Química. La ciencia central

Theodore E. Brown, Bruce E. Bursten, H. Eugene H. LeMay, Julia R. Burdge

Chapter 13

Propiedades de las disoluciones - all with Video Answers

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Chapter Questions

Problem 1

En general, las fuerzas intermoleculares de atracción entre las particulas de disolvente y de soluto deben ser comparables o mayores que las interacciones soluto-soluto, para que se observe una solubilidad apreciable. Explique esta afirmación en términos de los cambios de energía globales durante la formación de disoluciones.

Shubham Kumar

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 2

(a) Considerando los aspectos energéticos de las interacciones soluto-soluto, disolvente-disolvente y soluto-disolvente, explique por qué el $\mathrm{NaCl}$ se disuelve en agua pero no en benceno $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6\right)$. (b) ${ }_2$ Por qué las sustancias iônicas con más alta energía de red suelen ser menos $50-$ lubles en agua que aquellas con más baja energía de red? (c) ¿Qué factores hacen que un cation esté fuertemente hidratado?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 3

Indique el tipo de interacción soluto-disolvente (Sección 11.2) que debería ser el más importante en cada una de las disoluciones siguientes: (a) $\mathrm{CCl}_4$ en benceno $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6\right)$; (b) $\mathrm{CaCl}_2$ en agua; (c) propanol $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}\right)$ en agua; (d) $\mathrm{HCl}$ en acetonitrilo $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CN}\right)$.

Nadia Lara

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Problem 4

Acomode las disoluciones siguientes en orden de magnitud creciente de la interacción disolvente-soluto, e indique el tipo principal de interacción en cada caso: (a) $\mathrm{KCl}$ en agua; (b) $\mathrm{CH}_2 \mathrm{Cl}_2$ en benceno $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6\right)$; (c) metanol $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}\right)$ en agua.

Snow Popis

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Problem 5

(a) En la ecuación 13.1, ¿cuál de los términos de energía para la disolución de un sólido iónico correspondería a la energía de red? (b) ¿Cuáles términos de energía de esta ecuación siempre son exotérmicos?

Joanna Josey

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Problem 6

El diagrama esquemático del proceso de disolución como la suma neta de tres pasos de la figura 13.4 no muestra las magnitudes relativas de las tres componentes porque éstas varian en cada caso. En el caso de la disolución de $\mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3$ en agua, zcuál de los tres cambios de entalpía cabe esperar que sea mucho más pequeño que los otros dos? Explique.

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Problem 7

Si se mezclan dos líquidos orgánicos no polares como hexano $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{14}\right)$ y heptano $\left(\mathrm{C}_7 \mathrm{H}_{16}\right)$, el cambio de entalpia suele ser muy pequeño. (a) Explique este hecho en términos del diagrama de energia de la figura 13.4. (b) Dado que $\Delta H_{\text {disoln }}<0$, explique por qué el hexano y el heptano forman espontáneamente una disolución.

Shubham Kumar

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Problem 8

La entalpía de disolución de $\mathrm{KBr}$ en agua es de cerca de $+19.8 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. No obstante, la solubilidad del $\mathrm{KBr}$ en agua es relativamente alta. ¿Por qué procede el proceso de disolución a pesar de ser endotérmico?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 9

La solubilidad del $\mathrm{Cr}\left(\mathrm{NO}_3\right)_3 \cdot 9 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ en agua es de $208 \mathrm{~g}$ por $100 \mathrm{~g}$ de agua a $15^{\circ} \mathrm{C}$. Se forma una disolución de $\mathrm{Cr}\left(\mathrm{NO}_3\right)_3+9 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ en agua a $35^{\circ} \mathrm{C}$ disolviendo $324 \mathrm{~g}$ en $100 \mathrm{~g}$ de agua. Si esta disolución se enfría lentamente a $15^{\circ} \mathrm{C}$, no se forma precipitado. (a) ¿Qué término describe esta disolución? (b) ¿Qué podría hacerse para iniciar la cristalización? Explique en términos de procesos en el nivel molecular cómo funcionaría el procedimiento sugerido.

Shubham Kumar

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Problem 10

La solubilidad de $\mathrm{MnSO}_4 \cdot \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ en agua a $20^{\circ} \mathrm{C}$ es de $70 \mathrm{~g}$ por $100 \mathrm{~mL}$ de agua. (a) Una disolución $1.22 \mathrm{M}$ de $\mathrm{MnSO}_4$. $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ en agua a $20^{\circ} \mathrm{C}$, cestá saturada, sobresaturada o insaturada? (b) Dada una disolución de $\mathrm{MnSO}_4+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ cuya concentración se desconoce, ¿qué experimento podría realizarse para determinar si la nueva disolución está saturada, sobresaturada o insaturada?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 11

Remitiéndose a la figura 13.17, determine si la adición de $40.0 \mathrm{~g}$ de cada uno de los sólidos iónicos siguientes a $100 \mathrm{~g}$ de agua a $40^{\circ} \mathrm{C}$ produce una disolución saturada: (a) $\mathrm{NaNO}_3$; (b) $\mathrm{KCl}$; (c) $\mathrm{K}_2 \mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_7$; (d) $\mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2$.

Nadia Lara

Numerade Educator

Problem 12

Remitiéndose a la figura 13.17 , determine la masa de cada una de las sales siguientes necesaria para formar una disolución saturada en $250 \mathrm{~g}$ de agua a $30^{\circ} \mathrm{C}$ : (a) $\mathrm{KClO}_3$; (b) $\mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2 ;$ (c) $\mathrm{Ce}_2\left(\mathrm{SO}_4\right)_3$.

Snow Popis

Numerade Educator

Problem 13

El agua y el glicerol, $\mathrm{CH}_2(\mathrm{OH}) \mathrm{CH}(\mathrm{OH}) \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}$, son miscibles en todas las proporciones. ¿Qué significa esto? ¿Cómo contribuye el grupo $\mathrm{OH}$ del alcohol a esta miscibilidad?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 14

El aceite y el agua son inmiscibles. ¿Qué significa esto? Expliquelo en términos de las caracteristicas estructurales de sus respectivas moléculas y de las fuerzas entre ellas.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 15

Considere una serie de ácidos carboxilicos cuya fórmula general es $\mathrm{CH}_3\left(\mathrm{CH}_2\right)_n \mathrm{COOH}$. ¿Cómo cabría esperar que cambie la solubilidad de estos compuestos en agua y en hexano a medida que $n$ aumenta? Explique.

