Preguntas y problemas - Capítulo III

3.1 Fórmula de masa y el concepto de mole

1. ¿Cuál es la masa total (uma) de carbono en cada una de las siguientes moléculas?
1. CH₄
2. CHCl₃
3. C₁₂H₁₀O₆
4. CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃
2. ¿Cuál es la masa total de hidrógeno en cada una de las moléculas?
1. CH₄
2. CHC_l3
3. C₁₂H₁₀O₆
4. CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃
3. Calcule la masa molecular o de fórmula de cada uno de los siguientes:
1. P₄
2. H₂O
3. Ca(NO₃)₂
4. CH₃CO₂H (ácido acético)
5. C₁₂H₂₂O₁₁ (sacarosa, azúcar de caña)
4. Determine la masa molecular de los siguientes compuestos:
   
   a.
   b.
   c.
   d.


5. Determine la masa molecular de los siguientes compuestos:
   
   a.
   b.
   c.
   d.



6. ¿Qué molécula tiene una masa molecular de 28,05 uma?
   
   a.
   b.
   c.



7. Escribe una oración que describa cómo determinar el número de moles de un compuesto en una masa conocida del compuesto usando su fórmula molecular.
8. Compara 1 mol de H₂, 1 mol de O₂ y 1 mol de F₂.
1. ¿Cuál tiene el mayor número de moléculas? Explicar por qué.
2. ¿Cuál tiene la mayor masa? Explicar por qué.
9. ¿Cuál contiene la mayor masa de oxígeno: 0.75 mol de etanol (C₂H₅OH), 0.60 mol de ácido fórmico (HCO₂H) o 1.0 mol de agua (H₂O)? Explicar por qué.
10. ¿Cuál contiene el mayor número de moles de átomos de oxígeno: 1 mol de etanol (C₂H₅OH), 1 mol de ácido fórmico (HCO₂H) o 1 mol de agua (H₂O)? Explicar por qué.
11. ¿En qué se parecen la masa molecular y la masa molar de un compuesto y en qué se diferencian?
12. Calcule la masa molar de cada uno de los siguientes compuestos:
1. fluoruro de hidrógeno, HF
2. amoniaco, NH₃
3. ácido nítrico, HNO₃
4. sulfato de plata, Ag₂SO₄
5. ácido bórico, B(OH)₃
13. Calcula la masa molar de cada uno de los siguientes:
1. S₈
2. C₅H₁₂
3. Sc₂(SO₄)₃
4. CH₃COCH₃ (acetona)
5. C₆H₁₂O₆ (glucosa)
14. Calcule la masa de fórmula empírica o molecular y la masa molar de cada uno de los siguientes minerales:
1. piedra caliza, CaCO₃
2. halita, NaCl
3. berilo, Be₃Al₂Si₆O₁₈
4. malaquita, Cu₂(OH)₂CO₃
5. turquesa, CuAl₆(PO₄)₄(OH)₈(H₂O)₄
15. Calcula la masa molar de cada uno de los siguientes:
1. El halotano anestésico, C₂HBrClF₃.
2. el herbicida paraquat, C₁₂H₁₄N₂Cl₂
3. cafeína, C₈H₁₀N₄O₂
4. urea, CO(NH₂)₂
5. un jabón típico, C₁₇H₃₅CO₂Na
16. Determine el número de moles de compuesto y el número de moles de cada tipo de átomo en cada uno de los siguientes:
1. 25.0 g de propileno, C₃H₆
2. 3.06 × 10⁻³ g del aminoácido glicina, C₂H₅NO₂
3. 25 lb del herbicida Treflan, C₁₃H₁₆N₂O₄F (1lb = 454g)
4. 0.125 kg del insecticida Paris Green, Cu₄(AsO₃)₂(CH₃CO₂)₂
5. 325 mg de aspirina, C₆H₄(CO₂H)(CO₂CH₃)
17. Determine la masa de cada uno de los siguientes:
1. 0.0146 mol KOH
