fe

55,85

+2,+3

Hierro

27 S

Co

58,93

+2,+3

Cobalto

28 S

Ni

58,71

+2,+3

Níquel

29 S

Cu

63,54

+1,+2

Cobre

30 S

Zn

65,37

+2

Cinc

31 L

Ga

69,72

+3

Galio

32 S

Ge

72,59

+4

Germanio

33 S

As

74,92

3,+5

Arsénico

34 S

Se

78,96

-2,+4,+6

Selenio

35 L

Br

79,91

1,+3,+5

Bromo

36 G

Kr

83,80

0

Criptón

5

37 S

Rb

85,47

+1

Rubidio

38 S

Sr

87,62

+2

Estroncio

39 S

Y

88,91

+3

Itrio

40 S

Zr

91,22

+4

Circonio

41 S

Nb

92,91

+3,+5

Niobio

42 S

Mo

95,94

+2,+3

Molibdeno

43 S

Tc

(98)

+7

Tecnecio

44 S

Ru

101,07

+2,+3

Rutenio

45 S

Rh

102,91

+2,+3

Rodio

46 S

Pd

106,40

+2,+4

Paladio

47 S

Ag

107,87

+1

Plata

48 S

Cd

112,40

+2

Cadmio

49 S

In

114,82

+3

Indio

50 S

Sn

118,69

+2,+4

Estaño

51 S

Sb

121,75

3,+5

Antimonio

52 S

Te

127,60

-2,+4,+6

Teluro

53 S

I

126,90

1,+5,+7

Iodo

54 G

Xe

131,30

0

Xenón

6

55 L

Cs

132,91

+1

Cesio

56 S

Ba

137,34

+2

Bario

* 72 S

Hf

178,49

+4

Hafnio

73 S

Ta

180,95

+5

Tantalio

74 S

W

183,85

+2,+3

Wolframio

75 S

Re

52,00

+2,+4

Renio

76 S

Os

190,20

+2,+3

Osmio

77 S

Ir

192,20

+2,+3

Iridio

78 S

Pt

195,09

+2,+4

Platino

79 S

Au

196,97

+1,+3

Oro

80 L

Hg

200,59

+1,+2

Mercurio

81 S

Tl

204,37

+1,+3

Talio

82 S

Pb

207,19

+2,+4

Plomo

83 S

Bi

208,98

+3,+5

Bismuto

84 S

Po

(210)

+2,+4

Polonio

85 S

At

(210)

1,+3,+5,+7

Astato

86 G

Rn

(222)

0

Radón

7

87 L

Fr

(223)

+1

Francio

88 S

Ra

(226)

+2

Radio

** 104 S

Rf

(257)

-

Rutherforio

105 S

Db

(262)

-

Dubnio

106 S

Sg

(266)

-

Seaborgio

107 S

Bh

(264)

-

Bohrio

108 S

Hs

(277)

-

Hassio

109 S

Mt

(268)

-

Meitnerio

110 S

Ds

(281)

-

Darmstadti

o

Calcóge-

nos

Halógenos

Gases

Nobles

Alcalinos

Alcalino-

térreos

* 57 S

La

138,91

+3

Lantano

58 S

Ce

140,12

+3,+4

Cerio

59 S

Pr

140,91

+3,+4

Praseodimio

60 S

Nd

144,24

+3

Neodimio

61 S

Pm

(147)

+3

Promecio

62 S

Sm

150,35

+2,+3

Samario

63 S

Eu

151,96

+2,+3

Europio

64 S

Gd

157,25

+3

Gadolinio

65 S

Tb

158,92

+3,+4

Terbio

66 S

Dy

162,50

+3

Disprosio

67 S

Ho

164,93

+3

Holmio

68 S

Er

167,26

+3

Erbio

69 S

Tm

168,93

+2,+3

Tulio

70 S

Yb

173,04

+2,+3

Iterbio

71 S

Lu

174,97

+3

Lutecio

** 89 S

Ac

(227)

+3

Actinio

90 S

Th

232,04

+4

Torio

91 S

Pa

(231)