Ali Daher

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Problem 16

(a) 2 Cabe esperar que el ácido esteárico, $\mathrm{CH}_3(\mathrm{CH}-$ 2) ${ }_{16} \mathrm{COOH}$, sea más soluble en agua o en tetracloruro de carbono? Explique. (b) ¿Qué cabe esperar que sea más soluble en agua, el ciclohexano o el dioxano? Explique.
FIGURE CAN'T COPY.

Shubham Kumar

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Problem 17

¿Cuál miembro de cada uno de los pares siguientes tiene mayor probabilidad de ser soluble en agua: (a) $\mathrm{CCl}_4$ o $\mathrm{CaCl}_2$; (b) benceno $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6\right)$ o fenol $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}\right)$ ? Explique su respuesta en cada caso.

Mena Botros

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Problem 18

ZCuál miembro de cada uno de los pares siguientes tiene mayor probabilidad de ser soluble en hexano $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{14}\right)$ : (a) ciclohexano $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12}\right)$ o glucosa $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6\right)$ (Figura 13.12): (b) ácido propanoico $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{COOH}\right)$ o propanato de sodio $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{COONa}\right)$; (c) $\mathrm{HCl}$ o cloruro de etilo $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{Cl}\right)$ ? Explique en cada caso.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 19

(a) Explique por qué las bebidas carbonatadas deben almacenarse en recipientes sellados. (b) Una vez que se ha abierto el recipiente, «por qué mantiene cierta carbonatación cuando se le refrigera?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 20

Explique por qué la presión afecta la solubilidad del $\mathrm{O}_2$ en agua, pero no la del $\mathrm{NaCl}$ en agua.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 21

La constante de la ley de Henry para el helio gaseoso en agua a $30^{\circ} \mathrm{C}$ es de $3.7 \times 10^{-4} \mathrm{M} / \mathrm{atm}$; la de $\mathrm{N}_2$ a $30^{\circ} \mathrm{C}$ es de $6.0 \times 10^{-4} \mathrm{M} / \mathrm{atm}$. Si cada uno de estos gases está presente a una presión de $1.5 \mathrm{~atm}$, calcule la solubilidad de cada gas.

Joanna Josey

Numerade Educator

Problem 22

La presión parcial del $\mathrm{O}_2$ en aire en el nivel del mar es de $0.21 \mathrm{~atm}$. Utilizando los datos de la tabla 13.2, junto con la ley de Henry, calcule la concentración molar de $\mathrm{O}_2$ en la superficie del agua de un lago en una montaña, que está saturada con aire a $20^{\circ} \mathrm{C}$ y una presión atmosférica de 665 torr.

Bhumika Jayee

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Problem 23

(a) Calcule el porcentaje en masa del $\mathrm{Na}_2 \mathrm{SO}_4$ en una disolución que contiene $11.7 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{Na}_2 \mathrm{SO}_4$ en $443 \mathrm{~g}$ de agua. (b) Una mena de plata contiene $5.95 \mathrm{~g}$ de Ag por tonelada de mineral. Exprese la concentración de plata en ppm.

Nadia Lara

Numerade Educator

Problem 24

(a) Calcule el porcentaje en masa de yodo $\left(\mathrm{I}_2\right)$ en una disolución que contiene $0.045 \mathrm{~mol}^2 \mathrm{I}_2$ en $115 \mathrm{~g} \mathrm{de}^2 \mathrm{CCl}_4$. (b) El agua de mar contiene $0.0079 \mathrm{~g} \mathrm{de}_{\mathrm{Sr}^{2+}}$ por kilogramo de agua. Calcule la concentración de $\mathrm{Sr}^{2+}$ medida en ppm.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 25

Se prepara una disolución que contiene $7.5 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$ en $245 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$. Calcule (a) la fracción molar de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$; el porcentaje en masa de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$; (c) la molalidad del $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 26

Se prepara una disolución que contiene $25.5 \mathrm{~g}$ de fenol $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}\right)$ en $495 \mathrm{~g}$ de etanol $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}\right)$. Calcule (a) la fracción molar del fenol; (b) el porcentaje en masa de fenol; (c) la molalidad del fenol.

Susan Hallstrom

Susan Hallstrom

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Problem 27

Calcule la molaridad de las disoluciones acuosas siguientes: (a) $10.5 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{Mg}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2$ en $250.0 \mathrm{~mL}$ de disolución; (b) $22.4 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{LiClO}_4+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ en $125 \mathrm{~mL}$ de disolución; (c) $25.0 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{HNO}_3 3.50 \mathrm{M}$ diluido a $0.250 \mathrm{~L}$.

Sima Sarker

Numerade Educator

Problem 28

Calcule la molaridad de cada una de las disoluciones siguientes: (a) $15.0 \mathrm{~g} \mathrm{de} \mathrm{Al}_2\left(\mathrm{SO}_4\right)_3$ en $0.350 \mathrm{~L}$ de disolución; (b) $5.25 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{Mn}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2 \cdot 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ en $175 \mathrm{~mL}$ de disolución; (c) $35.0 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4 9.00 \mathrm{M}$ diluido a $0.500 \mathrm{~L}$.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 29

Calcule la molalidad de cada una de las disoluciones siguientes: (a) $10.5 \mathrm{~g}$ de benceno $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6\right)$ disuelto en $18.5 \mathrm{~g}$ de tetracloruro de carbono $\left(\mathrm{CCl}_4\right)$; (b) $4.15 \mathrm{~g}$ de NaCl disuelto en $0.250 \mathrm{~L}$ de agua.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 30

(a) ¿Qué molalidad tiene una disolución que se forma disolviendo $1.50 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{KCl}$ en $16.0 \mathrm{~mol}$ de agua? (b) ¿Cuántos gramos de azufre ( $\mathrm{S}_{\mathrm{y}}$ ) es preciso disolver en $100.0 \mathrm{~g}$ de naftaleno $\left(\mathrm{C}_{10} \mathrm{H}_8\right)$ para tener una disolución $0.12 \mathrm{~m}$ ?

Snow Popis

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Problem 31

Una disolución de ácido sulfúrico que contiene $571.6 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ por litro de disolución tiene una densidad de $1.329 \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^3$. Calcule (a) el porcentaje en masa; (b) la fracción molar; (c) la molalidad; (d) la molaridad de $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ en esta disolución.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 32

$\mathrm{El}$ ácido ascórbico (vitamina $\mathrm{C}, \mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_6$ ), es una vitamina soluble en agua. Una disolución que contiene $80.5 \mathrm{~g}$ de ácido ascórbico disuelto en $210 \mathrm{~g}$ de agua tiene una densidad de $1.22 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ a $55^{\circ} \mathrm{C}$. Calcule (a) el porcentaje en masa; (b) la fracciôn molar; (c) la molalidad; (d) la molaridad del ácido ascórbico en esta disolución.