2. 10,2 mol de etano, C₂H₆
3. 1,6 × 10⁻³ mol de Na₂SO₄
4. 6.854 × 10³ mol de glucosa, C₆H₁₂O₆
5. 2,86 mol de Co(NH₃)₆Cl₃
18. Determine el número de moles del compuesto y el número de moles de cada tipo de átomo en cada uno de los siguientes:
1. 2.12 g de bromuro de potasio, KBr
2. 0.1488 g de ácido fosfórico, H₃PO₄
3. 23 kg de carbonato de calcio, CaCO₃
4. 78.452 g de sulfato de aluminio, Al₂(SO₄)₃
5. 0.1250 mg de cafeína, C₈H₁₀N₄O₂
19. Determine la masa de cada uno de los siguientes:
1. 2.345 mol de LiCl
2. 0.0872 mol de acetileno, C₂H₂
3. 3.3 × 10⁻² mol Na₂CO₃
4. 1.23 × 10³ mol fructosa, C₆H₁₂O₆
5. 0.5758 mol de FeSO₄(H₂O)₇
20. El requerimiento dietético mínimo diario aproximado del aminoácido leucina, C₆H₁₃NO₂, es de 1.1 g. ¿Cuál es este requisito en moles?
21. Determine la masa en gramos de cada uno de los siguientes:
1. 0.600 mol de átomos de oxígeno.
2. 0.600 mol de moléculas de oxígeno, O₂
3. 0.600 mol de moléculas de ozono, O₃
22. Una mujer de 55 kg tiene 7.5 × 10⁻³ mol de hemoglobina (masa molar = 64,456 g / mol) en su sangre. ¿Cuántas moléculas de hemoglobina es esta? ¿Cuál es esta cantidad en gramos?
23. Determine la cantidad de átomos y la masa de circonio, silicio y oxígeno que se encuentra en 0.3384 moles de circón, ZrSiO₄, una piedra semipreciosa.
24. Determine cuál de las siguientes contiene la mayor masa de hidrógeno: 1 mol de CH₄, 0,6 mol de C₆H₆ o 0,4 mol de C₃H₈.
25. Determine cuál de los siguientes contiene la mayor masa de aluminio: 122 g de AlPO₄, 266 g de Al₂Cl₆ o 225 g de Al₂S₃.
26. El diamante es una forma de carbono elemental. Un anillo de compromiso contiene un diamante que pesa 1,25 quilates (1 quilate = 200 mg). ¿Cuántos átomos están presentes en el diamante?
27. El diamante Cullinan fue el diamante natural más grande jamás encontrado (25 de enero de 1905). Pesaba 3104 quilates (1 quilate = 200 mg). ¿Cuántos átomos de carbono estaban presentes en la piedra?
28. Una porción de 55 gramos de un cereal en particular proporciona 270 mg de sodio, 11% de la cantidad diaria recomendada. ¿Cuántos moles y átomos de sodio hay en la cantidad diaria recomendada?
29. Un cierto cereal crujiente de nueces contiene 11.0 gramos de azúcar (sacarosa, C₁₂H₂₂O₁₁) por porción de 60.0 gramos. ¿Cuántas porciones de este cereal se deben comer para consumir 0.0278 moles de azúcar?
30. Un tubo de pasta de dientes contiene 0,76 g de monofluorofosfato de sodio (Na₂PO₃F) en 100 ml.
1. ¿Qué masa de átomos de flúor en mg estaba presente?
2. ¿Cuántos átomos de flúor estaban presentes?
31. ¿Cuál de los siguientes representa el menor número de moléculas?
1. 20.0 g de H₂O (18.02 g / mol)
2. 77.0 g de CH₄ (16.06 g / mol)
3. 68.0 g de CaH₂ (42.09 g / mol)
4. 100.0 g de N₂O (44.02 g / mol)
5. 84.0 g de HF (20.01 g / mol)

