solucionari química 2 bat.pdf

(1)

El Solucionari de Química per a 2n de Batxillerat és una obra col·lectiva, concebuda, dissenyada i creada al departament d’Edicions Educatives de Grup Promotor / Santillana,

dirigit per Enric Juan Redal i Pere Macià Arqué.

En la realització han intervingut:: Núria Boixaderas Sáez Cristina Guardia Villarroel Maria Jesús Ibar Roy Núria Lladó Serra

Ana Isabel Menéndez Hurtado Fernando de Prada P. de Azpeitia EDICIÓ

David Sánchez Gómez DIRECCIÓ DEL PROJECTE Rocío Pichardo Gómez

Grup Promotor

(2)

Presentació

A més de resoldre totes les activitats del llibre de Química de segon de Batxillerat,

aquest solucionari pretén donar resposta als coneixements necessaris per superar amb èxit les proves d’accés a la universitat. Per això la majoria d’exercicis seleccionats han estat extrets dels exàmens de selectivitat dels últims anys i de tots els districtes universitaris.

(3)

Tema 0

Repàs de química

5 Tema 1

Àtoms 39

Tema 2

Molècules 67

Tema 3

Canvis d’energia

en les reaccions químiques

107 Tema 4

Cinètica 161

Tema 5

L’equilibri químic

193 Tema 6

Reaccions àcid-base

237 Tema 7

Equilibri de compostos

iònics poc solubles

325 Tema 8

Les reaccions de transferència

d’electrons 351

Annexos

Formulació inorgànica

Formulació

orgànica

(4)

En qualsevol text de Química, les activitats constitueixen una part fonamental del contingut del llibre. En el nostre material, estan agrupades en dues seccions:

• Intercalades en les pàgines de teoria. • Al final de cada unitat.

En aquest llibre es presenta, per a cada unitat del llibre:

• La programació d’aula (objectius, continguts, competències

específiques de la unitat, contribució a les competències gene-rals del Batxillerat, connexió amb altres matèries de Batxillerat i criteris d’avaluació).

• La resolució de totes les activitats del llibre de l’alumne.

A més d’aquest llibre, el professorat rebrà com a material de suport un CD amb proves d’accés a la universitat resoltes.

Introducció

7 6 PROGRAMACIÓ D'AULA 0 _{Repàs de química} t 3FMBDJPOBSFMTDËMDVMTSFMBUJVTBMBNBTTB NPM OPNCSFEFNPMÒDVMFTJËUPNT EVOBFTQÒDJFRVÓNJDB t $POÒJYFSMBEJGFSÒODJBFOUSFGØSNVMBFNQÓSJDBJGØSNVMBNPMFDVMBS JTBCFSUSPCBSMFT t 4BCFSSFMBDJPOBSJDBMDVMBSUPUFTMFTWBSJBCMFTSFMBUJWFTBMTHBTPTJNFTDMFTEFHBTPT t $POÒJYFSMFTEJGFSFOUTGPSNFTEFYQSFTTJØEFMBDPODFOUSBDJØFOEJTTPMVDJPOT JTBCFSDBMDVMBSMFT t 'FSDËMDVMTRVBOUJUBUJVTEFMBSFBDUJWJUBUFORVÓNJDB FTUFRVJPNFUSJBVUJMJU[BOUGBDUPST EFDPOWFSTJØ t 3FTPMESFQSPCMFNFTEFTUFRVJPNFUSJBRVFJODMPHVJOSFBDUJVTJQSPEVDUFT FOGBTFHBTPTBJFOEJTTPMVDJØ t $POÒJYFSFMDPNQPSUBNFOUEFMTHBTPTJMFTMMFJTRVFFMTSFHFJYFO t 4BCFSQSFQBSBSTPMVDJPOTBQBSUJSEFMTDËMDVMTEFMFTRVBOUJUBUTEFTVCTUËODJFT RVFFTOFDFTTJUFOJEFMBVUJMJU[BDJØEFMNBUFSJBMOFDFTTBSJ t 6UJMJU[BSGBDUPSTEFDPOWFSTJØQFSSFTPMESFQSPCMFNFTEFTUFRVJPNFUSJBJQFSGFSDBOWJT EVOJUBUT OBJECTIUS t 3FMBDJPOTFOUSFNBTTB NPM OPNCSFEËUPNT NPMÒDVMFTJJPOTEVOBFTQÒDJFRVÓNJDB t $ËMDVMTSFMBDJPOBUTBNCMBNBTTB MBRVBOUJUBUEVOBTVCTUËODJBFONPMT JFMOPNCSF EFQBSUÓDVMFT ËUPNT NPMÒDVMFTJJPOTEVOBFTQÒDJFRVÓNJDB t 3FMBDJPOTJDËMDVMTEFMFTWBSJBCMFTRVFJOUFSWFOFOFOMFRVBDJØHFOFSBMEFMTHBTPT JEFBMT t $ËMDVMTEFMFTQSFTTJPOTQBSDJBMTJDPNQPTJDJØEVOBNFTDMBEFHBTPT t $ËMDVMTSFMBDJPOBUTBNCMFTVOJUBUTEFMFYQSFTTJØEFMBDPODFOUSBDJØEFMFTTPMVDJPOT JDËMDVMTEFMFTRVBOUJUBUTEFTVCTUËODJFTRVFFTOFDFTTJUFOQFSQSFQBSBSVOBTPMVDJØ EFUFSNJOBEBBQBSUJSEVOBTPMVDJØNÏTDPODFOUSBEBPEVOBTVCTUËODJBQVSB t 3FBMJU[BDJØEFDËMDVMTFTUFRVJPNÒUSJDTRVBOUJUBUTEFTVCTUËODJFT TPMJET MÓRVJET HBTPTPFOEJTTPMVDJØ RVFFTGPSNFOPSFBDDJPOFO t $ËMDVMEFMSFBDUJVMJNJUBOUFOVOBSFBDDJØRVÓNJDB%FUFSNJOBDJØEFMSFBDUJVMJNJUBOU JBQMJDBDJØFOFTUFRVJPNFUSJB CONTINGUTS "RVFTUBVOJUBUÏTVOBVOJUBUEFSFQËT GPOBNFOUBMNFOUCBTBEBFOMBSFTPMVDJØ EFRàFTUJPOTJQSPCMFNFT QFSUBOU OPTJOUSPEVFJYFODPODFQUFTOPVT KBRVFFTEPOFO QFSBQSFTPTFOFMDVSTBOUFSJPS 3FTPMESFVOQSPCMFNFTÏTVOBQFUJUBJOWFTUJHBDJØ KBRVFDPNQPSUBJOEBHBDJØ JFYQFSJNFOUBDJØ JNQMJDBMBQMBOJGJDBDJØEFMBSFTPMVDJØ MBVUJMJU[BDJØEFMMMFOHVBUHFDJFOUÓGJD QSPQJEFMBRVÓNJDBJMBOËMJTJEFMSFTVMUBU QFSDPNQSPWBSOFMBDPIFSÒODJB BNCFMQMBOUFKBNFOU

COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES DE LA UNITAT

t Competència en comprensió lectora i comunicació. &ODBSBRVFOPTJHVJ VOBDPNQFUÒODJBQSÛQJBEFM#BUYJMMFSBU KBRVFTIBEIBWFSBERVJSJU EVSBOUUPUBM&40 MBMVNOBUIBEFTFSDBQBÎEFOUFOESFMFOVODJBUEVOQSPCMFNB PEVOBRàFTUJØ

%BMUSBCBOEB UBNCÏIBEFTFSDBQBÎEFYQMJDBSEFNBOFSBDMBSBJPSEFOBEB FMTTFVTBSHVNFOUTJMBTFWBMÓOJBEFSFTPMVDJØEFMQSPCMFNB

CONTRIBUCIÓ A LES COMPETÈNCIES GENERALS DEL BATXILLERAT

"RVFTUBVOJUBUUÏVOBSFMBDJØNPMUEJSFDUBBNCMFTNBUFNËUJRVFT KBRVFTPWJOUMBSFTPMVDJØ EFMQSPCMFNBJNQMJDBDËMDVMTBNCFRVBDJPOTNBUFNËUJRVFT t-BOPNFODMBUVSBJMBGPSNVMBDJØRVÓNJDBGBOTFSWJSVOMMFOHVBUHFFTQFDÓGJDRVFUBNCÏ

TVUJMJU[BFOBMUSFTNBUÒSJFT DPNBSBMB#JPMPHJBJMFT$JÒODJFTEFMB5FSSB

CONNEXIÓ AMB ALTRES MATÈRIES DE BATXILLERAT

$BMDVMBSFMOPNCSFEFNPMT NPMÒDVMFTJËUPNTEVOBEFUFSNJOBEBNBTTB EVOBTVCTUËODJB $BMDVMBSMBNBTTBEVOEFUFSNJOBUOPNCSFEFNPMT NPMÒDVMFTJËUPNT EVOBTVCTUËODJB 5SPCBSMBGØSNVMBFNQÓSJDBJNPMFDVMBSEVODPNQPTUBQBSUJSEFEBEFTBOBMÓUJRVFT $BMDVMBSVOBEFMFTWBSJBCMFTRVFJOUFSWFOFOFOMFRVBDJØHFOFSBMEVOHBT %FUFSNJOBSMFTQSFTTJPOTQBSDJBMTJMBDPNQPTJDJØ MBGSBDDJØNPMBSJPFMQFSDFOUBUHF EVOBNFTDMBEFHBTPT &YQMJDBSDPNQSFQBSBSVOBTPMVDJØEFEFUFSNJOBEBDPODFOUSBDJØ BQBSUJSEVOBBMUSB TPMVDJØNÏTDPODFOUSBEBEFMBNBUFJYBTVCTUËODJB PBQBSUJSEFMBTVCTUËODJBQVSB JJOEJDBSMVUJMMBUHFOFDFTTBSJ CRITERIS D’AVALUACIÓ 8 0 _{Repàs de química} 9 SOLUCIONARI

1. On hi haurà més àtoms, en 1 mol de metanol o bé en 1 mol d’àcid fòrmic o metanoic?

Si tenim en compte les fórmules químiques dels dos compostos, es pot veure directament que:

1 mol de metanol, CH3OH, conté: 6 6,022 1023 àtoms 1 mol d’àcid metanoic, H COOH, conté: 5 6,022 1023 àtoms Per tant, hi haurà més àtoms en el mol de metanol.