Snow Popis

Numerade Educator

Problem 33

La densidad del acetonitrilo $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CN}\right)$ es de $0.786 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$, $y$ la densidad del metanol $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}\right)$ es de $0.791 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$. Se prepara una disolución disolviendo $15.0 \mathrm{~mL} \mathrm{de}^2 \mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$ en $90.0 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{CN}$. (a) Calcule la fracción molar de metanol en la disolución. (b) Calcule la molalidad de la disolución. (c) Suponiendo que los volúmenes son aditivos, calcule la molaridad de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$ en la disolución.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 34

La densidad del tolueno $\left(\mathrm{C}_7 \mathrm{H}_8\right)$ es de $0.867 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$, y la del tiofeno $\left(\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_4 \mathrm{~S}\right)$ es de $1.065 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$. Se prepara una disolución disolviendo $10.0 \mathrm{~g}$ de tiofeno en $250.0 \mathrm{~mL}$ de tolueno. (a) Calcule la fracción molar de tiofeno en la disolución. (b) Calcule la molalidad de tiofeno en la disolución. (c) Suponiendo que los volúmenes del soluto y del disolvente son aditivos, calcule la molaridad de tiofeno en la disolución.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 35

Calcule el número de moles de soluto que están presentes en cada una de las disoluciones acuosas siguientes: (a) $255 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{CaBr}_2 0.250 \mathrm{M}$; (b) $50.0 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{KCl} 0.150 \mathrm{~m}$; (c) $50.0 \mathrm{~g}$ de una disolución que tiene $2.50 \%$ en masa de glucosa $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6\right)$.

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Problem 36

Calcule el número de moles de soluto que están presentes en cada una de las disoluciones siguientes: (a) $245 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{HNO}_3(a c) 1.50 \mathrm{M}$; (b) $50.0 \mathrm{~g}$ de una disolución acuosa que es $1.25 \mathrm{~m}$ en $\mathrm{NaCl}$; (c) $75.0 \mathrm{~g}$ de una disolución acuosa que tiene $1.50 \%$ en masa de sacarosa $\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)$.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 37

Describa cómo prepararía cada una de las disoluciones acuosas siguientes, partiendo de $\mathrm{KBr}$ sólido: (a) $0.75 \mathrm{~L}$ de $\mathrm{KBr} 1.5 \times 10^{-2} \mathrm{M}$; (b) $125 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{KBr} 0.180 \mathrm{~m}$; (c) $1.85 \mathrm{~L}$ de una disolución que tiene $12.0 \%$ en masa de $\mathrm{KBr}$ (la densidad de la disolución es de $1.10 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ ); (d) una disoluciôn de $\mathrm{KBr} 0.150 \mathrm{M}$ que contiene apenas suficiente $\mathrm{KBr}$ para precipitar $16.0 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{AgBr}$ de una disolución que contiene $0.480 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{AgNO}_3$.

Nadia Lara

Numerade Educator

Problem 38

Describa cómo prepararía cada una de las disoluciones acuosas siguientes: (a) $1.50 \mathrm{~L}$ de disolución de $\left(\mathrm{NH}_4\right)_2 \mathrm{SO}_4$ $0.110 \mathrm{M}$, partiendo de $\left(\mathrm{NH}_4\right)_3 \mathrm{SO}_4$ sólido; (b) $120 \mathrm{~g}$ de una disolución $0.65 m$ en $\mathrm{Na}_2 \mathrm{CO}_3$ partiendo del soluto sólido; (c) 1.20 Lde una disolución que tiene $15.0 \%$ en masa de $\mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2$ (la densidad de la disolución es de $1.16 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ ), partiendo del soluto sólido; (d) una disolución de $\mathrm{HCl}$ $0.50 \mathrm{M}$ que apenas neutralizaría $5.5 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{Ba}(\mathrm{OH})_2$, partiendo de $\mathrm{HCl} 6.0 \mathrm{M}$.

Bhumika Jayee

Numerade Educator

Problem 39

El amoniaco acuoso concentrado comercial tiene $28 \%$ en masa de $\mathrm{NH}_3$ y una densidad de $0.90 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$. Calcule la molaridad de esta disolución.

Joanna Josey

Numerade Educator

Problem 40

El ácido nítrico acuoso comercial tiene una densidad de $1.42 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ y es $16 \mathrm{M}$. Calcule el porcentaje en masa de $\mathrm{HNO}_3$ en la disolución.

Nadia Lara

Numerade Educator

Problem 41

El propilenglicol, $\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_6(\mathrm{OH})_2$, suele utilizarse en disoluciones anticongelantes para automóviles. Si una disolución acuosa tiene una fracción molar $\mathrm{X}_{\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_6(\mathrm{OH})_2}=$ 0.100 , calcule (a) el porcentaje en masa de propilenglicol; (b) la molalidad del propilenglicol en la disolución.

James Irizarry

Numerade Educator

Problem 42

La cafeina $\left(\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_{10} \mathrm{~N}_4 \mathrm{O}_2\right)$ es un estimulante presente en el café y el té. Si una disolución de cafeína en cloroformo tiene una concentración de $0.0750 \mathrm{~m}$, calcule (a) el porcentaje en masa de cafeina; (b) la fracción molar de la cafeina.

Bhumika Jayee

Numerade Educator

Problem 43

Cite cuatro propiedades de una disolución que dependan de la concentración pero no del tipo de las partículas presentes como soluto. Escriba la expresión matemática que describe cómo cada propiedad depende de la concentración.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 44

El aumento en la concentración de un soluto no volátil en agua, ¿cómo afecta las propiedades siguientes: (a) presión de vapor; (b) punto de congelación; (c) punto de ebullición; (d) presión osmótica?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 45

(a) ¿Qué es una disolución ideal? (b) La presión de vapor del agua pura a $60^{\circ} \mathrm{C}$ es de 149 torr. La presión de vapor del agua sobre una disolución a $60^{\circ} \mathrm{C}$ que contiene el mismo número de moles de agua que de etilenglicol (un soluto no volátil) es de 67 torr ¿La disolución es ideal en términos de la ley de Raoult? Explique.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 46

Considere dos disoluciones, una formada por la adición de $10 \mathrm{~g}$ de glucosa $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6\right)$ a $1 \mathrm{~L}$ de agua y otra formada por la adición de $10 \mathrm{~g}$ de sacarosa $\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)$ a $1 \mathrm{Lde}$ agua. ¿Las presiones de vapor sobre las dos disoluciones son iguales? ¿Por qué sí o por qué no?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 47

(a) Calcule la presión de vapor del agua sobre una disolución que se prepara añadiendo $15.0 \mathrm{~g}$ de lactosa $\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)$ a $100 \mathrm{~g}$ de agua a $338 \mathrm{~K}$. (Los datos de presión de vapor del agua se dan en el Apéndice B.) (b) Calcule la masa de propilenglicol $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_8 \mathrm{O}_2\right)$ que se debe agregar a $0.500 \mathrm{~kg}$ de agua para reducir la presión de vapor en 4.60 torr a $40^{\circ} \mathrm{C}$.

