Problemas de Qu´ımica General

Problemas de Qu´ımica General Curso 2014-2015

1^◦ de C. Qu´ımicas Grupo 911 Hoja 4

1. ¿Cu´ales de las siguientes mol´eculas tienen fuerzas debidas a dipolos permanentes? (a) SiH₄, (b) MgCl₂ molecular, (c) NCl₃, (d) F₂O (e) AlCl₃, (f) SF₆, (g) NO, (h) SeF₄.

2. Para cada una de las siguientes sustancias, describir la importancia de las fuerzas de dispersi´on de London, de interacci´on entre dipolos permanentes y de enlace de hidr´ogeno: (a) HCl; (b) Br2; (c) ICl; (d) HF; (e) CH4.

3. Cuando un ´atomo de hidr´ogeno del benceno es reemplazado por otro ´atomo o grupo de ´atomos, cambia su punto de ebullici´on. Explicar el orden de los siguientes puntos de ebullici´on: C₆H₆, 80^◦C; C₆H₅Cl, 132^◦C; C₆H₅Br, 156 ^◦C; C₆H₅OH, 182^◦C.

4. Una de las siguientes sustancias es l´ıquida a temperatura de laboratorio y presi´on est´andar, mientras que las dem´as son gaseosas. Identificar cu´al es la l´ıquida y justificar por qu´e. CH₃OH, C₃H₈, N₂, N₂O.

5. En algunos casos se puede formar un enlace de hidr´ogeno dentro de una misma mol´ecula. Esto recibe el nombre de enlace de hidr´ogeno intramolecular. En cu´ales de las siguientes especies cabe esperar que pueda darse esta situaci´on: (a) C₂H₆; (b) CH₃CH₂OH; (c) CH₃COOH; ´acido ortoft´alico: HOOC–(C₆H₄)–COOH.

6. En el vapor de ´acido ac´etico algunas mol´eculas existen como mon´omeros y otras como d´ımeros.

Si la densidad del vapor a 350K y 1 atm es 3.23 g L⁻¹, ¿qu´e proporci´on de mol´eculas cabe esperar que est´en como d´ımeros? ¿C´omo cabr´ıa esperar que cambiase esta proporci´on al aumentar la temperatura?

7. ¿En qu´e direcci´on estar´a dirigido el momento dipolar permanente en las siguientes mol´eculas?

(a) HCN, (b) C₆H₅Cl, (c) CH₃F, (d) H₂O, (e) NH₃, (f) BCl₃. 8. ¿Cu´al es la densidad del CO₂ a 32.7^◦ C y 758 torr?

9. En la porci´on del diagrama de fases del f´osforo rojo mostrada en la figura:

(a) Indicar las fases presentes en las regiones marcadas con interrogaciones. (b) Indicar los cambios de fase que se producen al ir reduciendo la presi´on desde el punto A al B a temperatura constante. (c) ´Idem para el paso de C a D a presi´on constante. (d) Explicar por qu´e el f´osforo rojo s´olido no se puede fundir en un recipiente abierto a la atm´osfera.

10. En la porci´on del diagrama de fases del azufre mostrada en la figura se distinguen las dos fases s´olidas: el azufre ortorr´ombico (α) y el azufre monocl´ınico (β).

(a) Indicar los cambios de fase que se producen al pasar desde el punto A al B manteniendo la presi´on constante. (b) En presencia de vapor se producen sendos cambios de fase entre fases condensadas (α, β y l´ıquida) a 95.3^◦C y 119^◦C respectivamente. ¿Qu´e cambio de fase corre- sponde a cada una de esas temperaturas? (c) En ocasiones se observa que el azufre ortorr´ombico se funde a 113^◦C. ¿C´omo puede explicarse eso? (d) En esos casos, si se calienta apreciablemente el l´ıquido y se deja enfriar, se encuentra que el l´ıquido se congela a 119^◦C y no a 113^◦C. ¿Por qu´e?

11. Las temperaturas de fusi´on del NaF, NaCl, NaBr, NaI son, respectivamente, 988, 801, 755 y 651^◦C. ¿Qu´e se puede decir acerca de la relaci´on entre la fuerza de la interacci´on i´onica y el tama˜no de los iones? A la vista de esos datos, ¿podr´ıamos deducir algo acerca de la fuerza de esa interacci´on en el CaI₂?

12. Un recipiente de 2.35 l que contiene H₂(g) a 762 torr y 24^◦C se conecta con otro recipiente de 3.17 l que contiene He(g) a 728 torr y 24^◦C. Despu´es de la mezcla, ¿cu´al es la presi´ontotal del gas en torr a 24^◦C?

13. Usando la ecuaci´on del gas de Van der Waals, calcular la presi´on ejercida por 1 mol de gas encerrado en un recipiente de 2.00 L a 273 K en el caso del CO₂: a = 3.59 L² atm mol⁻², b = 0.0427 L mol⁻¹, y del Cl2: a= 6.49 L² atm mol⁻², b = 0.0562 L mol⁻¹ ¿Cu´al de los dos se aparta m´as de la idealidad?

14. Una muestra de 1.65g de Al reacciona con HCl en exceso y el H₂ liberado se recoge sobre agua a 25^◦C y a una presi´on barom´etrica (total) de 744 torr. ¿Cu´al es el volumen de H₂ que se recoge en esas condiciones? (PH₂O(25^◦C) = 23.8 mmHg.)

2 Al(s) + 6 HCl(ac) → 2 AlCl₃(ac) + 3 H₂(g)

15. Una muestra de O₂(g) se recoge sobre agua a 24^◦C. El volumen de gas es de 1.16 l. En un experimento posterior se determina que la masa de O₂ que hay en la muestra es 1.46 g. ¿Cu´al debe haber sido la presi´on barom´etrica en el momento en que se recogi´o el gas? (PH2O(24^◦C) = 22.4mmHg)