3.2 Determinación de fórmulas empíricas y moleculares

32. ¿Qué información se necesita para determinar la fórmula molecular de un compuesto a partir de la fórmula empírica?
33. Calcula lo siguiente a cuatro cifras significativas:
1. la composición porcentual de amoníaco, NH₃
2. el porcentaje de composición de la solución de fijador fotográfico ("hipo"), Na₂S₂O₃
3. el porcentaje de ión calcio en Ca₃(PO₄)₂
34. Determine lo siguiente a cuatro cifras significativas:
1. el porcentaje de composición del ácido hidrazoico, HN₃
2. el porcentaje de composición de TNT, C₆H₂(CH₃)(NO₂)₃
3. el porcentaje de SO₄^2– en Al₂(SO₄)₃
35. Determine el porcentaje de amoníaco, NH₃, en Co(NH₃)₆Cl₃, a tres cifras significativas.
36. Determine el porcentaje de agua en CuSO₄∙5H₂O a tres cifras significativas.
37. Determine las fórmulas empíricas para compuestos con las siguientes composiciones porcentuales:
1. 15.8% de carbono y 84.2% de azufre.
2. 40.0% de carbono, 6.7% de hidrógeno y 53.3% de oxígeno
38. Determine las fórmulas empíricas para compuestos con las siguientes composiciones porcentuales:
1. 43.6% de fósforo y 56.4% de oxígeno.
2. 28.7% K, 1.5% H, 22.8% P y 47.0% O
39. Un compuesto de carbono e hidrógeno contiene 92.3% de C y tiene una masa molar de 78.1 g / mol. ¿Cuál es su fórmula molecular?
40. El dicloroetano, un compuesto que se usa a menudo para la limpieza en seco, contiene carbono, hidrógeno y cloro. Tiene una masa molar de 99 g / mol. El análisis de una muestra muestra que contiene 24.3% de carbono y 4.1% de hidrógeno. ¿Cuál es su fórmula molecular?
41. Determine la fórmula empírica y molecular para el amianto crisotilo. El crisotilo tiene la siguiente composición porcentual: 28,03% de Mg, 21,60% de Si, 1,16% de H y 49,21% de O. La masa molar para el crisotilo es de 520,8 g / mol.
42. Los polímeros son moléculas grandes compuestas de unidades simples repetidas muchas veces. Por lo tanto, a menudo tienen fórmulas empíricas relativamente simples. Calcula las fórmulas empíricas de los siguientes polímeros:
1. Lucite (Plexiglas); 59.9% C, 8.06% H, 32.0% O
2. Saran; 24.8% C, 2.0% H, 73.1% Cl
3. polietileno; 86% C, 14% H
4. poliestireno; 92,3% C, 7,7% H
5. Orlon; 67.9% C, 5.70% H, 26.4% N
43. Un importante fabricante de tinte textil desarrolló un nuevo tinte amarillo. El colorante tiene una composición porcentual de 75,95% de C, 17,72% de N y 6,33% de H en masa con una masa molar de aproximadamente 240 g / mol. Determinar la fórmula molecular del tinte.