Joanna Josey

Numerade Educator

Problem 48

(a) Calcule la presión de vapor del agua sobre una disolución que se preparó disolviendo $35.0 \mathrm{~g}$ de glicerina $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_8 \mathrm{O}_3\right)$ en $125 \mathrm{~g}$ de agua a $343 \mathrm{~K}$. (La presión de vapor del agua se da en el Apéndice B.) (b) Calcule la masa de etilenglicol $\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_2\right)$ que se debe agregar a $1.00 \mathrm{~kg}$ de etanol $\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_3 \mathrm{OH}\right)$ para reducir su presión de vapor en 10.0 torr a $35^{\circ} \mathrm{C}$. La presión de vapor del etanol puro a $35^{\circ} \mathrm{C}$ es de $1.00 \times 10^2$ torr.

Joanna Josey

Numerade Educator

Problem 49

A $63.5{ }^{\circ} \mathrm{C}$, la presión de vapor del $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ es de 175 torr, y la del etanol $\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}\right)$, de 400 torr. Se prepara una disolución mezclando masas iguales de $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ y $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}$. (a) Calcule la fracción molar de etanol en la disolución. (b) Suponiendo un comportamiento de disolución ideal, calcule la presión de vapor de la disolución a $63.5^{\circ} \mathrm{C}$. (c) Calcule la fracción molar de etanol en el vapor que está sobre la disolución.

Nadia Lara

Numerade Educator

Problem 50

A $20{ }^{\circ} \mathrm{C}$ la presión de vapor del benceno $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6\right)$ es de 75 torr, y la de tolueno $\left(\mathrm{C}_7 \mathrm{H}_8\right)$, de 22 torr. Suponga que el benceno y el tolueno forman una disolución ideal (a) Determine la composición en fracciones molares de una disolución que tiene una presión de vapor de 35 torr a $20^{\circ} \mathrm{C}$. (b) Calcule la fracción molar del benceno en el vapor arriba de la disolución descrita en la parte (a).

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 51

(a) ¿Por qué una disolución acuosa $0.10 m$ de $\mathrm{NaCl}$ tiene un punto de ebullición más alto que una disolución acuosa $0.10 \mathrm{~m}$ de $\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6$ ? (b) Calcule el punto de ebullición de cada disolución.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 52

Acomode las disoluciones acuosas siguientes en orden de punto de ebullición creciente: una disolución al $10 \%$ de glucosa $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6\right)$, una disolución al $10 \%$ de sacarosa $\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right.$ ) y una disolución al $10 \%$ de nitrato de sodio $\left(\mathrm{NaNO}_3\right)$.

Joanna Josey

Numerade Educator

Problem 53

Acomode las disoluciones acuosas siguientes en orden de punto de congelación decreciente: glicerina $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_5 \mathrm{O}_3\right)$ $0.040 \mathrm{~m} ; \mathrm{KBr} 0.020 \mathrm{~m}$; fenol $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}\right) 0.030 \mathrm{~m}$.

Ricajoy Montero

Ricajoy Montero

Numerade Educator

Problem 54

Ordene las disoluciones acuosas siguientes de menor a mayor punto de ebullición glucosa $0.120 \mathrm{M} ; \mathrm{LiBr} 0.050 \mathrm{M}$; $\mathrm{Zn}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2 0.050 \mathrm{M}$.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 55

Utilizando datos de la tabla 13.4, calcule los puntos de congelación y de ebullición de cada una de las disoluciones siguientes: (a) glicerol $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_8 \mathrm{O}_3\right) \quad 0.35 \mathrm{~m}$ en etanol; (b) $1.58 \mathrm{~mol}$ de naftaleno $\left(\mathrm{C}_{10} \mathrm{H}_8\right)$ en $14.2 \mathrm{~mol}$ de cloroformo; (c) $5.13 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{KBr}$ y $6.85 \mathrm{~g}$ de glucosa $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6\right)$ en $255 \mathrm{~g}$ de agua.

David Collins

Numerade Educator

Problem 56

Utilizando datos de la tabla 13.4, calcule los puntos de congelación y de ebullición de cada una de las disoluciones siguientes: (a) glucosa $0.40 \mathrm{~m}$ en etanol; (b) $20.0 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{C}_{10} \mathrm{H}_{22}$ en $455 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{CHCl}_3$; (c) $0.45 \mathrm{~mol}$ de etilenglicol $\mathrm{y}$ $0.15 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{KBr}$ en $150 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$.

Bhumika Jayee

Numerade Educator

Problem 57

Calcule la presión osmótica de una disolución que se forma disolviendo $50.0 \mathrm{mg}$ de aspirina $\left(\mathrm{C}_9 \mathrm{H}_8 \mathrm{O}_4\right)$ en $0.250 \mathrm{~L}$ de agua a $25^{\circ} \mathrm{C}$.

Ricajoy Montero

Ricajoy Montero

Numerade Educator

Problem 58

El agua de mar contiene $3.4 \mathrm{~g}$ de sales por cada litro de disolución. Suponiendo que el soluto consiste totalmente en $\mathrm{NaCl}$ (más del $90 \%$ es $\mathrm{NaCl}$ ), calcule la presión osmótica del agua de mar a $20^{\circ} \mathrm{C}$.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 59

La adrenalina es la hormona que dispara la liberación de moléculas de glucosa adicionales en momentos de tensión o emergencia. Una disolución de $0.64 \mathrm{~g}$ de adrenalina en $36.0 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{CCl}_4$ causa una elevación de $0.49^{\circ} \mathrm{C}$ en el punto de ebullición. Determine la masa molar de la adrenalina.

Ricajoy Montero

Ricajoy Montero

Numerade Educator

Problem 60

El alcohol laurilico se obtiene del aceite de coco y sirve para elaborar detergentes. Una disolución de $5.00 \mathrm{~g}$ de alcohol laurílico en $0.100 \mathrm{~kg}$ de benceno se congela a $4.1^{\circ} \mathrm{C}$. Determine la masa molar del alcohol laurilico.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 61

La lisozima es una enzima que rompe las paredes celulares de las bacterias. Una disolución que contiene $0.150 \mathrm{~g}$ de esta enzima en $210 \mathrm{~mL}$ de disolución tiene una presión osmótica de 0.953 torr a $25^{\circ} \mathrm{C}$. Calcule la masa molar de la lisozima.