2. A quin d’aquests tres recipients hi ha un nombre més gran d’àtoms d’oxigen?

a) Una proveta amb 8 mols d’àcid sulfúric. b) Un reactor amb 1,5 kg de dicromat de potassi. c) Un globus amb 1,059 · 1026 àtoms de diòxid de carboni.

Es calcula amb factors de conversió: a) 8 mol H SO6,022 10molècules H SO 1 mol 24 23 24 · · H H SO 4 àtoms 1 molècula H SO 1,92 10à 24 24 25 · · ttoms O b) 1500 g K Cr O1 mol K Cr O 294,2 g K Cr O 227 227 227 · ·66,022 10molècules K Cr O 1 mol K Cr O 23 227 227 · · · 77 àtoms 1 molècula K Cr O 2,15 10àtoms O 227 25 ·

c) 1,059 10àtoms CO1 molècula CO3 àtoms C

26 2 2 · · OO 2 àtoms O 1 molècula CO 7,06 10àtoms 2 2 25 · · OO

Hi ha un nombre més gran d’àtoms d’oxigen al CO2.

3. El tetrahidrocannabinol (THC) és una substància tòxica, i amb ben poca quantitat (2,5 10 5 g) ja es produeix una intoxicació. La seva fórmula molecular és C21H33O2.

a) Quants mols de THC serien, aquests 2,5 10 5 g? b) I quantes molècules representen?

Es calcula amb factors de conversió: a) 2,5 10g THC1 mol THC 317 g THC 7,9 10mol TH 5 8 CC b) 7,9 108mol THC6,022 1023molècules · · · TTHC 1 mol THC 4,7 1016molècules THC · 4. Raona:

a) Quin volum creus que és més gran, el d’1 mol de nitrogen o el d’1 mol d’oxigen? Tot dos s’han de mesurar en les mateixes condicions de pressió i de temperatura.

b) Quina massa és més gran, la d’1 mol de nitrogen o la d’1 mol d’oxigen? c) On hi ha més molècules, en 1 mol de nitrogen o en 1 mol d’oxigen?

(Prova de selectivitat real)

El nitrogen gasós és N2, i l’oxigen gasós és O2, i estan mesurats en les mateixes condicions de P i T. Segons la hipòtesi d’Avogadro:

volums de gasos diferents, mesurats en les mateixes condicions de P i T, contenen el mateix nombre de partícules (i, per tant,

la mateixa quantitat de substància en mols). a) Com que s’han mesurat en les mateixes condicions de P i T,

i contenen el mateix nombre de mols, a través de l’equació dels gasos ideals ens adonem que el volum també ha de ser el mateix, ja que R és una constant.

P Vn R T V n R T P

l b) La massa d’1 mol de gas dependrà de la massa molar de

cadascun: Mm (N2)Mm (O2) hi ha més massa en el mol de O2. c) Pel primer raonament és evident que el nombre de molècules és

el mateix en els dos gasos, ja que estan en les mateixes condicions de P i T.

5. Determina la densitat del diòxid de sofre gasós en condicions normals (c.n.) i a 750 mm Hg i 50 50 °C.

Per al primer càlcul utilitzem l’equació dels gasos ideals en c.n. (1 atm i 273 K), aplicada al gas SO2:

P Vn R T , com que n m Mm i R m V, substituïm l P MmRR T La densitat serà: R P Mm R T 1 atm 64 g mol 0,082 atm L Kmol 1 1 11 1 273 K2,86 g L

Utilitzem l’equació dels gasos ideals en les condicions donades,

P 750 mm Hg (0,987 atm) i T 323 K: R P Mm R T 0,987 atm 64 g mol 0,082 atm L K 1 1mmol1323 K2,38 g L 1 5 Repàs de química

0

t "RVFTUBVOJUBUQSFUÏOTFSVOSFQËTEFMRVFFMTBMVNOFTIBOFTUBU FTUVEJBOUEFTEFSE&40QFMRVFGBBMTDËMDVMTBNCTVCTUËODJFT RVÓNJRVFT1FSBJYÛÏTNPMUJNQPSUBOURVFFTUJHVJOGBNJMJBSJU[BUT BNCFMMMFOHVBUHFRVÓNJD MBGPSNVMBDJØJMBOPNFODMBUVSBEF DPNQPTUPT UBOUJOPSHËOJDTDPNPSHËOJDT4JGFTGBMUB IBVSJFO EFDPOTVMUBSFMTBQÒOEJYT t $BMJOTJTUJSFOMBJNQPSUËODJBRVFUÏFMNBOFJHEFUPUBMBRVÓNJDBCËTJDB BMIPSBEFOGSPOUBSTFBMBSFTUBEFUFNFTRVFDPNQPOFOBRVFTUDVST UBOJOUFOTEFOEF#BUYJMMFSBU FTQFDJBMNFOUFMTDËMDVMTEFNBTTB JRVBOUJUBUEFTVCTUËODJBEFTVCTUËODJFTRVÓNJRVFTFORVBMTFWPMFTUBU KBRVFFMTGBSBOGBMUBFOUPUTFMTDËMDVMTFTUFRVJPNÒUSJDTEVOBSFBDDJØ RVÓNJDB PRESENTACIÓ

(5)

• Aquesta unitat pretén ser un repàs del que els alumnes han estat estudiant des de 3r d’ESO pel que fa als càlculs amb substàncies químiques. Per això és molt important que estiguin familiaritzats amb el llenguatge químic, la formulació i la nomenclatura de compostos, tant inorgànics com orgànics. Si fes falta, haurien de consultar els apèndixs. • Cal insistir en la importància que té el maneig de tota la química bàsica a l’hora d’enfrontar-se a la resta de temes que componen aquest curs tan intens de 2n de Batxillerat, especialment els càlculs de massa i quantitat de substància de substàncies químiques en qualsevol estat, ja que els faran falta en tots els càlculs estequiomètrics d’una reacció química.

PRESENTACIÓ

(6)

0 _{Repàs de química}

• Relacionar els càlculs relatius a la massa, mol, nombre de molècules i àtoms d’una espècie química. • Conèixer la diferència entre fórmula empírica i fórmula molecular, i saber trobar-les. • Saber relacionar i calcular totes les variables relatives als gasos i mescles de gasos. • Conèixer les diferents formes d’expressió de la concentració en dissolucions i saber calcular-les. • Fer càlculs quantitatius de la reactivitat en química (estequiometria) utilitzant factors de conversió. • Resoldre problemes d’estequiometria que incloguin reactius i productes en fase gasosa i en dissolució. • Conèixer el comportament dels gasos i les lleis que els regeixen. • Saber preparar solucions a partir dels càlculs de les quantitats de substàncies que es necessiten i de la utilització del material necessari. • Utilitzar factors de conversió per resoldre problemes d’estequiometria i per fer canvis d’unitats.

OBJECTIUS

• Relacions entre massa, mol, nombre d’àtoms, molècules i ions d’una espècie química. • Càlculs relacionats amb la massa, la quantitat d’una substància en mols, i el nombre de partícules (àtoms, molècules i ions) d’una espècie química. • Relacions i càlculs de les variables que intervenen en l’equació general dels gasos ideals. • Càlculs de les pressions parcials i composició d’una mescla de gasos. • Càlculs relacionats amb les unitats de l’expressió de la concentració de les solucions i càlculs de les quantitats de substàncies que es necessiten per preparar una solució determinada a partir d’una solució més concentrada o d’una substància pura. • Realització de càlculs estequiomètrics: quantitats de substàncies, solids, líquids, gasos o en dissolució, que es formen o reaccionen. • Càlcul del reactiu limitant en una reacció química. Determinació del reactiu limitant i aplicació en estequiometria.

CONTINGUTS

Aquesta unitat és una unitat de repàs, fonamentalment basada en la resolució de qüestions i problemes, per tant, no s’introdueixen conceptes nous, ja que es donen per apresos en el curs anterior. Resoldre un problemes és una petita investigació, ja que comporta indagació i experimentació, implica la planificació de la resolució, la utilització del llenguatge científic propi de la química i l’anàlisi del resultat, per comprovar-ne la coherència amb el plantejament.

COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES DE LA UNITAT

CONTRIBUCIÓ A LES COMPETÈNCIES GENERALS DEL BATXILLERAT

CONNEXIÓ AMB ALTRES MATÈRIES DE BATXILLERAT

1. Calcular el nombre de mols, molècules i àtoms d’una determinada massa d’una substància. 2. Calcular la massa d’un determinat nombre de mols, molècules i àtoms d’una substància. 3. Trobar la fórmula empírica i molecular d’un compost a partir de dades analítiques. 4. Calcular una de les variables que intervenen en l’equació general d’un gas. 5. Determinar les pressions parcials i la composició, la fracció molar i/o el percentatge d’una mescla de gasos. 6. Explicar com preparar una solució de determinada concentració (a partir d’una altra solució més concentrada de la mateixa substància, o a partir de la substància pura), i indicar l’utillatge necessari.