3.3 Molaridad

44. Explique qué cambia y qué permanece igual cuando se diluyen 1,00 L de una solución de NaCl a 1,80 L.
45. ¿Qué información se necesita para calcular la molaridad de una solución de ácido sulfúrico?
46. Una muestra de 200 ml y una muestra de 400 ml de una solución de sal tienen la misma molaridad. ¿De qué manera son idénticas las dos muestras? ¿En qué se diferencian estas dos muestras?
47. Determine la molaridad para cada una de las siguientes soluciones:
1. 0.444 mol de CoCl₂ en 0.654 L de solución
2. 98.0 g de ácido fosfórico, H₃PO₄, en 1.00 L de solución
3. 0,2074 g de hidróxido de calcio, Ca(OH)₂, en 40,00 ml de solución
4. 10.5 kg de Na₂SO₄·10H₂O en 18.60 L de solución
5. 7.0 × 10⁻³ mol de I₂ en 100.0 mL de solución
6. 1.8 × 10⁴ mg de HCl en 0.075 L de solución
48. Determine la molaridad de cada una de las siguientes soluciones:
1. 1.457 mol KCl en 1.500 L de solución
2. 0.515 g de H₂SO₄ en 1.00 L de solución
3. 20.54 g de Al(NO₃)₃ en 1575 ml de solución
4. 2.76 kg de CuSO₄·5H₂O en 1.45 L de solución
5. 0,005653 mol de Br₂ en 10,00 ml de solución
6. 0,000889 g de glicina, C₂H₅NO₂, en 1.05 mL de solución
49. Considere esta pregunta: ¿Cuál es la masa del soluto en 0.500 L de 0.30 M de glucosa, C₆H₁₂O₆, usada para inyección intravenosa?
1. Resuma los pasos necesarios para responder la pregunta.
2. Responda la pregunta.
50. Considere esta pregunta: ¿Cuál es la masa de soluto en 200.0 L de una solución de 1.556 M de KBr?
1. Resuma los pasos necesarios para responder la pregunta.
2. Responda la pregunta.
51. Calcule el número de moles y la masa del soluto en cada una de las siguientes soluciones:
1. 2.00 L de 18.5 M H₂SO₄, ácido sulfúrico concentrado
2. 100.0 ml de 3.8 × 10⁻⁵ M NaCN, la concentración letal mínima de cianuro de sodio en el suero sanguíneo
3. 5,50 L de 13,3 M H₂CO, el formaldehído usado para "arreglar" muestras de tejido
4. 325 ml de 1,8 × 10⁻⁶ M FeSO₄, la concentración mínima de sulfato de hierro detectable por el sabor en el agua potable
52. Calcule el número de moles y la masa del soluto en cada una de las siguientes soluciones:
1. 325 ml de 8.23 × 10⁻⁵ M KI, una fuente de yodo en la dieta
2. 75.0 ml de 2.2 × 10⁻⁵ M H₂SO₄, una muestra de lluvia ácida
3. 0.2500 L de 0.1135 M K₂CrO₄, un reactivo analítico utilizado en ensayos de hierro
4. 10.5 L de 3.716 M (NH₄)₂SO₄, un fertilizante líquido
53. Considere esta pregunta: ¿Cuál es la molaridad de KMnO₄ en una solución de 0.0908 g de KMnO₄ en 0.500 L de solución?
1. Resuma los pasos necesarios para responder la pregunta.
2. Responda la pregunta.
54. Considere esta pregunta: ¿Cuál es la molaridad del HCl si 35.23 ml de una solución de HCl contienen 0.3366 g de HCl?
1. Resuma los pasos necesarios para responder la pregunta.
2. Responda la pregunta.
55. Calcule la molaridad de cada una de las siguientes soluciones:
1. 0.195 g de colesterol, C₂₇H₄₆O, en 0.100 L de suero, la concentración promedio de colesterol en suero humano
2. 4.25 g de NH₃ en 0.500 L de solución, la concentración de NH₃ en amoníaco doméstico
3. 1,49 kg de alcohol isopropílico, C₃H₇OH, en 2,50 l de solución, la concentración de alcohol isopropílico en alcohol de frotar
4. 0.029 g de I₂ en 0.100 L de solución, la solubilidad de I₂ en agua a 20 °C
56. Calcule la molaridad de cada una de las siguientes soluciones:
1. 293 g de HCl en 666 ml de solución, una solución de HCl concentrada
2. 2.026 g de FeCl₃ en 0.1250 L de una solución utilizada como desconocida en los laboratorios de química general
3. 0,001 mg Cd²⁺ en 0,100 L, la concentración máxima permitida de cadmio en el agua potable
4. 0.0079 g C₇H₅SNO₃ en una onza (29.6 ml), la concentración de sacarina en un refresco de dieta.
57. Hay alrededor de 1.0 g de calcio, como Ca²⁺, en 1.0 L de leche. ¿Cuál es la molaridad del Ca²⁺ en la leche?
58. ¿Qué volumen de una solución de Fe (NO₃)₃ 1.00 M se puede diluir para preparar 1.00 L de una solución con una concentración de 0.250 M?
59. Si se diluyen 0.1718 L de una solución de C₃H₇OH de 0.3556 M a una concentración de 0.1222 M, ¿cuál es el volumen de la solución resultante?
60. Si se diluyen 4.12 L de una solución de 0.850 M H₃PO₄ a un volumen de 10.00 L, ¿cuál es la concentración de la solución resultante?
61. ¿Qué volumen de una solución de C₁₂H₂₂O₁₁ 0.33 M se puede diluir para preparar 25 ml de una solución con una concentración de 0.025 M?
62. ¿Cuál es la concentración de la solución de NaCl que se obtiene cuando se deja evaporar 0,150 L de una solución de 0.556 M hasta que el volumen se reduce a 0.105 L?
63. ¿Cuál es la molaridad de la solución diluida cuando cada una de las siguientes soluciones se diluye al volumen final dado?
1. Se diluyen 1.00 L de una solución de Fe(NO₃)₃ 0.250 M hasta un volumen final de 2.00 L
2. Se diluyen 0.5000 L de una solución 0.1222 M de C₃H₇OH hasta un volumen final de 1.250 L
3. Se diluyen 2,35 l de una solución 0,350 M de H₃PO₄ hasta un volumen final de 4,00 l.
4. 22.50 mL de una solución 0.025 M de C₁₂H₂₂O₁₁ se diluye a 100.0 mL
64. ¿Cuál es la concentración final de la solución producida cuando se deja evaporar 225.5 ml de una solución de Na₂CO₃ 0.09988 M hasta que el volumen de la solución se reduce a 45.00 ml?
65. Se compró una botella de 2.00 L de una solución de HCl concentrado para el laboratorio de química general. La solución contenía 868,8 g de HCl. ¿Cuál es la molaridad de la solución?
66. Un experimento en un laboratorio de química general requiere una solución de HCl 2.00 M. ¿Cuántos ml de HCl 11.9 M se necesitarían para fabricar 250 ml de HCl 2.00 M?
67. ¿Qué volumen de una solución de K₂SO₄ 0.20 M contiene 57 g de K₂SO₄?
68. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) establece límites en las cantidades de sustancias tóxicas que pueden descargarse en el sistema de alcantarillado. Se han establecido límites para una variedad de sustancias, incluido el cromo hexavalente, que se limita a 0,50 mg / L. Si una industria está descargando cromo hexavalente como dicromato de potasio (K₂Cr₂O₇), ¿cuál es la molaridad máxima permisible de esa sustancia?
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3.4 Otras Unidades para Concentraciones de Solución