David Collins

Numerade Educator

Problem 62

Una disolución acuosa diluida de un compuesto orgánico soluble en agua se forma disolviendo $2.35 \mathrm{~g}$ del compuesto en agua para formar $0.250 \mathrm{~L}$ de disolución. La disolución así preparada tiene una presión osmótica de $0.605 \mathrm{~atm}$ a $25^{\circ} \mathrm{C}$. Suponiendo que el compuesto orgánico es un no electrólito, determine su masa molar.

Narayan Hari

Numerade Educator

Problem 63

La presión osmótica medida de una disolución acuosa $0.010 \mathrm{M}$ de $\mathrm{CaCl}_2$ es de $0.674 \mathrm{~atm}$ a $25^{\circ} \mathrm{C}$. (a) Calcule el factor de van't Hoff, $i$, de la disolución. (b) ¿Cómo cabe esperar que cambie el valor de $i$ al aumentar la concentraciốn de la disolución? Explique

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 64

Con base en los datos de la tabla 13.5, ¿cuál disolución abatiría más el punto de congelación: una disoluciốn $0.030 \mathrm{~m}$ de $\mathrm{NaCl}$ o una disolución $0.020 m$ de $\mathrm{K}_2 \mathrm{SO}_4$ ? ¿Cómo explica la desviación respecto al comportamiento ideal y las diferencias observadas entre las dos sales?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 65

(a) ¿Por qué no existe un coloide en que tanto la sustancia dispersada como el medio dispersor sean gases?
(b) Michael Faraday fue el primero en preparar coloides rojo rubi de particulas de oro en agua que eran estables durante periodos indefinidos. Estos coloides de color brillante no se pueden distinguir de disoluciones a simple vista. ¿Cómo podría determinar si una preparación colorida dada es una disolución o un coloide?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 66

(a) Muchas proteinas que permanecen distribuidas homogéneamente en un medio acuoso tienen masas moleculares del orden de 30,000 uma o más. ¿En qué sentido es apropiado considerar tales suspensiones como coloides en vez de disoluciones? Explique. (b) ¿Qué nombre general se da a una dispersión coloidal de un líquido en otro? ¿Qué es un agente emulsionante?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 67

Indique si cada uno de los siguientes es un coloide hidrofílico o hidrofóbico: (a) grasa de leche en leche homogeneizada; (b) hemoglobina en la sangre; (c) aceite vegetal en un aderezo para ensalada.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 68

Explique cómo determina cada uno de los factores siguientes la estabilidad o inestabilidad de una dispersión coloidal: (a) masa de las particulas; (b) carácter hidrofóbico; (c) cargas en las particulas coloidales.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 69

¿Qué factor es el que más comủnmente impide que las particulas coloidales se junten en agregados de mayor tamaño? ¿Cómo se pueden coagular los coloides?

Qiao Ruan

Numerade Educator

Problem 70

Explique cómo (a) un jabón como el estearato de sodio estabiliza una dispersión coloidal de gotitas de aceite en agua; (b) la leche se cuaja al agregársele un ácido.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 71

El hidroxitolueno butilado (BHT) tiene esta estructura molecular:
FIGURE CAN'T COPY.
El BHT se usa ampliamente como conservador en diversos alimentos, como los cereales secos. Con base en su estructura, ¿cabe esperar que el BHT sea más soluble en agua o en hexano $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{14}\right)$ ? Explique.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 72

Una disolución saturada de sacarosa $\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)$ se prepara disolviendo azúcar de mesa en exceso en un matraz con agua. En el fondo del matraz quedan $50 \mathrm{~g}$ de cristales de sacarosa no disueltos, en contacto con la disolución saturada. El matraz se tapa y se guarda. Una año después hay un solo cristal con masa de $50 \mathrm{~g}$ en el fondo del matraz. Explique cómo este experimento es prueba de la existencia de un equilibrio dinámico entre la disolución saturada y el soluto no disuelto.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 73

Los peces neoesitan al menos $4 \mathrm{ppm}$ de $\mathrm{O}_2$ disuelto para sobrevivir. (a) Exprese esa concentración en $\mathrm{mol} / \mathrm{L}$. (b) ¿Qué presión parcial sobre el agua se requiere para tener esa concentración a $10^{\circ} \mathrm{C}$ ? (La constante de la ley de Henry para el $\mathrm{O}_2$ a esta temperatura es de $1.71 \times 10^{-3} \mathrm{~mol} / \mathrm{L}-\mathrm{atm}$.)

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 74

La presencia del gas radiactivo radón (Rn) en el agua de pozo obtenida de mantos freáticos que están en depósitos de roca presenta un posible riesgo para la salud en algunas partes de Estados Unidos. Una muestra que incluye varios gases contiene una fracción molar de $3.5 \times$ $10^{-6}$ de radón. Este gas, a una presión total de $32 \mathrm{~atm}$, se agita con agua a $30^{\circ} \mathrm{C}$. Suponga que la solubilidad de radón en agua con una presiôn de $1 \mathrm{~atm}$ del gas sobre la disolución a $30^{\circ} \mathrm{C}$ es de $7.27 \times 10^{-3} \mathrm{M}$. Calcule la concentración molar de radón en el agua.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 75

La glucosa constituye aproximadamente el $0.10 \%$ en masa de la sangre humana. Exprese esa concentración en (a) ppm; (b) molalidad. ¿Qué información adicional necesitaría para determinar la molaridad de la disolución?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 76

¿Qué tiene mayor molaridad de iones $\mathrm{K}^{+}$, una disolución acuosa con 15 ppm de $\mathrm{KBr}$ o una con 12 ppm de $\mathrm{KCl}$ ?

Susan Hallstrom

Susan Hallstrom

Numerade Educator

Problem 77

Una disolución de $32.0 \%$ en peso de propanol $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}-\right.$ ${ }_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}$ ) en agua tiene una densidad a $20^{\circ} \mathrm{C}$ de 0.945 $\mathrm{g} / \mathrm{mL}$. Determine la molaridad y la molalidad de la disolución.

Susan Hallstrom

Susan Hallstrom

Numerade Educator

Problem 78

El acetonitrilo $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CN}\right)$ es un disolvente orgánico polar que disuelve una amplia gama de solutos, incluidas $\mathrm{mu}-$ chas sales. La densidad de una disolución $1.80 \mathrm{M}$ de $\mathrm{LiBr}$ en acetonitrilo es de $0.826 \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^3$. Calcule la concentración de la disolución en (a) molalidad; (b) fracción molar de $\mathrm{LiBr}$; (c) porcentaje en masa de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{CN}$.