+4,+5

Protactinio

92 S

U

238,03

+3,+4,+5,+6

Uranio

93 S

Np

(237)

+3,+4,+5,+6

Neptunio

94 S

Pu

(242)

+3,+4,+5,+6

Plutonio

95 S

Am

(243)

+3,+4,+5,+6

Americio

96 S

Cm

(247)

+3

Curio

97 S

Bk

(247)

+3,+4

Berkelio

98 S

Cf

(251)

+3

Californio

99 S

Es

(252)

-

Einstenio

100 S

Fm

(257)

-

Fermio

101 S

Md

(210)

-

Mendelevio

102 S

No

(210)

-

Nobelio

103 S

Lr

(222)

-

Laurencio

TALLER DE QUÍMICA 2020 ACTIVIDADES DE RESOLUCIÓN 2

CAPÍTULO 2. Magnitudes y Unidades

1. En cada caso, indicar cuál es la unidad y la magnitud. a) La temperatura mínima hoy fue de 2° C a las 6:29 am.

b) La distancia entre Bariloche y Neuquén es de 422 km, probablemente nos tomará

unas 5 horas y media llegar desde Bariloche a Neuquén.

c) No puedo llevar todo el equipaje en mi mochila de 25 litros.

d) Y… para llegar hasta la cima deberíamos escalar al menos 3 metros más.

2. Indicar en los siguientes casos si falta la magnitud o la unidad. Y rellenar con lo que corresponda, los lugares faltantes de la oración, para que la misma tenga sentido. a) Me anoté para correr la carrera de Los Cohiues del fin de semana, en la versión de

5……………..

b) La …………………máxima en autopistas en Argentina es de 120 km/h.

c) El colectivo tarda de casa a la escuela 30 …………. en llegar.

d) Hoy me traje para el almuerzo una botella de 500 …….. Con eso, sería suficiente.

e) El ................................ que abarca el Parque Nacional Nahuel Huapi es de

7.050 km2.

4. Realizar el pasaje de unidades. a) convertir de 45,1 m3 a L

c) convertir de 0,23 g a mg

f) convertir de 3x103 mg/s a g/h

g) convertir de 0,020 m3/ h a L/min

h) convertir de 100 oC a K

i) convertir de 463 K a oC

j) convertir de 55 oF a oC

5. Expresar los siguientes números en notación científica: a) 0,000075

b) 125.600

c) 1.496.369

6. Completar el cuadro en la siguiente tabla

Unidad Magnitud medida

…el auto venía a 120 km/h…

…el farol cayó desde 6 m…

…se necesitaron 200 g de harina…

...se sembraron 2 ha con trigo...

...no paro el régimen hasta llegar a los 70 kg...

7. Un niño de 4 años tiene una altura de 1 m, calcular cuál será su altura a los 48 años

8. Establecer si las siguientes proporcionalidades son directas o inversas.

a) Velocidad de un auto y tiempo empleado para recorrer una distancia.

b) Velocidad de un auto y distancia recorrida.

TALLER DE QUÍMICA 2020 ACTIVIDADES DE RESOLUCIÓN 2

9. A, B, C, D y E, son cantidades de diferentes magnitudes que se relacionan de acuerdo con la ecuación: AB + CD = (A + B)E. Despejar A (o sea, obtener la expresión A

= ...).

10. Dada la ecuación T = Q - (R-P)Z, cómo varía T si:

a) Aumenta Q, b) aumenta R, c) disminuye P, d) aumenta Z

11. Calcular el radio de una esfera que posee el mismo volumen que un cubo de 2 cm de lado.

12. Un tanque cilíndrico tiene 1,59 m de altura y 60 cm de radio interno. ¿Qué volumen de agua puede contener? Expresarlo en m3, L y cm3.

13. Calcular el diámetro de una esfera de hierro (Fe) cuya masa es 590 g. (Dato densidad del Fe: 7,87 g/cm3).

14.El mercurio es un metal que a temperatura ambiente se encuentra en estado líquido con una densidad de 13,6 g/cm3. ¿Caben 5,60 kg de mercurio en un frasco de

medio litro? Justificar

15. La distancia de la Tierra al sol es de aproximadamente 1,5 x 108 km. La velocidad de la luz es de 3,00 x 10 5 km/s. ¿Cuántos minutos tarda en llegar a la Tierra la luz emitida

por el sol?