CRITERIS D’AVALUACIÓ

(7)

• Relacionar els càlculs relatius a la massa, mol, nombre de molècules i àtoms d’una espècie química. • Conèixer la diferència entre fórmula empírica i fórmula molecular, i saber trobar-les. • Saber relacionar i calcular totes les variables relatives als gasos i mescles de gasos. • Conèixer les diferents formes d’expressió de la concentració en dissolucions i saber calcular-les. • Fer càlculs quantitatius de la reactivitat en química (estequiometria) utilitzant factors de conversió. • Resoldre problemes d’estequiometria que incloguin reactius i productes en fase gasosa i en dissolució. • Conèixer el comportament dels gasos i les lleis que els regeixen. • Saber preparar solucions a partir dels càlculs de les quantitats de substàncies que es necessiten i de la utilització del material necessari. • Utilitzar factors de conversió per resoldre problemes d’estequiometria i per fer canvis d’unitats.

OBJECTIUS

• Relacions entre massa, mol, nombre d’àtoms, molècules i ions d’una espècie química. • Càlculs relacionats amb la massa, la quantitat d’una substància en mols, i el nombre de partícules (àtoms, molècules i ions) d’una espècie química. • Relacions i càlculs de les variables que intervenen en l’equació general dels gasos ideals. • Càlculs de les pressions parcials i composició d’una mescla de gasos. • Càlculs relacionats amb les unitats de l’expressió de la concentració de les solucions i càlculs de les quantitats de substàncies que es necessiten per preparar una solució determinada a partir d’una solució més concentrada o d’una substància pura. • Realització de càlculs estequiomètrics: quantitats de substàncies, solids, líquids, gasos o en dissolució, que es formen o reaccionen. • Càlcul del reactiu limitant en una reacció química. Determinació del reactiu limitant i aplicació en estequiometria.

CONTINGUTS

Aquesta unitat és una unitat de repàs, fonamentalment basada en la resolució de qüestions i problemes, per tant, no s’introdueixen conceptes nous, ja que es donen per apresos en el curs anterior. Resoldre un problemes és una petita investigació, ja que comporta indagació i experimentació, implica la planificació de la resolució, la utilització del llenguatge científic propi de la química i l’anàlisi del resultat, per comprovar-ne la coherència amb el plantejament.

COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES DE LA UNITAT

• Competència en comprensió lectora i comunicació. Encara que no sigui una competència pròpia del Batxillerat, ja que s’ha d’haver adquirit

durant tota l’ESO, l’alumnat ha de ser capaç d’entendre l’enunciat d’un problema o d’una qüestió.

D’altra banda, també ha de ser capaç d’explicar de manera clara i ordenada els seus arguments i la seva línia de resolució del problema.

CONTRIBUCIÓ A LES COMPETÈNCIES GENERALS DEL BATXILLERAT

Aquesta unitat té una relació molt directa amb les matemàtiques, ja que sovint la resolució del problema implica càlculs amb equacions matemàtiques.

• La nomenclatura i la formulació química fan servir un llenguatge específic que també s’utilitza en altres matèries, com ara la Biologia i les Ciències de la Terra.

CONNEXIÓ AMB ALTRES MATÈRIES DE BATXILLERAT

1. Calcular el nombre de mols, molècules i àtoms d’una determinada massa d’una substància. 2. Calcular la massa d’un determinat nombre de mols, molècules i àtoms d’una substància. 3. Trobar la fórmula empírica i molecular d’un compost a partir de dades analítiques. 4. Calcular una de les variables que intervenen en l’equació general d’un gas. 5. Determinar les pressions parcials i la composició, la fracció molar i/o el percentatge d’una mescla de gasos. 6. Explicar com preparar una solució de determinada concentració (a partir d’una altra solució més concentrada de la mateixa substància, o a partir de la substància pura), i indicar l’utillatge necessari.

CRITERIS D’AVALUACIÓ

(8)

0 _{Repàs de química}

1. On hi haurà més àtoms, en 1 mol de metanol o bé en 1 mol d’àcid fòrmic o metanoic?

1 mol de metanol, CH3OH, conté: 6 ⋅ 6,022 ⋅ 1023 àtoms

1 mol d’àcid metanoic, H−COOH, conté: 5 ⋅ 6,022 ⋅ 1023_àtoms

Per tant, hi haurà més àtoms en el mol de metanol.

2. A quin d’aquests tres recipients hi ha un nombre més gran d’àtoms d’oxigen?

a) Una proveta amb 8 mols d’àcid sulfúric. b) Un reactor amb 1,5 kg de dicromat de potassi.

c) Un globus amb 1,059 · 1026 àtoms de diòxid de carboni. Es calcula amb factors de conversió: a) 8 mol H SO 6,022 10 molècules H SO 1 mol 2 4 23 2 4 · · H H SO 4 àtoms 1 molècula H SO 1,92 10 à 2 4 2 4 25 · · = = ttoms O b) 1500 g K Cr O 1 mol K Cr O 294,2 g K Cr O 2 2 7 2 2 7 2 2 7 · ·66,022 10 molècules K Cr O 1 mol K Cr O 23 2 2 7 2 2 7 · · · 77 àtoms 1 molècula K Cr O2 2 7 2,15 10 àtoms O 25 = · c) 1,059 10 àtoms CO 1 molècula CO 3 àtoms C 26 2 2 · · O O 2 àtoms O 1 molècula CO 7,06 10 àtoms 2 2 25 · · = = OO Hi ha un nombre més gran d’àtoms d’oxigen al CO2.

3. El tetrahidrocannabinol (THC) és una substància tòxica, i amb ben poca

quantitat (2,5 ⋅ 10−5_{g) ja es produeix una intoxicació. La seva fórmula}

molecular és C21H33O2.

a) Quants mols de THC serien, aquests 2,5 ⋅ 10−5_g?

b) I quantes molècules representen? Es calcula amb factors de conversió: a) 2,5 10 g THC 1 mol THC 317 g THC 7,9 10 mol TH 5 8 ⋅ − ⋅ = ⋅ − _C_C b) 7,9 10_· −8 mol THC _· 6,022 10 molècules· 23 TTHC 1 mol THC 4,7 10 molècules THC16 = = · 4. Raona:

El nitrogen gasós és N2, i l’oxigen gasós és O2, i estan mesurats

en les mateixes condicions de P i T. Segons la hipòtesi d’Avogadro: volums de gasos diferents, mesurats en les mateixes condicions de P i T, contenen el mateix nombre de partícules (i, per tant, la mateixa quantitat de substància en mols). a) Com que s’han mesurat en les mateixes condicions de P i T, i contenen el mateix nombre de mols, a través de l’equació dels gasos ideals ens adonem que el volum també ha de ser el mateix, ja que R és una constant. b) La massa d’1 mol de gas dependrà de la massa molar de

cadascun: Mm (N2) = 28 g/mol i Mm (O2) = 32 g/mol; per tant,

hi ha més massa en el mol de O2.

c) Pel primer raonament és evident que el nombre de molècules és el mateix en els dos gasos, ja que estan en les mateixes condicions de P i T.

5. Determina la densitat del diòxid de sofre gasós en condicions normals (c.n.) i a 750 mm Hg i 50 50 °C. Per al primer càlcul utilitzem l’equació dels gasos ideals en c.n. (1 atm i 273 K), aplicada al gas SO2: , com que i , substituïm La densitat serà: Utilitzem l’equació dels gasos ideals en les condicions donades, P = 750 mm Hg (0,987 atm) i T = 323 K:

(9)

On hi haurà més àtoms, en 1 mol de metanol o bé en 1 mol d’àcid fòrmic o metanoic?

1 mol de metanol, CH3OH, conté: 6 ⋅ 6,022 ⋅ 1023 àtoms

1 mol d’àcid metanoic, H−COOH, conté: 5 ⋅ 6,022 ⋅ 1023_àtoms

Per tant, hi haurà més àtoms en el mol de metanol.

A quin d’aquests tres recipients hi ha un nombre més gran d’àtoms d’oxigen?

a) Una proveta amb 8 mols d’àcid sulfúric. b) Un reactor amb 1,5 kg de dicromat de potassi.

c) Un globus amb 1,059 · 1026 àtoms de diòxid de carboni. Es calcula amb factors de conversió: a) 8 mol H SO 6,022 10 molècules H SO 1 mol 2 4 23 2 4 · · H H SO 4 àtoms 1 molècula H SO 1,92 10 à 2 4 2 4 25 · · = = ttoms O b) 1500 g K Cr O 1 mol K Cr O 294,2 g K Cr O 2 2 7 2 2 7 2 2 7 · ·66,022 10 molècules K Cr O 1 mol K Cr O 23 2 2 7 2 2 7 · · · 77 àtoms 1 molècula K Cr O2 2 7 2,15 10 àtoms O 25 = · Hi ha un nombre més gran d’àtoms d’oxigen al CO2.

El tetrahidrocannabinol (THC) és una substància tòxica, i amb ben poca

quantitat (2,5 ⋅ 10−5_{g) ja es produeix una intoxicació. La seva fórmula}

molecular és C21H33O2.

a) Quants mols de THC serien, aquests 2,5 ⋅ 10−5_g?

b) I quantes molècules representen? Es calcula amb factors de conversió:

4. Raona:

El nitrogen gasós és N2, i l’oxigen gasós és O2, i estan mesurats

en les mateixes condicions de P i T. Segons la hipòtesi d’Avogadro: volums de gasos diferents, mesurats en les mateixes condicions de P i T, contenen el mateix nombre de partícules (i, per tant, la mateixa quantitat de substància en mols). a) Com que s’han mesurat en les mateixes condicions de P i T, i contenen el mateix nombre de mols, a través de l’equació dels gasos ideals ens adonem que el volum també ha de ser el mateix, ja que R és una constant. P V n R T V n R T P ⋅ = ⋅ ⋅ → = ⋅ ⋅ b) La massa d’1 mol de gas dependrà de la massa molar de

cadascun: Mm (N2) = 28 g/mol i Mm (O2) = 32 g/mol; per tant,

hi ha més massa en el mol de O2.

c) Pel primer raonament és evident que el nombre de molècules és el mateix en els dos gasos, ja que estan en les mateixes condicions de P i T.