Banhishikha Sinha

Banhishikha Sinha

Numerade Educator

Problem 79

$\mathrm{El}$ sodio metálico se disuelve en mercurio líquido para formar una disolución llamada amalgama de sodio. Las densidades del $\mathrm{Na}(s)$ y el $\mathrm{Hg}(l)$ son $0.97 \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^3$ y 13.6 $\mathrm{g} / \mathrm{cm}^3$, respectivamente. Se prepara una amalgama de sodio disolviendo $1.0 \mathrm{~cm}^3$ de $\mathrm{Na}(\mathrm{s})$ en $20.0 \mathrm{~cm}^3$ de $\mathrm{Hg}(l)$. Suponga que el volumen final de la disolución es de 21.0 $\mathrm{cm}^3$. (a) Calcule la molalidad del sodio en la disolución. (b) Calcule la molaridad del sodio en la disolución. (c) En el caso de disoluciones acuosas diluidas, la molalidad y la molaridad suelen tener casi el mismo valor. ¿Sucede lo mismo con la amalgama de sodio aqui descrita? Explique.

David Collins

Numerade Educator

Problem 80

Un producto de "calor enlatado" que se emplea para calentar hornillos que mantienen la comida caliente en la mesa consiste en una mezcla homogénea de etanol $\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}\right)$ y una parafina que tiene una formula promedio de $\mathrm{C}_{24} \mathrm{H}_{50}$ - Qué masa de $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}$ debe agregarse a $620 \mathrm{~kg}$ de la parafina para formular la mezcla si la presión de vapor del etanol sobre la mezcla a $35^{\circ} \mathrm{C}$ debe ser de 8 torr? La presión de vapor del etanol puro a $35^{\circ} \mathrm{C}$ es de 100 torr.

Nadia Lara

Numerade Educator

Problem 81

Dos vasos se colocan en una caja sellada a $25^{\circ} \mathrm{C}$. Uno contiene $20.0 \mathrm{~mL}$ de una disolución acuosa $0.060 \mathrm{M}$ de un no electrólito no volátil. El otro contiene $20.0 \mathrm{~mL}$ de una disolución acuosa $0.040 \mathrm{M}$ de $\mathrm{NaCl}$. El vapor de agua de las dos disoluciones alcanza el equilibrio. (a) ¿En cuál vaso sube el nivel de la disolución y en cuál baja? (b) Calcule el volumen en cada vaso en el diequilibrio, suponiendo un comportamiento ideal.

Banhishikha Sinha

Banhishikha Sinha

Numerade Educator

Problem 82

Calcule el punto de congelación de una disolución $0.100 \mathrm{~m}$ de $\mathrm{K}_2 \mathrm{SO}_4$ (a) sin tener en cuenta las atracciones interionicas; (b) considerando las atracciones interiónicas (es decir, usando el factor de van't Hoff [Tabla 13.5]).

Ricajoy Montero

Ricajoy Montero

Numerade Educator

Problem 83

El sistema de enfriamiento de un automóvil se llena con una disolución que se preparó mezclando volúmenes iguales de agua (densidad $=1.00 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ ) y etilenglicol, $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_2$ (densidad $=1.12 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ ). Estime el punto de congelación y el punto de ebullición de la mezcla.

Lottie Adams

Numerade Educator

Problem 84

Cuando se disuelve $10.0 \mathrm{~g}$ de nitrato mercúrico, $\mathrm{Hg}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2$, en $1.00 \mathrm{~kg}$ de agua, el punto de congelación de la disolución es de $-0.162^{\circ} \mathrm{C}$. Cuando se disuelve $10.0 \mathrm{~g}$ de cloruro mercúrico $\left(\mathrm{HgCl}_2\right)$ en $1.00 \mathrm{~kg}$ de agua, la disolución congela a $-0.0685^{\circ} \mathrm{C}$. Utilice estos datos para determinar cuál es el electrólito más fuerte, $\mathrm{Hg}\left(\mathrm{NO}_3\right)_2 \mathrm{O}$ $\mathrm{HgCl}_2$.

David Collins

Numerade Educator

Problem 85

El disulfuro de carbono, $\mathrm{CS}_2$, hierve a $46.30^{\circ} \mathrm{C}$ y tiene una densidad de $1.261 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ (a) Si $0.250 \mathrm{~mol}$ de un soluto que no se disocia se disuelve en $400.0 \mathrm{~mL} \mathrm{de}_2$, la disolución ebulle a $47.46^{\circ} \mathrm{C}$. Determine la constante molal de elevación del punto de ebullición para el $\mathrm{CS}_2$. (b) $\mathrm{Si} 5.39$ $\mathrm{g}$ de una sustancia desconocida que no se disocia se disuelve en $50.0 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{CS}_2$, la disolución ebulle a $47.08^{\circ} \mathrm{C}$. Determine el peso molecular de la sustancia desconocida.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 86

Una disolución $40.0 \%$ en peso de $\mathrm{KSCN}$ en agua a $20{ }^{\circ} \mathrm{C}$ tiene una densidad de $1.22 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$. (a) Calcule la fracción molar de KSCN en la disolución, así como la molaridad y la molalidad. (b) Dada la fracción molar calculada de sal en la disolución, ¿qué puede decir acerca del número total de moléculas de agua disponibles para hidratar cada anión y catión? ¿Qué esperaria observar en términos de apareamiento de iones en la disolución? ¿Esperaria que las pro-piedades coligativas de tal disoluciôn fueran las predichas por las formulas dadas en el capítulo? Explique.

Bhumika Jayee

Numerade Educator

Problem 87

Una mezcla de $\mathrm{NaCl}$ sólido y sacarosa sólida $\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)$ tiene una composición desconocida. Si $15.0 \mathrm{~g}$ de la mezcla se disuelve en suficiente agua para formar $500 \mathrm{~mL}$ de disolución, la disolución exhibe una presión osmótica de $6.41 \mathrm{~atm}$ a $25^{\circ} \mathrm{C}$. Determine el porcentaje en masa de $\mathrm{NaCl}$ en la mezcla.

Susan Hallstrom

Susan Hallstrom

Numerade Educator

Problem 88

Una sal de litio que se emplea en una grasa lubricante tiene la formula $\mathrm{LiC}_n \mathrm{H}_{2 n+1} \mathrm{O}_2$. La sal es soluble en agua hasta $0.036 \mathrm{~g}$ por $100 \mathrm{~g}$ de agua a $25^{\circ} \mathrm{C}$. La presión osmótica medida de esta disolución es de 57.1 torr. Suponiendo que la molalidad y la molaridad en una disolución tan diluida son iguales y que la sal de litio se disocia totalmente en la disolución, determine un valor apropiado para $n$ en la fórmula de la sal.