16.Tenemos cinco piezas cuyas masas y volúmenes se indican a continuación: Pieza A B C D E

Masa (g) 27 109 78 25 100

Volumen (cm3) 10 14 10 2,2 37

a) ¿Están constituidas todas las piezas por La misma sustancia?

b) En caso contrario, ¿cuántas sustancias diferentes hay?

c) ¿Podrías decir, a la vista de la tabla de densidades, qué sustancias son éstas?

17. Te contratan en un club de golf en donde quieren implementar un sistema de riego automático. El mismo tendrá un caudal de riego de 25 L/min. El protocolo de riego

incluye regar 2 veces por día, con un tiempo de riego de 5 min por vez. Hay un tanque

de agua en disponible con las siguientes medidas:

¿Te sirve este tanque para acumular el agua de riego necesaria para los 7 días de la

semana?

TALLER PRE-UNIVERSITARIO DE QUÍMICA 2020 ACTIVIDADES DE RESOLUCIÓN 3

CAPÍTULO 3. Cantidades químicas 1. Calcular la MAR o la MMR según corresponda: H, O, Al, Cu, O2, H2O, H2, y H2SO4?

2. Dar la MASA MOLAR (M) (la masa de 1 mol) de las siguientes especies: H, O, Al, Cu, O2, H2O, H2, y H2SO4?

3. ¿Cuántos átomos habrá en un cubo de cobre (densidad = 8,96 g/cm3) de 3 cm de lado? 4. Calcular la masa de una molécula de ácido sulfúrico.

5. ¿Cuántas moléculas de ácido sulfúrico habrá en 200 g de dicha sustancia?

6. Calcular la masa correspondiente a 8,35 1024 moléculas de ozono.

7. La glicerina es un alcohol que se obtiene como subproducto de la fabricación del jabón, y cuya fórmula química es C3O3H8. Calcular la masa de cada elemento contenida en 250 g de glicerina.

8. Ordenar en forma creciente las masas de: a) dos mol CO, b) un mol de CO, c) cinco mol de CO, d) tres mol de CO.

9. Ordenar en forma creciente las masas de: a) un mol de CO, b) un mol de Fe, c) un mol de Sn, d) un mol de de H, e) un mol de H2.

10. Ordenar en forma creciente las masas de: a) tres mol de CO, b) un mol de Fe, c) tres mol de Li, d) diez mol de H.

11. Se tienen 2 mol O2. ¿Cuál es la masa? Luego se disocian todas las moléculas. ¿Cuál es la masa de ese conjunto de átomos? Discutir en qué difieren los estados inicial (moléculas) y final

(átomos).

12. ¿Cuántos moles de átomos de cada elemento hay en 54 g de H2O? ¿A qué masa de cada elemento corresponden?

TALLER DE QUÍMICA 2020

ACTIVIDADES DE RESOLUCIÓN 4

CAPÍTULO 4. Soluciones

1. Se prepara una solución disolviendo 30 g de NaCl en 110 g de agua. Calcular la concentración de

la solución como porcentaje en masa (Cm/m).

2. Con una probeta se mide el volumen de la solución anterior y resulta ser 126 mL. Calcular la

concentración de la solución como: a) Porcentaje masa en volumen (Cm/v).

3. A partir de la información de los problemas 1 y 2, calcular la densidad de la solución preparada

(sción).

4. Respecto de la solución anterior, a) calcular su Molaridad (CM); b) calcular qué masa de solución

contiene 0,15 mol de NaCl; c) ¿Qué cantidad de soluto, en moles, habrá en 400 mL de solución?

5. Calcular la masa de solución acuosa 25 %m/m que contiene 100 g de soluto.

6. Calcular la masa de soluto contenida en 250 g de solución acuosa de NaOH 15 %m/m. ¿Cuál es

el resultado si el soluto en lugar de NaOH hubiera sido NaCl?