5. Determina la densitat del diòxid de sofre gasós en condicions normals (c.n.) i a 750 mm Hg i 50 50 °C. Per al primer càlcul utilitzem l’equació dels gasos ideals en c.n. (1 atm i 273 K), aplicada al gas SO2: P V⋅ = ⋅ ⋅ , com que n R T n m Mm = i ρ = m V , substituïm → ⋅P Mm= ⋅ ⋅ρ R T La densitat serà: ρ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − − P Mm R T 1 atm 64 g mol 0,082 atm L K mol 1 1 ⋅ 11_⋅_{273 K} =2,86 g L⋅ −1 Utilitzem l’equació dels gasos ideals en les condicions donades, P = 750 mm Hg (0,987 atm) i T = 323 K: ρ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − P Mm R T 0,987 atm 64 g mol 0,082 atm L K 1 1 _m_mol 1 _{323 K} 2,38 g L 1 − − ⋅ = ⋅

(10)

0 _{Repàs de química}

6. Calcula la massa molecular d’un gas si 32 g ocupen un volum de 6.756 mL, a una pressió de 3.040 mm Hg i 57 °C de temperatura.

Utilitzem l’equació dels gasos ideals, en les condicions donades: V = 6756 mL (6,756 L), P = 3040 mm Hg (4 atm) i 57 °C (330 K): P V n R T P V m Mm R T ⋅ = ⋅ ⋅ → ⋅ = ⋅ ⋅ → → = ⋅ ⋅ ⋅ = = ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ − ⋅ Mm m R T P V 32 g 0,082 atm L K 1 mol 1 330 K 44 atm 6,756 L 32,04 g mol 1 ⋅ = ⋅ −

7. La pressió total d’una mescla de 2,54 mols d’hidrogen i 3,58 mols de nitrogen és de 2,50 atm. Calcula la pressió de cadascun dels dos gasos per separat. Es tracta d’una mescla de gasos ideals. Com que coneixem el nombre de mols de cada component dins la mescla, podem determinar-ne les fraccions molars i aplicar l’expressió: P1=PT⋅ χ1 on χ1 1 T = n

n , ntotals=nH2 +nN2= 2,54 mol+3,58 mol=6,12 mol Les fraccions molars seran: χH H T 2 2 = n = = n 2,54 mol H 6,12 mol totals 0,41 2 χN N T 2 2 = n = = n 3,58 mol N 6,12 mol totals 0,59 2 Les pressions seran: PH2 =PT⋅χH2 =2 50, atm⋅0 41, =1 025, atm PN2=PT⋅χN2 =2,50 atm 0,59⋅ =1,475 atm

8. Un recipient conté una mescla formada per 1 g de diòxid de carboni i 4 g de monòxid de carboni que estan a una temperatura de 17 °C i a una pressió de 0,1 atm. Calcula el volum del recipient i la pressió parcial de cada gas.

Per calcular el volum utilitzem l’equació dels gasos ideals aplicada al nombre de mols totals i després determinem la pressió parcial de cada gas amb la pressió total i la fracció molar. n m Mm CO CO CO 1 2 2 2 2 1 g 44 g mol 0,0227 mol CO = = ⋅ − = Les pressions seran:

9. Si cremem una mostra d’hidrocarbur, es formen 7,92 g de diòxid de carboni i 1,62 g de vapor d’aigua. La densitat d’aquest hidrocarbur

gasós és d0,82 g dm−3_{a 85 °C i 700 mm Hg.}

a) Determina la fórmula empírica de l’hidrocarbur. b) Determina’n la fórmula molecular.

a) Per trobar la fórmula empírica (CxHyOz) expressada en mols, ens

donen dades de la combustió del compost orgànic: CxHy + O2 → CO2 + H2O + SO2 7,92 g 1,62 g D’aquesta manera, ja tenim la fórmula empírica en mols: Fórmula empírica: b) Per calcular la fórmula molecular tenim unes dades addicionals sobre el compost en estat gasós que ens permeten calcular la massa molecular del gas a partir de l’equació dels gasos.

(11)

Calcula la massa molecular d’un gas si 32 g ocupen un volum de 6.756 mL, a una pressió de 3.040 mm Hg i 57 °C de temperatura.

Utilitzem l’equació dels gasos ideals, en les condicions donades: V = 6756 mL (6,756 L), P = 3040 mm Hg (4 atm) i 57 °C (330 K):

La pressió total d’una mescla de 2,54 mols d’hidrogen i 3,58 mols de nitrogen és de 2,50 atm. Calcula la pressió de cadascun dels dos gasos per separat. Es tracta d’una mescla de gasos ideals. Com que coneixem el nombre de mols de cada component dins la mescla, podem determinar-ne les fraccions molars i aplicar l’expressió: on , Les fraccions molars seran: Les pressions seran:

Un recipient conté una mescla formada per 1 g de diòxid de carboni i 4 g de monòxid de carboni que estan a una temperatura de 17 °C i a una pressió de 0,1 atm. Calcula el volum del recipient i la pressió parcial de cada gas.

Per calcular el volum utilitzem l’equació dels gasos ideals aplicada al nombre de mols totals i després determinem la pressió parcial de cada gas amb la pressió total i la fracció molar. χCO CO T 2 2 2 0,0227 mol CO 0,1657 mol totals 0,1 = n = = n 337 n m Mm CO CO CO 1 4 g 28 g mol 0,143 mol CO = = ⋅ − = χCO CO T 0,143 mol CO 0,1657 mol totals 0,863 = n = = n

ntotals =nCO +nCO = 0,0227 mol+0,143 mol=0,1657 moll

P V n R T V n R T P T T T T 0,1657 mol 0,082 atm ⋅ = ⋅ ⋅ → = ⋅ ⋅ = = ⋅ ⋅ LL K mol 290 K 0,1 atm 39,4 L 1 1 ⋅ − ⋅ − ⋅ ₌ Les pressions seran: PCO2 =PT⋅χCO2 =0,1 atm 0,137⋅ =0,0137 atm (10,13 mmHHg) PCO=PT⋅χCO = 0,1 atm 0,863⋅ =0,0863 atm (65,8 mm Hg)

9. Si cremem una mostra d’hidrocarbur, es formen 7,92 g de diòxid de carboni i 1,62 g de vapor d’aigua. La densitat d’aquest hidrocarbur

gasós és d0,82 g dm−3_{a 85 °C i 700 mm Hg.}

a) Determina la fórmula empírica de l’hidrocarbur. b) Determina’n la fórmula molecular.

a) Per trobar la fórmula empírica (CxHyOz) expressada en mols, ens

donen dades de la combustió del compost orgànic: CxHy + O2 → CO2 + H2O + SO2 7,92 g 1,62 g 7,92 g CO 12 g C 44 g CO 1 mol C 12 g C 0,18 mol C 2 2 ⋅ ⋅ = 1,62 g H O 2 g H 18 g H O 1 mol H 1 g H 0,18 mol H 2 2 ⋅ ⋅ = D’aquesta manera, ja tenim la fórmula empírica en mols: Fórmula empírica: C0,18H CH 0,18 0,18 0,18 → b) Per calcular la fórmula molecular tenim unes dades addicionals sobre el compost en estat gasós que ens permeten calcular la massa molecular del gas a partir de l’equació dels gasos. P V⋅ = ⋅ ⋅n R T

(12)

0 _{Repàs de química}

Com que n m Mm = , i ρ = m V , substituïm P Mm m V R T ⋅ = ⋅ ⋅ → → = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Mm R T P ρ 0,82 g L 0,082 atm L K mol 358 K 0,92 attm 26,1 g mol 1 = ⋅ − Coneixent la massa molecular del compost, la comparem amb la massa de la fórmula empírica que havíem trobat i veurem quantes vegades es repeteix: n Mm Mm n = F. molecular → = ⋅ − F. empírica 1 26,1 g mol 13 gg mol_⋅ −1 =2,01 Fórmula molecular: C2H2

10. La combustió completa de 2 g d’un hidrocarbur saturat de cadena oberta dóna 9,11 g de productes.

a) Calcula la fórmula del compost.

b) Suposa que tot el CO2 que s’ha format es recull en forma d’aigua i s’hi

forma àcid carbònic. Calcula el volum de solució 0,5 M de NaOH que caldrà afegir-hi per provocar la neutralització completa fins al carbonat.

a) Per trobar la fórmula de l’hidrocarbur saturat (CnH2n+2) ens donen

dades de la combustió. Com que tenim dades dels dos productes alhora, no podem calcular els mols de C i H directament com altres vegades. Ens farà falta una equació amb les dades que tenim. Per això ajustem algebraicament la reacció: CnH2n+2 + 3/2 (n+1) O2 → n CO2 + (n+1) H2O 2 g 9,11 g Es calcula la massa en grams de cada producte: 2 g HC 44 g CO (14 2) g HC 88 14 2g CO 2 2 ⋅ + = + n n n n 2 g HC 18 ( 1) g H O (14 2) g HC 36 ( 1) 14 2 g H 2 ⋅ ⋅ + + = ⋅ + + n n n n 22O 88 14 2 g CO 36 ( 1) 14 2 g H O 9,11 g totals p 2 2 n n n n + + ⋅ + + = rroductes Aïllem: n = 5,02. Per tant, l’hidrocarbur és C5H12 (pentà). b) Aquest apartat és una neutralització àcid-base entre l’àcid carbònic (H2CO3) i la sosa càustica (NaOH). L’àcid ve de recollir el CO2 sobre aigua. La quantitat en mols de CO2 de què disposem es calcula a partir de la reacció de combustió ajustada: C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O 2 g n ? Ara ajustem les reaccions de formació de l’àcid i neutralització amb NaOH i hi introduïm les dades: CO2 + H2O → H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O 0,139 mol V? 0,5 M

11. Una mostra de 0,322 g d’un vapor orgànic, a 100 °C i 0,974 atm, ocupa un volum de 62,7 mL. Una anàlisi del vapor ens dóna una composició elemental de C = 65,43 %; O = 29,16 % i H = 5,5 %. Quina és la seva fórmula molecular?