69. Considere esta pregunta: ¿Qué masa de una solución concentrada de ácido nítrico (68.0% de HNO3 en masa) se necesita para preparar 400.0 g de una solución de 10.0% de HNO₃ en masa?
1. Resuma los pasos necesarios para responder la pregunta.
2. Responda la pregunta.
70. ¿Qué masa de una solución de NaOH al 4,00% en masa contiene 15,0 g de NaOH?
71. ¿Qué masa de NaOH sólido (97.0% de NaOH en masa) se requiere para preparar 1.00 L de una solución de 10.0% de NaOH en masa? La densidad de la solución al 10.0% es de 1.109 g / mL.
72. ¿Qué masa de HCl está contenida en 45.0 ml de una solución acuosa de HCl que tiene una densidad de 1.19 g cm-3 y contiene 37.21% de HCl en masa?
73. La dureza del agua (recuento de dureza) generalmente se expresa en partes por millón (en masa) de CaCO₃, que es equivalente a miligramos de CaCO3 por litro de agua. ¿Cuál es la concentración molar de iones Ca2 + en una muestra de agua con un recuento de dureza de 175 mg de CaCO₃ / L?
74. Se sospechaba que el nivel de mercurio en una corriente estaba por encima del mínimo considerado seguro (1 parte por billón en peso). Un análisis indicó que la concentración era de 0,68 partes por billón. Suponga una densidad de 1,0 g / ml y calcule la molaridad del mercurio en la corriente.
75. En Canadá y el Reino Unido, los dispositivos que miden los niveles de glucosa en la sangre proporcionan una lectura en milimoles por litro. Si se observa una medición de 5.3 mM, ¿cuál es la concentración de glucosa (C₆H₁₂O₆) en mg / dL?
76. Un spray para la garganta es 1.40% en masa de fenol, C₆H₅OH, en agua. Si la solución tiene una densidad de 0.9956 g / ml, calcule la molaridad de la solución.
77. El yoduro de cobre (I) (CuI) se agrega a menudo a la sal de mesa como una fuente dietética de yodo. ¿Cuántos moles de CuI están contenidos en 1.00 lb (454 g) de sal de mesa que contiene 0.0100% de CuI en masa?
78. Un jarabe para la tos contiene 5.0% de alcohol etílico, C₂H₅OH, en masa. Si la densidad de la solución es 0.9928 g / ml, determine la molaridad del alcohol en el jarabe para la tos.
79. D₅W es una solución usada como un fluido intravenoso. Es una solución de dextrosa (C₆H₁₂O₆) en masa al 5.0% en agua. Si la densidad de D₅W es 1.029 g / ml, calcule la molaridad de la dextrosa en la solución.
80. Encuentre la molaridad de una solución acuosa al 40,0% en masa de ácido sulfúrico, H₂SO₄, para la cual la densidad es de 1.3057 g / ml.