Hojas de fórmulas, los pasos clave de los métodos de cada tema y 14 problemas de práctica, con las soluciones completas al final.
8 g de CH4 y 40 g de O2 reaccionan según CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. ¿Qué masa m de H2O se puede formar?
En la reacción CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, 12 g de CH4 reaccionan por completo (los demás reactivos en exceso) y se recogen 22,11 g de H2O. Calcula el rendimiento porcentual Y.
Necesitas 250 mL de disolución 0,4 mol/L y tienes una disolución madre 1,5 mol/L. ¿Qué volumen V1 de disolución madre necesitas?
Se mezclan 250 mL de una disolución 0,4 mol/L con 100 mL de una disolución 0,3 mol/L de la misma sustancia. Calcula la concentración c de la mezcla (los volúmenes son aditivos).
¿Qué volumen V ocupan 60 g de N₂ a 250 kPa y 0 °C? Trátalo como un gas ideal.
Una cantidad fija de Ar pasa de 350 kPa, 10 L, 40 °C a 600 kPa y 110 °C. Halla el nuevo volumen V2.
Un bloque de plomo de 100 g (c = 0,129 J/(g·°C)) a 180 °C se introduce en 250 g de agua (c = 4,18 J/(g·°C)) a 22 °C dentro de un vaso aislado. Halla la temperatura final Tf.
Usa las entalpías estándar de formación para calcular el calor q desprendido cuando 250 g de C2H6 (M = 30,07 g/mol) se queman por completo: 2C2H6 + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l). Da q como número positivo.
Se introducen 0,1 mol/L de H₂ y 0,1 mol/L de I₂ en un recipiente y reaccionan: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, con Kc = 36. Calcula la concentración en el equilibrio [HI].
El PCl₅ se descompone: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, con Kc = 0,02 a la temperatura de reacción. Un recipiente contiene al principio solo 1,5 mol/L de PCl₅. Calcula la concentración en el equilibrio [PCl5].
Calcula el pH pH de una disolución 0,05 mol/L de ácido fórmico (Ka = 0,00018).
Un tampón de 1,00 L contiene 0,1 mol de ácido fórmico y 0,25 mol de su base conjugada (Ka = 0,00018). Se añaden 0,025 mol de NaOH. Calcula el nuevo pH pH.
Una reacción de orden cero tiene k = 0,01 mol/(L·min) y parte de 2 mol/L. ¿Cuánto tarda en alcanzar una conversión del 90 %? Halla t.
Dos experimentos miden la velocidad inicial de A → productos. Con CA0 = 0,5 mol/L la velocidad es 0,005 mol/(L·s); con CA0 = 1,5 mol/L es 0,00866 mol/(L·s). Halla el orden de reacción n respecto a A.
Respuesta: m = 17,98 g
Estequiometría: una ecuación ajustada cuenta partículas, no gramos. Pasa la masa a moles con n = m/M, usa los coeficientes de la ecuación como relación molar y vuelve a masa con m = n·M. Con dos reactivos, el reactivo limitante es el que se agota primero y fija cuánto producto se forma.
Respuesta: Y = 82 %
Estequiometría: una ecuación ajustada cuenta partículas, no gramos. Pasa la masa a moles con n = m/M, usa los coeficientes de la ecuación como relación molar y vuelve a masa con m = n·M. Con dos reactivos, el reactivo limitante es el que se agota primero y fija cuánto producto se forma.
Respuesta: V1 = 66,67 mL
Molaridad: concentración c = n/V en mol/L, con n = m/M. Al diluir se añade disolvente pero no soluto, así que el número de moles no cambia: c₁·V₁ = c₂·V₂. Al mezclar dos disoluciones del mismo soluto, se suman los moles y también los volúmenes.
Respuesta: c = 0,3714 mol/L
Molaridad: concentración c = n/V en mol/L, con n = m/M. Al diluir se añade disolvente pero no soluto, así que el número de moles no cambia: c₁·V₁ = c₂·V₂. Al mezclar dos disoluciones del mismo soluto, se suman los moles y también los volúmenes.
Respuesta: V = 19,46 L
Ley de los gases ideales: PV = nRT, con n = m/M.
Respuesta: V2 = 7,137 L
Ley combinada de los gases: para una cantidad fija de gas ideal, P1V1/T1 = P2V2/T2.
Respuesta: Tf = 23,93 °C
Calor y entalpía: calentar una sustancia requiere q = m·c·ΔT. En un calorímetro, el calor cedido por el cuerpo caliente es igual al calor absorbido por el frío. La variación de entalpía de una reacción se obtiene de las entalpías de formación: ΔH° = ΣΔH°f(productos) − ΣΔH°f(reactivos), cada una multiplicada por su coeficiente.
Respuesta: q = 12967 kJ
Calor y entalpía: calentar una sustancia requiere q = m·c·ΔT. En un calorímetro, el calor cedido por el cuerpo caliente es igual al calor absorbido por el frío. La variación de entalpía de una reacción se obtiene de las entalpías de formación: ΔH° = ΣΔH°f(productos) − ΣΔH°f(reactivos), cada una multiplicada por su coeficiente.
Respuesta: [HI] = 0,15 mol/L
Equilibrio químico: para aA + bB ⇌ cC + dD, la constante de equilibrio es Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), con las concentraciones en el equilibrio. Una tabla ICE (Inicial, Cambio, Equilibrio) relaciona las cantidades iniciales con las de equilibrio mediante una única incógnita x, multiplicada por los coeficientes.
Respuesta: [PCl5] = 1,337 mol/L
Equilibrio químico: para aA + bB ⇌ cC + dD, la constante de equilibrio es Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), con las concentraciones en el equilibrio. Una tabla ICE (Inicial, Cambio, Equilibrio) relaciona las cantidades iniciales con las de equilibrio mediante una única incógnita x, multiplicada por los coeficientes.
Respuesta: pH = 2,536
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] y pOH = −log₁₀[OH⁻], con pH + pOH = 14 a 25 °C. Los ácidos y bases fuertes se ionizan por completo. Un ácido débil solo en parte: Ka = x²/(c − x), donde x = [H₃O⁺]. Un tampón de un ácido débil y su base conjugada sigue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
HA ⇌ H⁺ + A⁻: se ionizan x mol/L de ácido.
Respuesta: pH = 4,309
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] y pOH = −log₁₀[OH⁻], con pH + pOH = 14 a 25 °C. Los ácidos y bases fuertes se ionizan por completo. Un ácido débil solo en parte: Ka = x²/(c − x), donde x = [H₃O⁺]. Un tampón de un ácido débil y su base conjugada sigue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Respuesta: t = 180 min
Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).
Respuesta: n = 0,5
Método de las velocidades iniciales: para r = k·Cⁿ, comparar dos ensayos que solo difieren en la concentración inicial elimina k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Duplicar C duplica la velocidad en primer orden y la cuadruplica en segundo orden.
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