Suposem 100 g de compost; els percentatges de cada element se’ns converteixen directament en quantitats de massa en grams; si utilitzem les masses molars de cadascun podem obtenir els mols de C, H i O presents en el compost. • • → • Per calcular la fórmula molecular tenim unes dades addicionals sobre el compost en estat gasós que ens permeten calcular la massa molecular del gas a partir de l’equació dels gasos.

(13)

Com que , i , substituïm → = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Mm R T P ρ 0,82 g L 0,082 atm L K mol 358 K 0,92 attm 26,1 g mol 1 = ⋅ − Coneixent la massa molecular del compost, la comparem amb la massa de la fórmula empírica que havíem trobat i veurem quantes vegades es repeteix: Fórmula molecular: C2H2

La combustió completa de 2 g d’un hidrocarbur saturat de cadena oberta dóna 9,11 g de productes.

a) Calcula la fórmula del compost.

b) Suposa que tot el CO2 que s’ha format es recull en forma d’aigua i s’hi

forma àcid carbònic. Calcula el volum de solució 0,5 M de NaOH que caldrà afegir-hi per provocar la neutralització completa fins al carbonat.

a) Per trobar la fórmula de l’hidrocarbur saturat (CnH2n+2) ens donen

dades de la combustió. Com que tenim dades dels dos productes alhora, no podem calcular els mols de C i H directament com altres vegades. Ens farà falta una equació amb les dades que tenim. Per això ajustem algebraicament la reacció: CnH2n+2 + 3/2 (n+1) O2 → n CO2 + (n+1) H2O 2 g 9,11 g Es calcula la massa en grams de cada producte: 88 14 2 g CO 36 ( 1) 14 2 g H O 9,11 g totals p 2 2 n n n n + + ⋅ + + = rroductes Aïllem: n = 5,02. Per tant, l’hidrocarbur és C5H12 (pentà). b) Aquest apartat és una neutralització àcid-base entre l’àcid carbònic (H2CO3) i la sosa càustica (NaOH). L’àcid ve de recollir el CO2 sobre aigua. La quantitat en mols de CO2 de què disposem es calcula a partir de la reacció de combustió ajustada: C5H12 + 8 O2 → 5 CO2 + 6 H2O 2 g n ? 2 g C O 1 mol C O 72 g C O 5 mol CO 1 mol C O 5 12 5 12 5 12 2 5 12 ⋅ ⋅ = 00,139 mol CO2 Ara ajustem les reaccions de formació de l’àcid i neutralització amb NaOH i hi introduïm les dades: CO2 + H2O → H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O 0,139 mol V? 0,5 M 0,139 mol CO 1 mol H CO 1 mol CO 2 mol NaOH 1 mo 2 2 3 2 · · ll H CO 1 L solució 0,5 mol NaOH 0,556 L NaOH (5 2 3 · = = 556 mL)

11. Una mostra de 0,322 g d’un vapor orgànic, a 100 °C i 0,974 atm, ocupa un volum de 62,7 mL. Una anàlisi del vapor ens dóna una composició elemental de C = 65,43 %; O = 29,16 % i H = 5,5 %. Quina és la seva fórmula molecular?

Suposem 100 g de compost; els percentatges de cada element se’ns converteixen directament en quantitats de massa en grams; si utilitzem les masses molars de cadascun podem obtenir els mols de C, H i O presents en el compost. • 65,43 g C 1 mol C 12 g C 5,45 mol C ⋅ = • 5,5 g H 1 mol H 1 g H 5,5 mol H ⋅ = → C5,45H O C H O 1,82 5,5 1,82 1,82 1,82 3 3 → • 29,16 g O 1 mol O 16 g O 1,82 mol O ⋅ =              Per calcular la fórmula molecular tenim unes dades addicionals sobre el compost en estat gasós que ens permeten calcular la massa molecular del gas a partir de l’equació dels gasos. P V⋅ = ⋅ ⋅n R T

(14)

0 _{Repàs de química}

Com que n m Mm = , substituïm: P V m Mm R T ⋅ = ⋅ ⋅ Mm m R T P V = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 0,322 g 0,082atm L K mol 373 K 0,9744 atm 0,0627 L 161,27 g mol 1 ⋅ = ⋅ − Coneixent la massa molecular del compost, la comparem amb la massa de la fórmula empírica que havíem trobat i veurem quantes vegades es repeteix: n Mm Mm n = F. molecular → = ⋅ − F. empírica 1 161,27 g mol 555 g mol_⋅ −1 =2,93≈3 Fórmula molecular: C9H9O3

12. Indica d’una manera raonada on hi haurà un nombre més gran d’àtoms d’oxigen, en 20 g d’hidròxid de sodi o en 5,6 L d’oxigen mesurats a una temperatura de 0 °C i 2 atm de pressió.

Es calcula utilitzant factors de conversió: Àtoms d’oxigen en el NaOH:

20 g NaOH 1 mol NaOH

40 g NaOH 6,022 1023 mol · · · èècules NaOH 1 mol NaOH 1 àtom O 1 molècula NaO · · H H 3,011 10 àtoms O 23 = · Àtoms de O en l’oxigen gas: P V n R T n P V R T ⋅ = ⋅ ⋅ → = ⋅ ⋅ = = ⋅ ⋅ ⋅ − 2 atm 5,6 L

0,082 atm L K 1_⋅⋅_mol−1_⋅_{273 K} =0,5 mol O2

Per tant: 0,5 mol O 6,022 10 molècules O 1 mol O 2 2 23 2 2 · · · ààtoms O 1 molècula O 6,022 10 àtoms O 2 23 = = · Hi ha un nombre més gran d’àtoms de O en el segon recipient. 13. Ordena de més gran a més petit el nombre d’àtoms que expressen

les quantitats següents: a) 10 g de clorur de plata.

b) 3 ⋅ 1020_{molècules de diòxid de sofre.}

c) 4 mols d’oxigen en condicions normals (c.n.). d) 20 mL de gas oxigen a 20 °C i 780 mm Hg. Es calcula el nombre total d’àtoms amb factors de conversió i s’ordenen: Àtoms al AgCl: Àtoms al SO2: Àtoms a l’oxigen gas en c.n.: Àtoms a l’oxigen gas:

Nre. d’àtoms: O2 c.n. > AgCl > O2 a 20 °C > SO2.

14. En condicions normals de pressió i de temperatura, 1 mol de diòxid

de carboni conté 6,02 ⋅ 1023_molècules.

a) Quantes molècules hi haurà en 60 g de CO2 a 129 °C i 748 mm Hg?

b) Quina serà la densitat del CO2 en condicions normals?

c) I a 129 °C i 748 mm Hg?

(15)

Com que , substituïm: Mm m R T P V = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ 0,322 g 0,082atm L K mol 373 K 0,9744 atm 0,0627 L 161,27 g mol 1 ⋅ = ⋅ − Coneixent la massa molecular del compost, la comparem amb la massa de la fórmula empírica que havíem trobat i veurem quantes vegades es repeteix: Fórmula molecular: C9H9O3

Indica d’una manera raonada on hi haurà un nombre més gran d’àtoms d’oxigen, en 20 g d’hidròxid de sodi o en 5,6 L d’oxigen mesurats a una temperatura de 0 °C i 2 atm de pressió.

Es calcula utilitzant factors de conversió: Àtoms d’oxigen en el NaOH:

Àtoms de O en l’oxigen gas:

Per tant:

Hi ha un nombre més gran d’àtoms de O en el segon recipient. Ordena de més gran a més petit el nombre d’àtoms que expressen

les quantitats següents: a) 10 g de clorur de plata.

b) 3 ⋅ 1020_{molècules de diòxid de sofre.}

c) 4 mols d’oxigen en condicions normals (c.n.). d) 20 mL de gas oxigen a 20 °C i 780 mm Hg.

Es calcula el nombre total d’àtoms amb factors de conversió i s’ordenen:

Àtoms al AgCl:

10 g AgCl 1 mol AgCl

143,37 g AgCl 6,022 102 · · · 33 _{unitats AgCl} 1 mol AgCl 2 àtoms 1 unitat AgCl 8 · · = ,,4 10 àtoms_· 22 Àtoms al SO2: 3 10 molècules SO 3 àtoms 1 molècula SO 9 20 2 2 · · = ,,0 10 àtoms_· 20 Àtoms a l’oxigen gas en c.n.: 4 mol O 6,022 10 molècules O 1 mol O 2 à 2 23 ₂ 2 · · · ttoms O 1 molècula 0 4,82 10 àtoms O 2 24 = = · Àtoms a l’oxigen gas: P V n R T n P V R T ⋅ = ⋅ ⋅ → = ⋅ ⋅ = = ⋅ ⋅ 1,026 atm 0,02 L

0,082 atm LL K_⋅ −1_⋅mol−1_⋅293 K = 8,54 10 mol O⋅ −4 2

8,54 10 mol O 6,022 10 molècules O 1 4 2 23 ₂ · − · · m mol O 2 àtoms O 1molècula 0 1,029 10 àt 2 2 21 · · = = ooms O

Nre. d’àtoms: O2 c.n. > AgCl > O2 a 20 °C > SO2.

