ejercicios tema 4 tdl 2023 sin resolver | Ejercicios de Organización y Gestión del laboratorio

PROBLEMAS TEMA 4

1. El fullereno-C60 es una molécula que tiene forma de balón de fútbol y está formada por 60

átomos de carbono. Suponiendo que tengas media docena de moles de fullereno-C60, calculad

la masa en gramos de glucosa (C6H12O6) que posee exactamente el mismo número de átomos,

que carbonos tiene la muestra de fullereno-C60. MM (glucosa) = 180 uma.

Fullereno-C60

2. Deducir cuál de las siguientes cantidades presenta una MAYOR cantidad de átomos:

a) 1.1 g de nitrógeno atómico. MM (N) = 14 uma.

b) 14.7 g de plomo. MM (Pb) = 207 uma.

c) 5.7 g de sodio. MM (Na) = 23 uma.

3. ¿Cuántos moles de átomos de cobre hay en 6 millones de átomos de cobre?

MM (Cu) = 63.5 uma.

a) ¿Cuántas docenas de átomos de C hay en 1.5 g de C6H6O3?

b) ¿Cuántas docenas de átomos de H hay en 1.5 g de C6H6O3?

c) ¿Cuántas docenas de átomos de O hay en 1.5 g de C6H6O3?

MM (C6H6O3) = 126 uma.

5. ¿Cuántos moles de carbono hay en 6.022x1023 docenas de moléculas de ibuprofeno

(C13H18O2)?

6. La densidad del tetrahidrofurano (THF, C4H8O), compuesto orgánico líquido a temperatura

ambiente, es de 889.20 kg/m3 a 25°C. Calculad el número de moléculas presentes en 1.2 mL de

THF. MM (THF) = 72 uma.

7. El tetracloruro de silicio (SiCl4) se puede preparar por calentamiento del silicio en presencia

de cloro gas (Cl2). En una reacción que se produzcan 0.4 moles de SiCl4, ¿cuántos moles de cloro

gas se ha utilizado?

8. La fermentación alcohólica es un proceso químico, originado por la actividad de algunos

microorganismos que procesan los hidratos de carbono (azúcares) para obtener, como

productos finales, etanol (C2H6O) y dióxido de carbono (CO2) en forma de gas. Si se empieza con

500.4 g de glucosa (C6H12O6), ¿cuál es la máxima cantidad de etanol, en mL, que se obtendrá?

MM (C2H6O) = 46 uma, MM (CO2) = 44 uma, MM (C6H12O6) = 180 uma, ρ(C2H6O) = 0.789 g/mL.

9. Sabiendo que los productos de descomposición del trinitrotolueno (TNT, C7H5N3O6) son el

monóxido de carbono (gas), el vapor de agua, el nitrógeno (gas) y el carbono elemental (sólido),

y que un mol de gas en condiciones normales, tiene un volumen de 22.4 litros. Calculad el

volumen de GAS, en litros, que generaría la explosión de 0.5 kg de TNT. MM (TNT) = 227 uma.

10. El óxido de nitroso (N2O), también conocido como gas de la risa, se prepara por

descomposición térmica del nitrato de amonio ((NH4)NO3), dando como subproducto también

agua. Calculad la masa de N2O, en gramos, que se formará si se parte de 2 kg de (NH4)NO3.