Ricajoy Montero

Ricajoy Montero

Numerade Educator

Problem 89

Los fluorocarbonos (compuestos que contienen tanto carbono como fluior) se utilizaban, hasta hace poco, como refrigerantes. Todos los compuestos que se dan en la tabla que sigue son gases a $25^{\circ} \mathrm{C}$, y su solubilidad en agua a $25^{\circ} \mathrm{C}$ y $1 \mathrm{~atm}$ de presión de fluorocarbono se da como porcentaje en masa:
$$
\begin{array}{ll}
\hline \text { Fluorocarbono } & \text { Solubilidad (\% en masa) } \\
\hline \mathrm{CF}_4 & 0.0015 \\
\mathrm{CClF}_3 & 0.009 \\
\mathrm{CCl}_2 \mathrm{~F}_2 & 0.028 \\
\mathrm{CHClF}_2 & 0.30
\end{array}
$$
(a) Para cada fluorocarbono, calcule la molalidad de una disolución saturada. (b) Explique por qué la molaridad de cada una de las disoluciones debe ser muy cercana numéricamente a la molalidad. (c) Con base en sus estructuras moleculares, explique las diferencias de solubilidad de los cuatro fluorocarbonos. (d) Calcule la constante de la ley de Henry a $25^{\circ} \mathrm{C}$ para $\mathrm{CHClF}_2$ y compare su magnitud con la de $\mathrm{N}_2\left(6.8 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} / \mathrm{L}-\mathrm{atm}\right)$. ¿Puede explicar la diferencia en magnitud?

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 90

A la temperatura ordinaria del cuerpo $\left(37^{\circ} \mathrm{C}\right)$, la solubilidad de $\mathrm{N}_2$ en contacto con aire a presión atmosférica ordinaria $(1.0 \mathrm{~atm})$ es de $0.015 \mathrm{~g} / \mathrm{L}$. El aire tiene aproximadamente $78 \%$ en moles de $\mathrm{N}_2$. Calcule el número de moles de $\mathrm{N}_2$ que se disuelven en cada litro de sangre, que es básicamente una disolución acuosa. A una profundidad de $100 \mathrm{ft}$, la presión es de $4.0 \mathrm{~atm}$. Calcule la solubilidad del $\mathrm{N}_2$ del aire en la sangre a esta presión. Si el buzo sube repentinamente a la superficie, ¿cuántos mililitros de $\mathrm{N}_2$ gaseoso, en forma de diminutas burbujas, se desprenderán de cada litro de sangre?

Susan Hallstrom

Susan Hallstrom

Numerade Educator

Problem 91

Considere los siguientes valores de entalpía de vaporización ( $\mathrm{kJ} / \mathrm{mol}$ ) de varias sustancias orgánicas:
FIGURE CAN'T COPY.
(a) Explique las variaciones en los calores de vaporización en términos de variaciones en las fuerzas intermoleculares que operan en estos liquidos orgánicos. (b) ¿Cómo cabe esperar que varien las solubilidades de estas sustancias con hexano como disolvente? ¿Con etanol? Explique sus respuestas en términos de fuerzas intermoleculares, incluidas las interacciones de puentes de hidrógeno si están presentes.

Bhumika Jayee

Numerade Educator

Problem 92

Las entalpias de disolución de las sales hidratadas generalmente son más positivas que las de los materiales anhidros. Por ejemplo, $\Delta H_{\text {disoln }}$ para el $\mathrm{KOH}$ es $-57.3 \mathrm{~kJ} /$ mol, y para el $\mathrm{KOH} \cdot 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O},-14.6 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. De forma similar, $\Delta H_{\text {disoln }}$ para el $\mathrm{NaClO}_4$ es de $+13.8 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$, y para el $\mathrm{NaClO}_4 \cdot \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$, $+22.5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. Explique este efecto en términos de las contribuciones de entalpía al proceso de disolución representado en la figura 13.4.

Susan Hallstrom

Susan Hallstrom

Numerade Educator

Problem 93

Un libro de texto sobre termoquimica dice: "el calor de disolución representa la diferencia entre la energía de red del sólido cristalino y la energía de solvatación de los iones gaseosos". (a) Dibuje un diagrama de energía sencillo que ilustre esta afirmación. (b) Una sal como el $\mathrm{NaBr}$ es insoluble en la mayor parte de los disolventes polares no acuosos como acetonitrilo $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{CN}\right)$ o nitrometano $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{NO}_2\right)$, pero las sales con cationes grandes, como el bromuro de tetrametilamonio, $\left(\mathrm{CH}_3\right)_4 \mathrm{NBr}$, suelen ser más solubles. Explique este hecho en términos del ciclo termoquimico que bosquejó en la parte (a) y los factores que determinan la energía de red (Sección 8.2).

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 94

(a) Se genera una muestra de hidrógeno gaseoso en un recipiente cerrado haciendo reaccionar $2.050 \mathrm{~g}$ de zinc metálico con $15.0 \mathrm{~mL}$ de ácido sulfúrico $1.00 \mathrm{M}$. Escriba la ecuación balanceada para la reacción y calcule el número de moles de hidrógeno que se forman, suponiendo que la reacción es total. (b) El volumen sobre la disolución es de $122 \mathrm{~mL}$. Calcule la presión parcial del hidrógeno gaseoso en este volumen a $25^{\circ} \mathrm{C}$, suponiendo que el gas no se disuelve en la disolución. (c) La constante de la ley de Henry para hidrógeno en agua a $25^{\circ} \mathrm{C}$ es de $7.8 \times 10^{-4}$ $\mathrm{mol} / \mathrm{L}$-atm. Estime el número de moles de hidrógeno gaseoso que permanecen disueltos en la disolución. ¿Qué fracción de las moléculas de gas del sistema se disuelve en la disolución? ¿Fue razonable suponer, en la parte (b), que el hidrógeno no se disuelve en la disolución?