14. En condicions normals de pressió i de temperatura, 1 mol de diòxid

de carboni conté 6,02 ⋅ 1023_molècules.

a) Quantes molècules hi haurà en 60 g de CO2 a 129 °C i 748 mm Hg?

b) Quina serà la densitat del CO2 en condicions normals?

c) I a 129 °C i 748 mm Hg?

a) 60 g CO 1 mol CO 44 g CO 6,022 10 molè 2 2 2 23 · · · ccules CO 1 mol CO 8,212 10 molècules 2 2 23 = = ·

(16)

0 _{Repàs de química}

b) Densitat del CO2 en c.n. (1 atm i 273 K): P V⋅ = ⋅ ⋅n R T Com que n m Mm = , i ρ = m V , substituïm →P Mm⋅ = ⋅ ⋅ρ R T Aïllem la densitat: ρ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − − P Mm R T 1 atm 44 g mol 0,082 atm L K mol 1 1 11_⋅_{273 K} =1,965 g L⋅ −1 c) En les condicions donades, P = 748 mm Hg (0,984 atm) i T = 402 K: ρ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − P Mm R T 0,984 atm 44 g mol 0,082 atm L K 1 1 _m_mol−1_⋅_{402 K} =1,313 g L⋅ −1

15. Es crema una mostra de 0,876 g d’un compost orgànic que conté carboni, hidrogen i oxigen, i s’obté 1,76 g de diòxid de carboni i 0,72 g d’aigua. a) Determina la massa d’oxigen que hi ha a la mostra.

b) Troba la fórmula empírica del compost.

c) El compost en qüestió és un àcid orgànic. Justifica de quin àcid es tracta i dóna’n la fórmula.

Dades: masses atòmiques: H = 1; C = 12; O = 16

a) 1,76 g CO 1mol CO 44 g g de C 1mol 2· 2 · 12 C CO 0,48 g de carboni 0,72 g H O 1mo 2 2 = · ll H O 18 g g de H 1mol H O 0,08 g dhidrog 2 2 · 2 = ’ een 0,876 g (0,48– +0 08, )g= 0 316, g d oxig’ een b) 0,48 g de C 1mol d àtoms 12 g 0,04 g mols · ’ = dd àtoms de C 0,08 g de H 1mol d àto ’ ’ · mms

1 g 0,08 g mols d àtoms dhidrogen

0, = ’ ’ 3316 g de O 1mol d àtoms 16 g 0,02 g mols d · ’ = ’ààtoms d oxigen’ Fórmula empírica: C2H4O2 c) Es tracta de l’àcid butanoic. C4H8 O2

16. Es crema un hidrocarbur i en resulta diòxid de carboni i aigua en la proporció 1,955: 1 en massa.

a) Quina és la fórmula empírica de l’hidrocarbur?

b) Si la massa molar és 58, quina és la fórmula molecular de l’hidrocarbur?

c) Escriu i anomena un isòmer que presenti aquesta fórmula molecular. Dades: masses atòmiques: H = 1; C = 12; O = 16

b) La fórmula molecular és C4H10, és el butà.

c) El metilpropà.

17. Un hidrur de bor conté un 84,37% d’aquest element. L’hidrur és un gas

que en condicions normals té una densitat d’1,142 g · L–1

a) Determina la fórmula empírica de l’hidrur.

b) Calcula la massa molar de l’hidrur i escriu la fórmula molecular. Dades: masses atòmiques: H = 1; B = 10,8

18. Tenim dos dipòsits, A i B, que tenen el mateix volum. En el dipòsit A hi ha

SO2 a una pressió i temperatura determinades, i en el dipòsit B hi ha N2O5

a la mateixa temperatura i la meitat de pressió.

a) A quin dipòsit hi ha un nombre de mols més elevat? b) A quin dipòsit hi ha un nombre més gran de molècules?

(17)

b) Densitat del CO2 en c.n. (1 atm i 273 K):

Com que , i , substituïm

Aïllem la densitat: ρ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − − P Mm R T 1 atm 44 g mol 0,082 atm L K mol 1 1 11_⋅_{273 K} =1,965 g L⋅ −1 c) En les condicions donades, P = 748 mm Hg (0,984 atm) i T = 402 K: ρ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − P Mm R T 0,984 atm 44 g mol 0,082 atm L K 1 1 _m_mol−1_⋅_{402 K} =1,313 g L⋅ −1

Es crema una mostra de 0,876 g d’un compost orgànic que conté carboni, hidrogen i oxigen, i s’obté 1,76 g de diòxid de carboni i 0,72 g d’aigua. a) Determina la massa d’oxigen que hi ha a la mostra.

b) Troba la fórmula empírica del compost.

c) El compost en qüestió és un àcid orgànic. Justifica de quin àcid es tracta i dóna’n la fórmula.

Fórmula empírica: C2H4O2

c) Es tracta de l’àcid butanoic. C4H8 O2

Es crema un hidrocarbur i en resulta diòxid de carboni i aigua en la proporció 1,955: 1 en massa.

a) Quina és la fórmula empírica de l’hidrocarbur?

b) Si la massa molar és 58, quina és la fórmula molecular de l’hidrocarbur?

c) Escriu i anomena un isòmer que presenti aquesta fórmula molecular. Dades: masses atòmiques: H = 1; C = 12; O = 16

a) 1,955 g de C0 1mol d àtoms de C

44 g de

2· ’

C

C0 0,0444 mols d àtoms de carboni

1

2

= ’

gg d aigua 2 mols d àtoms de H

18 g H O2 0,11

’ · ’ = 111 g mols d àtoms dhidrogen

0,0 , ’ ’ 0 1111 4444 =2 5, ; fórmula empírica=C H2 5 b) La fórmula molecular és C4H10, és el butà. c) El metilpropà.

17. Un hidrur de bor conté un 84,37% d’aquest element. L’hidrur és un gas

que en condicions normals té una densitat d’1,142 g · L–1

a) Determina la fórmula empírica de l’hidrur.

b) Calcula la massa molar de l’hidrur i escriu la fórmula molecular. Dades: masses atòmiques: H = 1; B = 10,8

a) 84,37 g de bor 1mol

10,8 g 7,8 mols d àto

· = ’ mms de bor

15,63 g dhidrogen 1mol

1 g

’ · == 15,63 mols d àtoms dhidrogen

7 , ’ ’ 15 63 ,,8 =2 la fórmula empírica és=BH2 b) 22, 4 L 1mol 1,142 g 1L 25,6 g ol · = ·m –125,6 12,8 2 la fórmula molecular = és =B H2 4

18. Tenim dos dipòsits, A i B, que tenen el mateix volum. En el dipòsit A hi ha

SO2 a una pressió i temperatura determinades, i en el dipòsit B hi ha N2O5

a la mateixa temperatura i la meitat de pressió.

a) A quin dipòsit hi ha un nombre de mols més elevat? b) A quin dipòsit hi ha un nombre més gran de molècules?

(18)

0 _{Repàs de química}

• Si el sistema es refreda fins a 0 °C, quina serà ara la pressió en el recipient?

Dades: masses atòmiques: H = 1; O = 16; N = 14; R = 8,3 J K–1_{· mol}–1

Mols de nitrogen = 3,2 – 2 = 1,2; 1,2 mols · 28 g · mol–1_{= 33,6 g.} Massa total de la barreja = 32 g d’oxigen + 2 g d’hidrogen + 33,6 g de nitrogen = 67,6 grams. b) ½ O2 + H2 · H2O 1 mol d’hidrogen reacciona amb 0,5 mols d’oxigen. Al final de la reacció hi haurà 0,5 mols d’oxigen sobrant i els 1,2 mols de nitrogen, total 1,7 mols.

20. Un recipient d’1 m3_{conté una mescla d’heli i nitrogen que té una densitat}

de 0,55 g/dm3_{a 25 °C i 10}5_Pa.

Determina la composició de la mescla en tant per cent en volum i la pressió parcial de cada component.

Dades: masses atòmiques: He = 4; N = 14; R = 8,3 J K–1_{· mol}–1

Suposem que la mescla està formada per x mols d’heli i y mols de nitrogen. El nombre total de mols: La massa total de la mescla: Masa = Volum · densitat = 1000 dm3_· 0,55 g/dm3_= 550 g Plantegem el sistema següent: Resolem el sistema: x = 40,4 – y 4 (40,4 – y) + 28 · y = 550; y = 16,18 mols de nitrogen 40,4 – 16,18 = 24,22 mols d’heli Percentatge en volum: Pressió parcial del nitrogen = 0,4 · 105 Pa. Pressió parcial de l’heli = 0,6 · 105 Pa. c) A quin dipòsit hi ha un nombre més elevat d’àtoms?

d) A quin dipòsit hi ha una massa més gran de gas?

