1. I.E.S. Pedro Mercedes Curso 2009/2010
Departamento de Física y Química
UNIDAD 2. LA MATERIA. TEORÍA ATÓMICO MOLECULAR. LEYES PONDERALES Y
VOLUMÉTRICAS. LEYES DE LOS GASES
Contenidos
1. La materia. Propiedades.
2. Formas de presentarse la materia.
2.1. Sustancias puras y mezclas.
2.2. Elementos y compuestos.
2.3. Mezclas homogéneas y heterogéneas.
2.4. Técnicas experimentales para separar los componentes de una mezcla.
3. Leyes ponderales de la materia
3.1. Ley de Lavoisier.
3.2. Ley de Proust.
3.3. Ley de Dalton.
3.4. Interpretación de las leyes ponderales. Teoría atómica de Dalton.
4. Leyes volumétricas de la materia.
4.1. Ley de Gay-Lussac.
4.2. Interpretación de las leyes volumétricas. Hipótesis de Avogadro.
5. Teoría atómico-molecular.
6. El mol como unidad de medida.
7. Fórmula empírica y fórmula molecular. Obtención a partir de la composición centesimal de las
sustancias.
8. La teoría cinética de la materia.
8.1. Estados físicos de la materia.
8.2. Interpretación de las características de los estados físicos de la materia a partir de la teoría
cinética.
8.3. Leyes empíricas que rigen las transformaciones de los gases.
8.3.1. Ley de Boyle-Mariotte.
8.3.2. Ley de Gay-Lussac.
8.3.3. Ley de Charles.
8.4. Interpretación de las leyes experimentales de los gases mediante la teoría cinética.
8.5. Ecuación de estado de los gases ideales
8.6. Relación entre la cantidad de un gas y la medida de otras propiedades físicas.
8.7. Mezclas de gases.
Ejercicios propuestos
1) Ejercicio 32 de la página 26 del libro recomendado
2) Ejercicio 33 de la página 26 del libro recomendado
24
3) ¿Cuántas moléculas de butano (C4H10) hay en 348 g de dicho compuesto? Sol:3,61.10 moléculas
4) Ejercicio 40 de la página 27 del libro recomendado
5) Calcula:
a) ¿Cuántos átomos de fósforo hay en 0,25 moles de óxido de fósforo(V)
24
b) la masa, en gramos, de 2.10 átomos de cinc
23
Sol: a) 3,01.10 átomos de P, b) 217,2g de Zn
6) Ejercicio nº 43, página 27
7) ¿Dónde existe mayor número de átomos: a) 0,5 moles de óxido de azufre(IV), b) 14 gramos de
nitrógeno, c) 67,2 litros de helio en condiciones normales, d) 4 gramos de hidrógeno?
8) Ejercicio nº 38 de la página 27 del libro recomendado
9) Hallar el número de moles de carbonato de calcio presentes en 435g de una caliza cuya riqueza en
carbonato de calcio es del 28,7%. Sol: 1,25 mol
23
10) Se tienen 8,5 g de amoniaco y eliminamos 1,5.10 moléculas, calcular:
a) ¿cuántos moles de amoniaco quedan?
b) ¿cuántas moléculas de amoniaco quedan?
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c) ¿cuántos gramos de amoniaco quedan?
d) ¿cuántos moles de átomos de hidrógeno quedan?
23
Sol: a)0,25 moles, b) 1,5.10 moléculas, c) 4,25g, d) 0,75 moles
11) Ejercicio 46 de la página 27
12) Calcular la composición centesimal de la quinina (C20H24N2O2)
Sol: C: 74,07% , H: 7,40%; N: 8,64%; O: 9,87%.
13) Ejercicio 49 de la página 27 del libro
14) La estricnina es un poderoso veneno utilizado como raticida. La composición centesimal de la
estricnina es C 75,45%, H 6,587%, N 8,383%, O 9,581%. Encontrar su fórmula empírica
15) Ejercicio 51 de la página 27 del libro
16) El medicamento L-Dopamina, utilizado en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, contiene
54,82% de C, 5,62% de H, 7,10% de N y 32,46% de O. ¿Cuál es su fórmula empírica?
17) La fórmula empírica de un compuesto es C4H7. Sabiendo que su masa molecular es 165 uma,
¿cuál es su fórmula molecular?
18) La masa molecular de una sustancia es 108,07, y su composición centesimal C=26,68%,
H=2,24%, O=71,08%. Halla sus fórmulas empírica y molecular. Sol: CHO2, C4H4O8
19) Ejercicio 52 de la página 27
20) Al quemar 0,2630 de un compuesto orgánico se obtienen 0,7410 g de CO2, 0,1770 g de H2O y
0,0392 de nitrógeno. Deduce la fórmula empírica más sencilla de dicho elemento.
21) Una cierta cantidad de un gas, que ocupa un volumen de 1 litro a la temperatura de 100ºC y a
760mm de Hg de presión, se calienta hasta 150ºC, manteniendo constante la presión. ¿Qué
volumen ocupará en estas últimas condiciones? Sol:1,134 L
3
22) En un recipiente adecuado se recogen 300cm de oxígeno a 27ºC y 752mm de Hg. ¿qué volumen
3
ocupará este gas en condiciones normales? Sol:270,13cm
23) ¿Qué volumen ocuparán 64g de oxígeno que se encuentran sometidos a una presión de 5atm y a
una temperatura de 27ºC? Sol: 9,84 L
24) ¿A qué temperatura debemos calentar 56g de nitrógeno contenidos en un recipiente de 40 L de
5
capacidad para que su presión sea de 2.10 Pa? Sol: 208ºC
25) ¿Cuál es la densidad del dióxido de carbono,
a) en cn,
b) 80cm de Hg y 77ºC.