7. Se toman 50 mL de solución 5 M de CuSO4, se los coloca en un matraz aforado de 250 mL y se

lleva a volumen con agua. Calcular la concentración CM de la solución resultante.

8. ¿Qué volumen de solución 5 M de CuSO4, se necesitará para preparar 250 mL de solución 2 M.

Analice el resultado en relación con el del problema 7.

9. Calcular la concentración de la solución que resultaría de mezclar 20 mL de solución 0,45 M de

CuSO4 con 30 mL de solución 0,20 M de CuSO4. Suponer que los volúmenes son aditivos.

10. ¿Qué volumen de agua, se deberá agregar a 40 mL de solución 5,0 M CuSO4, para preparar una

solución de concentración 4 M (suponer que los volúmenes son aditivos).

11. ¿Qué volumen de solución 2 M de CuSO4, se deberá agregar a 40 mL de solución 5 M CuSO4,

para preparar una solución de concentración 4 M (suponer que los volúmenes son aditivos).

Analice el resultado en relación con el del problema 10.

12. El ácido sulfúrico concentrado se vende en botellas en cuya etiqueta está indicado lo siguiente:

Concentración: 98,0 % m/m. Densidad: 1,84 g/mL. Si para un determinado experimento es

necesario preparar 500 mL de una solución 0,50 M de ácido sulfúrico, calcular el volumen que se

deberá utilizar de la solución concentrada e indicar cuál sería el procedimiento experimental para

dicha preparación.

TALLER DE QUÍMICA 2020 ACTIVIDADES DE RESOLUCIÓN 5

CAPÍTULO 5. Reacciones químicas y estequiometría

1. La reacción de cloración del fósforo viene dada por la siguiente ecuación:

P4(s) + Cl2(g) PCl2(l)

a) Qué masa de fósforo se necesitará para combinarse exactamente con 51,2 g de cloro.

b) Cuántos moles de producto se obtienen en el caso anterior.

2. El Cu(NO3)2(s) se descompone en CuO(s), NO2(g), y O2(g). Cuál es la masa de cada producto que se obtendrá por descomposición total de 5 mol de Cu(NO3)2(s).

3. El hidruro de litio (LiH(s)) reacciona con el cloruro de aluminio (AlCl3(s)) para dar hidruro doble de aluminio y litio (LiAlH4(s)) y cloruro de litio (LiCl(s)). En un recipiente de reacción se colocan 20

mol de LiH y 400 g de AlCl3. Calcular la masa de todas las sustancias presentes luego de producida

la reacción.

4. Mediante el proceso de la fotosíntesis, las plantas verdes sintetizan glucosa (C6H12O6) y generan oxígeno, a partir de agua absorbida mediante las raíces, y el dióxido de carbono del aire, con la

"ayuda" de la luz solar.

a) Escribir y balancear la ecuación química correspondiente a dicho proceso.

b) ¿Cuántos gramos de dióxido de carbono consume una planta para producir 10 moles de

glucosa?

5. Algunas marcas de antiácidos utilizan Al(OH)3 para que reaccione con el ácido estomacal, que contiene principalmente HCl:

Al(OH)3(s) + HCl(ac) → AlCl3(ac) + H2O(l)

a) Balancear la ecuación.

b) Calcular la masa en gramos de HCl que pueden neutralizarse con 0,500 g de Al(OH)3.

c) ¿Qué masa de agua se forma en ese caso?

6. El mármol, CaCO3(s), se descompone por calentamiento en CaO(s) y CO2(g). La descomposición total de una masa dada de mármol, deja 6,6 g de residuo sólido. Calcular la masa inicial de

mármol.

7. Un trozo de titanio de masa igual a 12,25 g se calienta en aire en un horno y se convierte totalmente en 20,43 g de óxido de este metal. ¿Cuál es la fórmula química del óxido?

8. ¿Qué volumen de solución de HCl 0,40 M se necesitará para neutralizar 30 mL de solución de

NaOH 0,10 M.

9. Se mezclan 20 mL de solución de AgNO3 10 %m/v con 30 mL de solución de K2CrO4 5 % m/v.

Calcular la masa precipitada de Ag2CrO4.