Segons l’enunciat: VA = VB, TA = TB i PA = 2PB. a) Nombre de mols: P V n R T n P V R T n P V R T ⋅ = ⋅ ⋅ → = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ A A A A B B B B i Com que tot és igual excepte PA = 2PB, substituïm i queda: n P V R T n P V R T A B B B B B B B = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ 2 _i D’aquí es dedueix que: nA = 2 nB; per tant, hi ha més quantitat de mols al A. b) Nombre de molècules. Com que és proporcional al nombre de mols, a través del nombre d’Avogadro, també hi haurà el doble de molècules al A que al B. c) Nombre d’àtoms. Per calcular el nombre de mols hem d’utilitzar la fórmula química: nA 2 2 n 2 molècules SO 3 àtoms SO 1 molècula SO 3 àto ⋅ = A mms nB 2 5 n 2 5 molècules N O 7 àtoms 1 molècula N O 7 àtom ⋅ = B ss

Com que nA = 2 nB, al SO2 hi ha 6 nB àtoms; per tant, hi ha més

àtoms en el recipient B. d) Com que la massa depèn de la massa molar: nA 2 2 n 2 A mol SO 64 g SO 1 mol SO 64 g ⋅ = nB 2 5 2 5 n 2 5 B mol N O 108 g N O 1 mol N O 108 g ⋅ =

Com que nA = 2 nB, en el recipient A hi ha 128 nB grams de gas;

per tant, hi ha més massa en el recipient A.

19. Un recipient de 0,1 m3_{, a 100 °C i 100 kPa conté 1 mol d’oxigen, 1 mol}

d’hidrogen i una certa quantitat de nitrogen.

a) Determina la quantitat de nitrogen i la densitat de la barreja.

b) Si la mescla s’inflama es produeix una reacció química entre l’oxigen i l’hidrogen:

(19)

• Si el sistema es refreda fins a 0 °C, quina serà ara la pressió en el recipient?

Dades: masses atòmiques: H = 1; O = 16; N = 14; R = 8,3 J K–1_{· mol}–1

n P V R T = = Pa JK mol · · · m · 3 10 0 1 8 3 5 1 , , – –11_·₃₇₃_K = 3 2, mols totals Mols de nitrogen = 3,2 – 2 = 1,2; 1,2 mols · 28 g · mol–1_{= 33,6 g.} Massa total de la barreja = 32 g d’oxigen + 2 g d’hidrogen + 33,6 g de nitrogen = 67,6 grams. Densitat Massa Volum g L g L – = = 67 6 = 100 0 67 , , · 11 b) ½ O2 + H2 · H2O 1 mol d’hidrogen reacciona amb 0,5 mols d’oxigen. Al final de la reacció hi haurà 0,5 mols d’oxigen sobrant i els 1,2 mols de nitrogen, total 1,7 mols. P V mol J K mol = nR T· = 1 7, ·8 3, –1· –1·373 , , K m3 Pa 0 1 = 52630 3

20. Un recipient d’1 m3_{conté una mescla d’heli i nitrogen que té una densitat}

de 0,55 g/dm3_{a 25 °C i 10}5_Pa.

Determina la composició de la mescla en tant per cent en volum i la pressió parcial de cada component.

Dades: masses atòmiques: He = 4; N = 14; R = 8,3 J K–1_{· mol}–1

Suposem que la mescla està formada per x mols d’heli i y mols de nitrogen. El nombre total de mols: n P V R T = = Pa J K mol · · · m · 3 10 1 8 3 5 1 1 , – – _{· 298}_K = 40 4, mols totals La massa total de la mescla: Masa = Volum · densitat = 1000 dm3_· 0,55 g/dm3_= 550 g Plantegem el sistema següent: _x4 ₊· x_y +₌28_{40 4} · _,y =550 Resolem el sistema: x = 40,4 – y 4 (40,4 – y) + 28 · y = 550; y = 16,18 mols de nitrogen 40,4 – 16,18 = 24,22 mols d’heli Percentatge en volum: 16 18, ₁₀₀ ₄₀_% 40,4 · = de nitrogen i 60% dhel’ ii Pressió parcial del nitrogen = 0,4 · 105 Pa. Pressió parcial de l’heli = 0,6 · 105 Pa. c) A quin dipòsit hi ha un nombre més elevat d’àtoms?

d) A quin dipòsit hi ha una massa més gran de gas?

Segons l’enunciat: VA = VB, TA = TB i PA = 2PB. a) Nombre de mols: Com que tot és igual excepte PA = 2PB, substituïm i queda: D’aquí es dedueix que: nA = 2 nB; per tant, hi ha més quantitat de mols al A. b) Nombre de molècules. Com que és proporcional al nombre de mols, a través del nombre d’Avogadro, també hi haurà el doble de molècules al A que al B. c) Nombre d’àtoms. Per calcular el nombre de mols hem d’utilitzar la fórmula química:

Com que nA = 2 nB, al SO2 hi ha 6 nB àtoms; per tant, hi ha més

àtoms en el recipient B.

d) Com que la massa depèn de la massa molar:

Com que nA = 2 nB, en el recipient A hi ha 128 nB grams de gas;

per tant, hi ha més massa en el recipient A.

Un recipient de 0,1 m3_{, a 100 °C i 100 kPa conté 1 mol d’oxigen, 1 mol}

d’hidrogen i una certa quantitat de nitrogen.

a) Determina la quantitat de nitrogen i la densitat de la barreja.

b) Si la mescla s’inflama es produeix una reacció química entre l’oxigen i l’hidrogen:

(20)

0 _{Repàs de química}

21. Dos recipients de vidre tenen el mateix volum. L’un conté hidrogen, i l’altre, diòxid de carboni. Si es troben a la mateixa temperatura i pressió, compara: a) El nombre de molècules dels dos gasos.

b) La massa dels dos gasos.

a) Els dos recipients contenen el mateix nombre de molècules, ja que ocupen el mateix volum i es troben a les mateixes condicions de pressió i temperatura. b) La massa del diòxid de carboni és 22 vegades superior a la de l’hidrogen, ja que la massa molecular del CO2 és 44 u i la de l’hidrogen 2 u.

22. Una solució aquosa d’àcid sulfúric té una densitat d’1,05 g/mL a 20 °C, i 500 mL de solució contenen 1,47 g d’aquest àcid. Ara calcula: a) La fracció molar del solut i del solvent de la solució.

b) El volum de la solució anterior que ens cal per preparar 500 mL de solució 0,5 M de l’àcid esmentat.

a) Per calcular la fracció molar necessitem mols de H2SO4 i H2O en la

solució concentrada. Com que ens donen dades per a 1.500 mL de solució, utilitzem la massa d’àcid i després la densitat de la solució. Mol de H2SO4 (en 1.500 mL solució): 147 g H SO 1 mol H SO 98 g H SO 1,5 mol H SO 2 4 2 4 2 4 2 4 ⋅ = Mol de H2O (en 1.500 mL solució): 1500 mL solució 1,05 g solució 1 mL solució 1575 · = gg solució m m m m m m

solució àcid aigua

aigua sol. àcid 1

= +

→ = − =

→

5575 g−147 g=1428 g aigua

1428 g aigua 1 mol

18 g aigua 79,33 mol aigua

· =

ntotals =nàcid+naigua=1,5 mol+79,33 mol=80,83mmol

Fracció molar d’àcid: χ_{H SO} 2 4 2 4 2 4 H SO totals 1,5 mol H SO 80,83 mol 0, = n = = n 00186 Fracció molar d’aigua: χH O2 2 2 H O totals 79,33 mol H O 80,83 mol 0,9814 = n = = n b) A partir de la solució que volem preparar calculem els mols de la primera que necessitem, i amb aquesta dada, la densitat i la riquesa, calculem el volum que en necessitarem per preparar la diluïda:

23. Una solució aquosa al 8 % en massa d’amoníac té una densitat de 0,96 g/mL. a) Calcula la molaritat, la molalitat i la fracció molar de l’amoníac.

b) Com prepararies al laboratori 100 mL d’aquesta solució a partir d’una solució 6 M d’amoníac?

c) Digues quin material de laboratori has utilitzat i dibuixa’l.

b) En primer lloc es calcula el volum de la solució 6 M d’amoníac que necessitem:

Es mesura 75 mL de la solució que tenim (6 M). Ho podem fer

amb una proveta de 100 cm3_{, o bé amb una pipeta (si és de}

25 cm3_{l’haurem d’omplir tres vegades, o bé podem utilitzar-ne}

una de 50 cm3_{i una de 25 cm}3_{), cal ajudar-se d’un succionador}

per omplir- la. Els 75 mL de solució s’aboquen dins d’un matràs aforat de 100 mL, i s’acaba d’omplir amb aigua destil·lada. c) A la pàgina 14 del llibre de text hi ha dibuixat el material que correspondria a aquest apartat: un matràs, una pipeta i un comptagotes.

(21)

Dos recipients de vidre tenen el mateix volum. L’un conté hidrogen, i l’altre, diòxid de carboni. Si es troben a la mateixa temperatura i pressió, compara: a) El nombre de molècules dels dos gasos.

b) La massa dels dos gasos.

a) Els dos recipients contenen el mateix nombre de molècules, ja que ocupen el mateix volum i es troben a les mateixes condicions de pressió i temperatura. b) La massa del diòxid de carboni és 22 vegades superior a la de l’hidrogen, ja que la massa molecular del CO2 és 44 u i la de l’hidrogen 2 u.