Sol: a)1,96 g/L, b) 1,61 g/L
26) Una botella de acero de 5 L de capacidad contiene oxígeno en cn, ¿qué cantidad de oxígeno
deberá introducirse en la botella, para que manteniendo constante la temperatura, la presión se
eleve a 40 atm? Sol:278,7g
27) En un recipiente de 10 litros de capacidad se han introducido 16g de oxígeno a 27ºC.
a) ¿Qué presión ejerce el oxígeno en el interior del recipiente?,
b) ¿A qué temperatura habrá que enfriar el recipiente para que la presión se reduzca a la mitad?
Sol: a)1,23atm, b)-123ºC
28) En un recipiente cerrado de dos litros de capacidad hay 3,5g de oxígeno a 20ºC. La presión
exterior es de 740 mm de Hg y, la temperatura, 20ºC. Si se abre el recipiente, ¿entrará aire o
saldrá oxígeno de él?
3 -5
29) En el interior de un válvula electrónica, cuyo volumen es de 100cm , hay una presión de 1,2.10
mm de Hg a 27ºC. Durante su funcionamiento alcanza una temperatura de 127ºC. Calcular el
número de moléculas de gas existentes dentro de la lámpara, así como la presión en su interior a
13 -5
la temperatura de funcionamiento. Sol: 3,86.10 moléculas, 1,6.10 mm de Hg
30) ¿Cuál es la masa molecular de un gas cuya densidad en condiciones normales es 3,17g/L? Sol:
71u
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31) Una botella de acero contiene 5,6 Kg de nitrógeno gaseoso a 27ºC y 4 atm. Mediante un
compresor se inyectan, además, en su interior 3,2Kg de oxígeno gaseoso. Hallar la presión final en
el interior de la botella a la misma temperatura. Sol: 6atm
32) En un recipiente de 10 litros hay 16g de oxígeno y 56 g de nitrógeno a 0ºC. ¿Qué presión ejerce
esa mezcla gaseosa cuál es la presión de cada gas? Sol: 5,60atm, 1,12 atm, 4,48atm
33) Un compuesto contiene 2,1% de H, 12,8% de C y 85,1% de Br y se sabe que 1 g de esa sustancia
en estado de vapor ocupa 179 ml a 149 ºC y 765 mm Hg. Determina:
a) la fórmula empírica del compuesto y su fórmula molecular,
b) la densidad de vapor de esta sustancia a 20 ºC y 1 atm. Sol: a) H2CBr; C2H4Br2; b) 7,82 g/L.
34) Se dispone de tres recipientes que contienen 1 litro de CH4 gas, 2 litros de N2 gas y 1’5 litros de O2
gas, respectivamente. Indica razonadamente
a) ¿Cuál contiene mayor número de moléculas?
b) ¿Cuál contiene mayor número de átomos?
c) ¿Cuál tiene mayor densidad?
35) Indica si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes: De un mol de agua en estado líquido,
podemos afirmar:
a) Que contiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno
b) Que contiene dos moles de átomos de hidrógeno
c) Que ocupa 22,4 litros en condiciones normales
d) Que pesa 18 gramos
23
e) Que contiene 6,022 10 átomos de oxígeno
36) Usa la Teoría cinética-molecular para explicar qué ocurre cuando una masa de gas encerrada en
un cilindro se comprime a temperatura constante
37) En un recipiente de 5 litros que se encuentra a 20ºC hay una mezcla gaseosa compuesta por 0’25
g de nitrógeno gas, 0’002 mol hidrógeno gas y vapor de agua cuya presión parcial es de 100 mm
Hg. Calcula
a) El número de moles de cada componente
b) La presión total en el interior del recipiente
c) La fracción molar de cada componente
d) La presión parcial de cada uno
e) La presión total cuando se enfría la mezcla hasta 20 grados bajo cero.
38) Una sustancia orgánica presenta la siguiente composición centesimal C: 37’23%, H: 7’81%, Cl:
54’95%. Por otra parte, 2’80 g del compuesto en estado gaseoso, encerrados en un recipiente de
1’5 litros a 27 ºC, ejercen una presión de 706 mmHg. Deduce la fórmula molecular del compuesto.
39) Un recipiente de 2 litros contiene a 27 ºC una mezcla de gases formada por 0,8 g de monóxido de
carbono ,1,6 g de dióxido de carbono y 1,4 g de metano . Calcula:
a) La fracción molar de cada gas .
b) La presión total de la mezcla
c) la presión parcial de cada gas, es decir, la presión debida a cada uno de los gases.
40) Desde la antigüedad son conocidas las virtudes terapéuticas del sauce; de él deriva la aspirina. La
aspirina es el nombre comercial del ácido acetilsalicílico, sustancia formada por carbono,
hidrógeno y oxígeno, que puede obtenerse a partir de los sauces. Sabiendo que 80g de aspirina se
descomponen dando lugar a 48g de C, 28,44 g de oxígeno y cierta cantidad de hidrógeno y que
1,5 moles de aspirina tienen una masa de 270g, determina:
a) Composición centesimal de la aspirina
b) Fórmula empírica
c) Fórmula molecular
41) En recipientes de igual volumen tenemos almacenados los siguientes gases a la misma presión y
temperatura: oxígeno (O2), monóxido de carbono (CO) y metano (CH 4). Explica razonadamente si
las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas
a) En todos ellos hay el mismo número de átomos
b) En todos ellos hay el mismo número de moléculas
c) El recipiente con metano es el que contiene mayor masa
d) En los que contienen oxígeno y monóxido de carbono hay el doble de moléculas que en el de
metano
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