QUIMICA INORGANICA - TRABAJO COLABORATIVO No.1

 

QUÍMICA INORGÁNICA

 

TAREA 3 

TRABAJO COLABORATIVO No.1 

 

1. Calcule el pH en el punto de equivalencia cuando 25ml de NH3 0,100M se valoran mediante una disolución de HCl 0,100M

 

NH3(ac)+HCL(ac)→ NH4CL(ca)

 

2. Calcule el pH de cada una de las siguientes disoluciones

 

a. 2,8×10^4M  (BaOH)2 

b. 5,2×10^4M   NHO3

 

3. Calcule ∆H, ∆S y ∆G para los sistemas en donde ocurren los siguientes procesos a 1 atm: 

 

a. Fusión del amoniaco a -60ºC 

b. Fusión del amoniaco a -77ºC 

c. Fusión del amoniaco a -100ºC 

 

4. El acido sulfúrico concentrado que se utiliza en el laboratorio es H2SO4 al 98% en masa. Calcule la molalidad y la molaridad de la disolución acida. 

La densidad de la disolución es 1,83g/mL. 

 

5. El dióxido de carbono es un componente normal de todas las aguas naturales. Penetra a las aguas superficiales por la absorción de la atmósfera, pero solo cuando su concentración en el agua es menor que la concentración en equilibrio con el dióxido de carbono en agua puede exceder el equilibrio con su concentración en la atmósfera, de acuerdo con la Ley de Henry. 

El dióxido de carbono también se puede producir en el agua por oxidación biológica de la materia orgánica, especialmente en las aguas contaminadas. En consecuencia se puede concluir que las aguas superficiales están constantemente absorbiendo o cediendo dióxido de carbono para mantener en equilibrio con la atmósfera. 

El CO2 reacciona con el agua y con las rocas, cuya naturaleza química se encuentra asociada al carbonato de calcio CaCO3, siguiendo la reacción: 

CO2+CaCO3+H2O→Ca^++2HCO3^-

 

Sin embargo es de aclararse que primero se da lugar a la formación del ácido carbónico (H2CO3) antes que el ión bicarbonato (HCO3 - ), sustancia que por lo general no se incluye en la reacción 3, debido a la dificultad para establecer la diferencia entre el CO2 libre y el H2CO3 (se suman las dos concentraciones). Puesto que el dióxido de carbono libre representa cerca del 99 % de ese total, la expresión es sólo una aproximación de una expresión de equilibrio real pero es muy buena. Es importante recalcar que este fenómeno tiene una importancia a nivel ambiental, básicamente por los problemas de corrosión que se pueden presentar por la acidez elevada de las aguas con altos contenidos de CO2. En las reacciones 4 y 5 se ilustra el proceso de disociación del ácido carbónico:

 

H2CO3 → HCO3^- +H^+              Ka1=4.45x10^-7 M

HCO3^3 → CO3^2- + H^+            Ka2=4.69x10^-11 M

Teniendo en cuenta lo anterior, entonces: 

 

a. Calcule el contenido de dióxido de carbono de una muestra de agua natural que tiene un pH de 7.3 y una concentración de ion bicarbonato de 30 mg/L. 

La temperatura del agua es 25 °C. 

 

b. Se observó que un abastecimiento de agua tenía una concentración de ión bicarbonato de 50 mg/L y un contenido de CO2 de 30 mg/L. 

Calcule el pH aproximado del agua a una temperatura de 25 °C. 

 

c. Si para la muestra de agua se mide un valor de pOH de 11.3 unidades, 

¿Cuál será el valor del pH? 

¿Qué tipo de acidez podría asociarse al valor del pH?

 

6. Por requerimientos de la Corporación Autónoma se realizó un muestreo isocinético (medición de contaminantes en gases de chimenea) para una empresa, donde se usa un determinado biocombustible. Siendo el informe final el que aparece en la tabla 1, sin embargo para verificar el cumplimiento o el incumplimiento con los valores de norma, los cuales han sido consultados en la Resolución 909 de 2008, se presenta el inconveniente con las unidades del reporte que se encuentran en partes por millón (ppm) y deben ser transformadas a mg/m3 (asumir que la medición se hace a condiciones estándar de T y P). 

 

a. Transformar las unidades de ppm a mg/m3 

b. Establecer el cumplimiento o incumplimiento por parte de la empresa.

 

7. La solubilidad del sulfato de calcio (CaSO4) es de 0,67g/L. Calcule el valor de Kp para el sulfato de calcio. 

 

CaSO4(s) ↔ Ca(ac)^2+ + SO4(ac)^2-

8. Calcule la concentración de iones hidrógenos, en mol/L para cada una de las siguientes disoluciones 

 

a. Una disolución cuyo pH es 5,2 

b. Una disolución cuyo pH es 16 

c. Una disolución de hidrogeno es 3,7 x 10-9 M 

 

9. Calcule si el cambio de entropía es positivo o negativo par cada una de las siguientes reacciones

 

a. Zn(s) + 2HCL(ac) ↔ ZnCl2(ac) + H2(g) 

b. O(g) + O(g) ↔ O2(g) 

c. NH4NO3(s) ↔ N2O(g) + 2H2O(g)

 

10. Un mecanismo rápido y que ha sido propuesto para la formación del ácido nítrico en la eliminación de los óxidos de nitrógeno provenientes de algunos procesos de combustión, incluye una reacción entre el dióxido de nitrógeno (NO2) y el ozono atmosférico (O3) que genera el compuesto intermedio óxido de nitrógeno (N2O5). Este último se disuelve en agua para dar HNO3. 

Las ecuaciones que representan esta secuencia propuesta son: 

 

2NO2(g) + O3(g) → N2O5(g) + O2(g) 

N2O5(g) + H2O(l) → 2HNO3(l)  

Calcular entonces para el proceso: 

 

a. El calor liberado o absorbido por cada una de las reacciones a temperatura ambiente 

 

b. Serán reacciones espontáneas a temperatura ambiente 

 

c. ¿Cómo será el cambio de entropía para cada una de las reacciones a temperatura ambiente? 

 

d. Si se mantienen ∆HRXN y ∆SRXN constantes, 

¿cómo será la variación de la energía libre de Gibbs en las reacciones, para un rango de temperatura de 250°C a 500°C, en intervalos de 50°C?, 

¿se afectará la espontaneidad de las reacciones?