MM ((NH4)NO3) = 80 uma, MM (N2O) = 44 uma

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PROBLEMAS TEMA 4

1. El fullereno-C 60 es una molécula que tiene forma de balón de fútbol y está formada por 60 átomos de carbono. Suponiendo que tengas media docena de moles de fullereno-C 60 , calculad la masa en gramos de glucosa (C 6 H 12 O 6 ) que posee exactamente el mismo número de átomos, que carbonos tiene la muestra de fullereno-C 60. MM (glucosa) = 180 uma. Fullereno-C 60 2. Deducir cuál de las siguientes cantidades presenta una MAYOR cantidad de átomos: a) 1.1 g de nitrógeno atómico. MM (N) = 14 uma. b) 14.7 g de plomo. MM (Pb) = 207 uma. c) 5.7 g de sodio. MM (Na) = 23 uma. 3. ¿Cuántos moles de átomos de cobre hay en 6 millones de átomos de cobre? MM (Cu) = 63.5 uma. 4. a) ¿Cuántas docenas de átomos de C hay en 1.5 g de C 6 H 6 O 3? b) ¿Cuántas docenas de átomos de H hay en 1.5 g de C 6 H 6 O 3? c) ¿Cuántas docenas de átomos de O hay en 1.5 g de C 6 H 6 O 3? MM (C 6 H 6 O 3 ) = 1 26 uma. 5. ¿Cuántos moles de carbono hay en 6.022x10^23 docenas de moléculas de ibuprofeno (C 13 H 18 O 2 )? 6. La densidad del tetrahidrofurano (THF, C 4 H 8 O), compuesto orgánico líquido a temperatura ambiente, es de 889.20 kg/m^3 a 25°C. Calculad el número de moléculas presentes en 1.2 mL de THF. MM (THF) = 7 2 uma. 7. El tetracloruro de silicio (SiCl 4 ) se puede preparar por calentamiento del silicio en presencia de cloro gas (Cl 2 ). En una reacción que se produzcan 0.4 moles de SiCl 4 , ¿cuántos moles de cloro gas se ha utilizado? 8. La fermentación alcohólica es un proceso químico, originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (azúcares) para obtener, como productos finales, etanol (C 2 H 6 O) y dióxido de carbono (CO 2 ) en forma de gas. Si se empieza con 500.4 g de glucosa (C 6 H 12 O 6 ), ¿cuál es la máxima cantidad de etanol, en mL, que se obtendrá? MM (C 2 H 6 O) = 46 uma, MM (CO 2 ) = 44 uma, MM (C 6 H 12 O 6 ) = 180 uma, ρ(C 2 H 6 O) = 0.789 g/mL. 9. Sabiendo que los productos de descomposición del trinitrotolueno (TNT, C 7 H 5 N 3 O 6 ) son el monóxido de carbono (gas), el vapor de agua, el nitrógeno (gas) y el carbono elemental (sólido), y que un mol de gas en condiciones normales, tiene un volumen de 22.4 litros. Calculad el volumen de GAS , en litros, que generaría la explosión de 0.5 kg de TNT. MM (TNT) = 227 uma. 10. El óxido de nitroso (N 2 O), también conocido como gas de la risa, se prepara por descomposición térmica del nitrato de amonio ((NH 4 )NO 3 ), dando como subproducto también agua. Calculad la masa de N 2 O, en gramos, que se formará si se parte de 2 kg de (NH 4 )NO 3. MM ((NH 4 )NO 3 ) = 80 uma, MM (N 2 O) = 44 uma

PROBLEMAS TEMA 4

11. El fluoruro de hidrógeno se prepara según la reacción: CaF 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + HF Si en un proceso se tratan 2 kg de CaF 2 con un exceso de H 2 SO 4 y se obtienen 0.5 kg de HF. Calculad el rendimiento de la reacción. MM (CaF 2 ) = 78.1 uma, MM (HF) = 20 uma. 12. Antiguamente, la separación de oro de otros materiales se realizaba mediante la formación de un complejo utilizando cianuro de potasio, tal y como se muestra a continuación: Au + KCN + O 2 + H 2 O → KAu(CN) 2 + KOH Calculad la cantidad mínima de cianuro de potasio, en gramos, que se necesita para extraer 1 kg de oro. MM (Au) = 197 uma, MM (KCN) = 65 uma. 13. El etileno (C 2 H 4 ) es un reactivo muy importante en la industria química y se puede obtener calentando hexano (C 6 H 14 ) a 800°C. Si el rendimiento en la producción de etileno es del 50%. Calculad la masa de hexano, en gramos, que se debe utilizar para producir 1 kg de etileno sabiendo que también se obtiene gas hidrógeno como subproducto. MM (C 2 H 4 ) = 28 uma, MM (C 6 H 14 ) = 86 uma. 14. El ácido nítrico (HNO 3 ) se produce industrialmente mediante el proceso Ostwald, que se representa con las siguientes ecuaciones: NH 3 (g) + O 2 (g) → NO (g) + H 2 O (l) 80% NO (g) + O 2 (g) → NO 2 (g) 80% NO 2 (g) + H 2 O (l) → HNO 3 (ac) + HNO 2 (ac) 80% Calculad la masa de amoniaco, en kg, necesaria para producir 25 kg de ácido nítrico de acuerdo con el procedimiento anterior. MM (NH 3 ) = 17 uma, MM (HNO 3 ) = 63 uma 15. Supongamos que queréis sintetizar ácido acetilsalicílico (AAS) según el proceso descrito en las diapositivas del tema 4 (II) y teniendo en cuenta los rendimientos. Sabiendo que en el laboratorio se dispone de CO 2 suficiente, que el fenol se compra en envases de 20 kg y que el anhídrido acético (AA, ρ = 1.08 g/mL) se compra, al mismo proveedor, en bidones de 25 litros. a) Calculad cuántos envases de fenol y bidones de anhídrido acético se necesitarían para obtener 250 kg de AAS. b) Una vez terminada la síntesis de AAS y gastados todos los moles del reactivo limitante, calculad la cantidad de AAS obtenida y la cantidad del reactivo que queda en exceso (todo en kg). MM (fenol) = 94 uma, MM (AA) = 102 uma, MM (AAS) = 180 uma, MM (ácido salicílico) = 138 uma.

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