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 ionización?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 límite a dilución infinita es de 39,07.10-3 Ω-1m2mol-1 Calcúlese:a) El pH de la disolución acuosa 0,01 M de ácido acético a 25 ºCb) La conductividad molar y el pH de una disolución acuosa 0,1 M de ácido acético a 25 ºCSOL. 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 son respectivamente: 349,8 y 35,8 Ω -

1cm2mol-1

Calcular la resistividad de una disolución 0,100M de 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 H2O a 25ºC y 1 bar: Cd2+|Cd 0 =-0,402 V; AgCl| Ag+ 0 =-0,222VSOL. 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 presión del HCN (g) sobre esta nueva disolución? Se considera despreciable el volumen de ácido nítrico añadido.Datos. Ka (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.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 el electrodo positivo. Los electrodos 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 i, g y α para esta sal en dichas condiciones.SOL. i=2,518; g=0,629; =0,506

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 de la disolución a 100 ºC. La constante 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: 128,1; 412,2; y 144,9 Ω-1cm2equ-1.Calcular:a) La conductividad equivalente límite del ácido fórmicob) La 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 constante de equilibrio K.SOL. a) 395,4 -1cm2eq-1, 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 son respectivamente: 349,8 y 35,8 Ω -

1cm2mol-1

Calcular la resistividad de una disolución 0,100M de ácido propiónico.SOL. 22,5 m

14. Calcúlese la conductividad límite del ácido acético a 298 K, si las correspondientes conductividades molares límites a dicha temperatura del HCl, NaAc y NaCl son 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 cm2, 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 es de 0,1. Se aplica una tensión de 5 voltios entre los electrodos. Sabiendo que la velocidad de los iones 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? 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 de 7.690 Ω, en una 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 límite a dilución infinita es de 39,07.10-3 Ω-1m2mol-1 Calcúlese:a) El pH de la disolución acuosa 0,01 M de ácido acético a 25 ºCb) La conductividad molar y el pH de una disolución acuosa 0,1 M de ácido acético a 25 ºCSOL. a) 3,38; b) 5,23.10-2-1m2mol-1; 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 de sulfato de magnesio que contiene 6 g por litro congela a 0,132 ºC y tiene una resistencia específica de 149,3 Ω.cm. Determinar el grado de disociación aparente del sulfato de magnesio.a) Mediante el factor de Van’t Hoff. Obtenido a partir del punto de congelación de la disolución b) A partir de las 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, 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, 6,13.104 Ω y 8.106 Ω a 25 ºC, respectivamente. Calcúlese la conductividad molar en la 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 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.SOL. 1,32.10-5 mol L-1.

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 límite de Debye-Hükel, estímese:a) Los coeficientes de actividad de los iones Ba+2 y Cl- en esta disolución b) El coeficiente de actividad iónica media de este electrolito.SOL. a) Ba2+=0,695; b) Cl-=0,913; b)0,8336

24. En el estudio de la velocidad de reacción correspondiente a la descomposición del pentaóxido de dinitrógeno, a determinada temperatura, para dar dióxido de nitrógeno y oxígeno se hallaron los siguientes datos experimentales:

Conc. de pentaóxido de dinitrógeno (mol L-1)

1 0,5 0,2 0,15

Velocidad de reacción(mol L-1 s-1)con respecto al pentaóxido

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 sustancia sigue una cinética de orden dos con una energía de activación Ea = 21.775 cal/mol y un periodo de 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 inicial a 10mg/L a la temperatura de 37 ºC. b) Hágase lo mismo para una temperatura de 40 ºCSOL. a) t= 14 h; b) t= 10 h

26. Para la reacción de descomposición del N2O5(g): N2O5 (g)↔NO2 (g) + NO3 (g) se obtuvieron los siguientes datos cinéticos:

Exp T= 25ºC T= 55ºCt(h) pN2O5 (mmHg) t(min) pN2O5 (mm Hg)

1 0 350 0 3506,1 175 8,2 175

2 0 500 0 5006,1 250 8,2 250

a) Determinar el orden de reacciónb) 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) k1= 3,156.10-5 s-1; k2= 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 los siguientes datos:

Número de experimento

[A ]o inicial moles/litro

[B ]o inicial moles/litro

Velocidad inicial

1 1,00.10-3 0,25.10-3 0,26.10-9

2 1,00.10-3 0,50.10-3 0,52.10-9

3 1,00.10-3 1,00.10-3 1,04.10-9

4 2,00.10-3 1,00.10-3 4,16.10-9

5 3,00.10-3 1,00.10-3 9,36.10-9

6 4,00.10-3 1,00.10-3 16,64.10-9

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 de la reacción cuando los reactivos tienen una concentración inicial de 4,00.10-4 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 CO(NH2)2 a partir de los siguientes datos:

Concentración de CNONH4(moles/litro) Tiempo de semiconversión en Urea(t1/2(horas))

0,05 37,030,10 19,15

0,20 9,45

SOL. Orden 2