Banhishikha Sinha

Banhishikha Sinha

Numerade Educator

Problem 95

La tabla que sigue presenta las solubilidades de varios gases en agua a $25^{\circ} \mathrm{C}$ bajo una presión total del gas y el vapor de agua de $1 \mathrm{~atm}$.
$$
\begin{array}{lc}
\hline \text { Gas } & \text { Solubilidad } \mathrm{m} M \\
\hline \mathrm{CH}_4 \text { (metano) } & 1.3 \\
\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6 \text { (etano) } & 1.8 \\
\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_4 \text { (etileno) } & 4.7 \\
\mathrm{~N}_2 & 0.6 \\
\mathrm{O}_2 & 1.2 \\
\mathrm{NO} & 1.9 \\
\mathrm{H}_2 \mathrm{~S} & 99 \\
\mathrm{SO}_2 & 1476 \\
\hline
\end{array}
$$
(a) ¿Qué volumen de $\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})$ en condiciones estándar de temperatura y presión está contenido en $4.0 \mathrm{~L}$ de una disolución saturada a $25^{\circ} \mathrm{C}$ ? (b) Explique la variación en la solubilidad de los hidrocarburos de la lista (los primeros tres compuestos) en términos de sus estructuras moleculares y fuerzas intermoleculares. (c) Compare las solubilidades de $\mathrm{O}_2, \mathrm{~N}_2$ y $\mathrm{NO}$, y explique las variaciones en términos de estructuras moleculares y fuerzas intermoleculares. (d) Explique los valores más grandes que se observan para el $\mathrm{H}_2 \mathrm{~S}$ y el $\mathrm{SO}_2$ en comparación con los otros gases de la lista. (e) Encuentre varios pares de sustancias con masas moleculares iguales o casi iguales (por ejemplo, $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_4$ y $\mathrm{N}_2$ ) y explique las diferencias en sus solubilidades en términos de las interacciones intermoleculares.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 96

El hexabarbital, empleado en medicina como sedante y anestésico intravenoso, se compone de $61.00 \%$ de C, $6.83 \%$ de H, $11.86 \%$ de N y $20.32 \%$ de O en masa. Una muestra de $2.505 \mathrm{mg}$ en $10.00 \mathrm{~mL}$ de disolución tiene una presión osmótica de 19.7 torr a $25^{\circ} \mathrm{C}$. Determine la fórmula molecular del hexabarbital.

Shivani Naidu

Numerade Educator

Problem 97

Cuando se disuelve $0.55 \mathrm{~g}$ de ácido benzoico puro $\left(\mathrm{C}_7 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}_2\right)$ en $32.0 \mathrm{~g}$ de benceno, el punto de congelación de la disolución es $0.36^{\circ} \mathrm{C}$ más bajo que el punto de congelación de $5.5^{\circ} \mathrm{C}$ del disolvente puro. (a) Calcule el peso molecular del ácido benzoico en benceno. (b) Use la estructura del soluto para explicar el valor observado:
FIGURE CAN'T COPY.

Himanshu Kushwaha

Himanshu Kushwaha

Numerade Educator

Problem 98

A $35^{\circ} \mathrm{C}$, la presión de vapor de la acetona, $\left(\mathrm{CH}_3\right)_2 \mathrm{CO}$, es de 360 torr, y la del cloroformo, $\mathrm{CHCl}_3$, es de 300 torr. $\mathrm{La}$ acetona y el cloroformo pueden formar puentes de hidrógeno débiles entre sí como se muestra en seguida.
FIGURE CAN'T COPY.
Una disolución formada por igual número de moles de acetona y cloroformo tiene una presión de vapor de 250 torr a $35^{\circ} \mathrm{C}$. (a) ¿Cuál sería la presión de vapor de la disolución si ésta exhibiera un comportamiento ideal? (b) Utilice la existencia de puentes de hidrógeno entre las moléculas de acetona y de cloroformo para explicar la desviación respecto al comportamiento ideal. (c) Con base en el comportamiento de la disolución, prediga si el mezclado de acetona y cloroformo es un proceso exotérmico $\left(\Delta H_{\text {disoln }}<0\right)$ o endotérmico $\left(\Delta H_{\text {disoln }}>0\right)$.

Shubham Kumar

Numerade Educator

Problem 99

(a) De los cuatro sólidos incluidos en la simulación Entalpia de disolución (Enthalpy of Solution, eCapitulo 13.1), ¿cuáles se volverian más solubles y cuáles se volverian menos solubles al aumentar la temperatura? (b) Al comparar el cloruro de sodio y el nitrato de amonio, zcuál cabe esperar que sufra un mayor cambio de solubilidad (en $\mathrm{g} / \mathrm{L}$ ) con un aumento dado en la temperatura? Explique su razonamiento.

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Problem 100

La simulación Entalpia de disolución (Enthalpy of Solution, eCapitulo 13.1) se ocupa especificamente de la disolución de sólidos. Describa el proceso de disolución en términos de tres pasos discretos. Utilice esos tres pasos para explicar por qué los gases, a diferencia de la mayor parte de los sôlidos, se vuelven menos solubles al aumentar la temperatura.

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Problem 101

La simulación Entalpía de disolución (Enthalpy of Solution, eCapitulo 13.1) nos permite comparar los cambios totales de energia durante la disolución de diversas sales. Compare la disolución del hidróxido de sodio con la del cloruro de sodio. (a) ¿Qué diferencia hay entre los cambios de energia totales durante esos procesos? (b) Comente la diferencia de magnitud en cada uno de los tres pasos de la disolución de estos compuestos.

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Problem 102

El video Ley de Henry (Henry's Law, eCapitulo 13.3) ilustra la relación entre la presión de un gas sobre un liquido y la solubilidad del gas en el liquido. En el EJERCICIO TIPO 13.2 se determinó la concentración de $\mathrm{CO}_2$ en una bebida carbonatada que se embotelló bajo una presión de $\mathrm{CO}_2$ de $4.0 \mathrm{~atm}$. (a) Si la fracción molar de $\mathrm{CO}_2$ en el aire es de 0.000355 , zcuántas veces más concentrado está el $\mathrm{CO}_2$ en la botella antes de abrirse que en un vaso de la bebida que ha perdido todas sus burbujas? (b) Use la teoria cinética-molecular de los gases para explicar por qué la solubilidad de un gas es proporcional a su presión sobre el líquido.

Nicole Smina

Numerade Educator

Problem 103

La simulación Propiedades coligativas (Colligative Properties, eCapitulo 13.5) muestra el efecto de la adición de diversos solutos sobre el punto de ebullición y el punto de congelación del agua. (a) Si disolviéramos $10 \mathrm{~g}$ de cloruro de sodio en $500 \mathrm{~g}$ de agua, ¿qué punto de ebullición tendria la disolución? (b) Si calentáramos la disolución de la parte (a) y siguiéramos calentándola mientras ebulle, ¿qué sucedería con la temperatura al paso del tiempo? (c) En qué sentido su respuesta a la parte (b) contradice lo que aprendió en el capítulo 11 (Sección 11.4) acerca de la constancia de la temperatura durante los cambios de fase? Explique esta aparente contradicción.

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