Una solució aquosa d’àcid sulfúric té una densitat d’1,05 g/mL a 20 °C, i 500 mL de solució contenen 1,47 g d’aquest àcid. Ara calcula:

a) La fracció molar del solut i del solvent de la solució.

b) El volum de la solució anterior que ens cal per preparar 500 mL de solució 0,5 M de l’àcid esmentat.

a) Per calcular la fracció molar necessitem mols de H2SO4 i H2O en la

solució concentrada. Com que ens donen dades per a 1.500 mL de solució, utilitzem la massa d’àcid i després la densitat de la solució. Mol de H2SO4 (en 1.500 mL solució): Mol de H2O (en 1.500 mL solució): m m m m m m

solució àcid aigua

aigua sol. àcid 1

= +

→ = − =

→

5575 g−147 g =1428 g aigua

n totals=nàcid+naigua=1,5 mol+79,33 mol= 80,83mmol

Fracció molar d’àcid: Fracció molar d’aigua: b) A partir de la solució que volem preparar calculem els mols de la primera que necessitem, i amb aquesta dada, la densitat i la riquesa, calculem el volum que en necessitarem per preparar la diluïda: 0,5 L solució 0,5 mol H SO 1 L solució 98 g H S 2 4 2 · · OO 1 mol H SO 1500 mL solució concentrada 1 4 2 4 · · 447 g H SO2 4 250 mL solució H SO 2 4 =

23. Una solució aquosa al 8 % en massa d’amoníac té una densitat de 0,96 g/mL. a) Calcula la molaritat, la molalitat i la fracció molar de l’amoníac.

b) Com prepararies al laboratori 100 mL d’aquesta solució a partir d’una solució 6 M d’amoníac?

c) Digues quin material de laboratori has utilitzat i dibuixa’l.

a) 8 g NH 100 g sol. 1mol NH 17 g 0,96 g 3 _· 3_· 11 mL 1000 mL 1 L 4,5 M 8 g NH 92 g H O 1mo 3 2 · · = ll NH 17 g 1000 g 1 kg 5,1 molal. 8 g NH 3 3 · · = 1mol 17 g 0,47 mol 92 g H O 1mol 18 g 5,1 2 = = · mmol X 0,47 mol NH 5,57 mol total 74 mL NH3 = 3 = b) En primer lloc es calcula el volum de la solució 6 M d’amoníac que necessitem: 100 mL 4,5 mol NH 1000 mL 1000 mL 6 mol NH 3 3 · · = 75 mL Es mesura 75 mL de la solució que tenim (6 M). Ho podem fer amb una proveta de 100 cm3_{, o bé amb una pipeta (si és de} 25 cm3_{l’haurem d’omplir tres vegades, o bé podem utilitzar-ne}

una de 50 cm3_{i una de 25 cm}3_{), cal ajudar-se d’un succionador}

per omplir- la. Els 75 mL de solució s’aboquen dins d’un matràs aforat de 100 mL, i s’acaba d’omplir amb aigua destil·lada. c) A la pàgina 14 del llibre de text hi ha dibuixat el material que correspondria a aquest apartat: un matràs, una pipeta i un comptagotes.

(22)

0 _{Repàs de química}

24. L’etiqueta d’una ampolla d’àcid nítric indica aquestes dades: densitat 1,40 kg/L; riquesa 65 % en pes; d’entre les seves característiques destaca la perillositat.

a) Quin volum se’n necessitarà per preparar 250 cm3_{d’una solució 0,5 M?}

b) Explica el procediment que s’ha seguit al laboratori. Quin material cal per preparar-lo? Fes-ne la relació i dibuixa’l.

a) A partir de la solució diluïda (0,5 M) que volem preparar

calculem els mols de nítric que necessitem, i amb aquesta dada, la densitat i la riquesa, calculem el volum de la concentrada (sol. c.) que necessitarem per preparar la diluïda:

0,250 L solució 0,5 mol HNO

1 L solució 63 g HN 3 · · OO 1 mol HNO 100 g sol. c. 65 g HNO 1 L sol. 3 3 3 · · · cc. 1400 g sol. c. 8,65 10 L sol. c. (8,65 cm ) 3 3 = _· − b) Es prenen amb una pipeta 8,65 cm3_{de solució concentrada i es} duen a un vas de precipitats en el qual hi ha uns 200 cm3_d’aigua. S’agita i es dissol i després es porta a un matràs aforat de 250 cm3_. S’acaba d’omplir fins a la marca d’aforament amb més aigua. 25. Disposem de 100 mL d’una solució d’àcid clorhídric 0,5 M i volem

preparar 100 mL d’una altra solució del mateix àcid, però de concentració 0,05 M.

a) Com ho haurem de fer?

b) Senyala i dibuixa el material més adequat per preparar-la al laboratori.

a) En primer lloc es calcula el volum de la solució 0,5 M d’àcid clorhídric que necessitem: 100 mL 0,05 mol HCL 1000 mL 1000 mL 0,5 mol · · H HCI =10 mL Omplim un matràs d’Erlenmeyer de 100 mL amb aigua destil·lada fins més o menys la meitat, amb l’ajut d’un flascó rentador. Omplim una pipeta de 10 mL amb la solució 0,5 M de l’àcid, per fer-ho ens ajudem d’un succionador, i aboquem el seu contingut dins de l’erlenmeyer, acabem d’omplir fins al senyal amb aigua destil·lada. b) A la pàgina 14 del llibre de text hi ha dibuixat el material que correspondria a aquest apartat: un matràs, una pipeta i un comptagotes.

26. Calcula la massa de NaOH de 93 % de puresa que ens caldrà per preparar 250 mL d’una solució 0,2 M.

27. En un laboratori es disposa d’àcid clorhídric concentrat. A l’etiqueta de l’ampolla hi consten les dades següents:

a) Calcula la concentració de l’àcid en mols ⋅ dm3_.

b) Calcula el volum d’aquest àcid que es necessita per preparar 500 cm3

d’una solució 0,1 M d’àcid clorhídric.

c) Explica com prepararies aquesta solució i dibuixa el material que necessitaries.

Dades: masses atòmiques: H = 1; Cl = 35,5

c) Material que necessitem: matràs aforat de 500 mL, pipeta graduada de 10 mL, pera d’aspiració (o un altre estri adient) per pipetejar i comptagotes per enrassar d’una manera precisa. Procediment: Agafem un matràs aforat de 500 mL i l’omplim amb aigua destil·lada (ens podem ajudar amb un flascó rentador), fins que arribi aproximadament a un terç del seu volum. Amb la pipeta afegim 4,7 mL de la solució d’àcid clorhídric que disposem. Acabem d’enrasar amb el comptagotes, tapem i sacsegem la solució.

(23)

L’etiqueta d’una ampolla d’àcid nítric indica aquestes dades: densitat 1,40 kg/L; riquesa 65 % en pes; d’entre les seves característiques destaca la perillositat.

a) Quin volum se’n necessitarà per preparar 250 cm3_{d’una solució 0,5 M?}

b) Explica el procediment que s’ha seguit al laboratori. Quin material cal per preparar-lo? Fes-ne la relació i dibuixa’l.

a) A partir de la solució diluïda (0,5 M) que volem preparar

calculem els mols de nítric que necessitem, i amb aquesta dada, la densitat i la riquesa, calculem el volum de la concentrada (sol. c.) que necessitarem per preparar la diluïda:

0,250 L solució 0,5 mol HNO

1 L solució 63 g HN 3 · · OO 1 mol HNO 100 g sol. c. 65 g HNO 1 L sol. 3 3 3 · · · cc. 1400 g sol. c. 8,65 10 L sol. c. (8,65 cm ) 3 3 = _· − b) Es prenen amb una pipeta 8,65 cm3_{de solució concentrada i es} duen a un vas de precipitats en el qual hi ha uns 200 cm3_d’aigua. S’agita i es dissol i després es porta a un matràs aforat de 250 cm3_. S’acaba d’omplir fins a la marca d’aforament amb més aigua. Disposem de 100 mL d’una solució d’àcid clorhídric 0,5 M i volem

preparar 100 mL d’una altra solució del mateix àcid, però de concentració 0,05 M.

a) Com ho haurem de fer?

b) Senyala i dibuixa el material més adequat per preparar-la al laboratori.

a) En primer lloc es calcula el volum de la solució 0,5 M d’àcid clorhídric que necessitem: Omplim un matràs d’Erlenmeyer de 100 mL amb aigua destil·lada fins més o menys la meitat, amb l’ajut d’un flascó rentador. Omplim una pipeta de 10 mL amb la solució 0,5 M de l’àcid, per fer-ho ens ajudem d’un succionador, i aboquem el seu contingut dins de l’erlenmeyer, acabem d’omplir fins al senyal amb aigua destil·lada. b) A la pàgina 14 del llibre de text hi ha dibuixat el material que correspondria a aquest apartat: un matràs, una pipeta i un comptagotes.

26. Calcula la massa de NaOH de 93 % de puresa que ens caldrà per preparar 250 mL d’una solució 0,2 M.

0,250 L solució 0,2 mol NaOH

1 L solució 40 g Na · · OOH 1 mol NaOH 100 g NaOH pot 93 g NaOH purs 2,15 g · · = NNaOH (impur)

27. En un laboratori es disposa d’àcid clorhídric concentrat. A l’etiqueta de l’ampolla hi consten les dades següents:

àcid clorhídric

d: 1,18 g/cm3

35,2% en massa

a) Calcula la concentració de l’àcid en mols ⋅ dm3_.

b) Calcula el volum d’aquest àcid que es necessita per preparar 500 cm3

d’una solució 0,1 M d’àcid clorhídric.

c) Explica com prepararies aquesta solució i dibuixa el material que necessitaries.

Dades: masses atòmiques: H = 1; Cl = 35,5

a) 35,2 g HCI 100 g solució 1 mol 36,5 g · ·· 1,18 g solució · 1 cm 1000 cm 1 litre 10 3 3 = ,,5 M b) 500 cm 0,1 mol HCL 1000 cm 1 3 3 · · 0000 cm 10,5 mol 4,76 cm 3 3 = c) Material que necessitem: matràs aforat de 500 mL, pipeta graduada de 10 mL, pera d’aspiració (o un altre estri adient) per pipetejar i comptagotes per enrassar d’una manera precisa. Procediment: Agafem un matràs aforat de 500 mL i l’omplim amb aigua destil·lada (ens podem ajudar amb un flascó rentador), fins que arribi aproximadament a un terç del seu volum. Amb la pipeta afegim 4,7 mL de la solució d’àcid clorhídric que disposem. Acabem d’enrasar amb el comptagotes, tapem i sacsegem la solució.