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Química. La ciencia central

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

Chapter 18

Química ambiental - all with Video Answers

Educators

Chapter Questions

05:32

Problem 1

(a) ¿Cuál es la base primordial de la división de la atmósfera en diferentes regiones? (b) Nombre las regiones de la atmósfera, indicando el intervalo de altitud de cada una.

Kevin Chimex
Kevin Chimex
Numerade Educator
01:27

Problem 2

(a) ¿Qué nombre se da a la frontera entre la troposfera y la estratosfera? (b) ¿Cómo se determinan las fronteras entre las regiones de la atmósfera? (c) Explique por qué la estratosfera, con un espesor de más de $32 \mathrm{~km}$, tiene una masa total menor que la troposfera, cuyo espesor es de menos de $16 \mathrm{~km}$.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
07:17

Problem 3

La concentración de ozono que se ha medido en la ciudad de México es de 0.37 ppm. Calcule la presión parcial de ozono a esta concentración si la presión atmosférica es de 650 torr.

Iryna Ivaniuk
Iryna Ivaniuk
Numerade Educator
01:16

Problem 4

Con base en los datos de la tabla 18.1 calcule las presiones parciales de dióxido de carbono y argón cuando la presión atmosférica total es de $98.6 \mathrm{kPa}$.

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
05:17

Problem 5

La concentración promedio estimada de monóxido de carbono en el aire de Estados Unidos en 1991 fue de 6.0 ppm. Calcule el número de moléculas de $\mathrm{CO}$ en $1.0 \mathrm{~L}$ de este aire a una presión de 745 torr y a una temperatura de $17^{\circ} \mathrm{C}$.

Kevin Chimex
Kevin Chimex
Numerade Educator
06:29

Problem 6

(a) Con base en los datos de la tabla 18.1, ¿cuál es la concentración de neón en la atmósfera en ppm? (b) ¿Cuál es la concentración de neón en la atmósfera en moléculas por L, suponiendo una presión atmosférica de 743 torr y una temperatura de $295^{\circ} \mathrm{C}$ ?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
06:27

Problem 7

La energía de disociación típica de un enlace carbonobromo es de alrededor de $210 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. ¿Cuál es la longitud de onda máxima de los fotones capaces de disociar el enlace $\mathrm{C}-\mathrm{Br}$ ?

Pronoy Sinha
Pronoy Sinha
Numerade Educator
07:30

Problem 8

En el $\mathrm{CF}_3 \mathrm{Cl}$ la energía de disociación del enlace $\mathrm{C}-\mathrm{Cl}$ es de $339 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. En el $\mathrm{CCl}_4$ la energía de disociación del enlace C-Cl es de $293 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. ¿Cuál es el intervalo de longitud de onda de los fotones capaces de romper un enlace $\mathrm{C}-\mathrm{Cl}$ en una molécula pero no en la otra?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
02:33

Problem 9

Explique, con base en las necesidades de energía, por qué la fotodisociación del oxigeno es más importante que su fotoionización a altitudes por debajo de $90 \mathrm{~km}$.

Kevin Chimex
Kevin Chimex
Numerade Educator
01:32

Problem 10

Cite dos razones por las que la fotodisociación del $\mathrm{N}_2$ es un proceso relativamente poco importante en comparación con la fotodisociación del $\mathrm{O}_2$.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator

Problem 11

(a) ¿Por qué es más alta la temperatura de la estratosfera cerca de la estratopausa que en la tropopausa? (b) Explique cómo se forma ozono en la estratosfera.

Check back soon!

Problem 12

(a) ¿Cuál es el mecanismo principal de generación de átomos de oxígeno a una altitud de $120 \mathrm{~km}$ ? (b) ¿Por qué los átomos de oxígeno existen durante más tiempo a una altitud de $120 \mathrm{~km}$ que a una de $50 \mathrm{~km}$ ? (c) En la superficie terrestre, ¿cuál es la trascendencia biológica de la capa estratosférica de ozono?

Check back soon!
02:01

Problem 13

¿Qué es un hidrofluorocarbono? ¿Por qué son estos compuestos potencialmente menos dañinos para la capa de ozono que los CFC?

Kevin Chimex
Kevin Chimex
Numerade Educator
01:15

Problem 14

Dibuje la estructura de Lewis del clorofluorocarbono $\mathrm{CFC}-11, \mathrm{CFCl}_3$. ¿Qué características químicas de esta sustancia le permiten agotar efectivamente el ozono atmosférico?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
02:19

Problem 15

(a) ¿Por qué el flúor presente en los clorofluorocarbonos no participa en el agotamiento de la capa de ozono? (b) ¿Cuáles son las formas químicas en las que existe el cloro en la estratosfera luego de la ruptura del enlace carbono-cloro?

Shahina -
Shahina -
Numerade Educator
02:31

Problem 16

Esperaría usted que la sustancia $\mathrm{CFBr}_3$ fuese eficaz para agotar la capa de ozono, suponiendo que está presente en la estratosfera? Explique su respuesta.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:34

Problem 17

¿Cuáles son los principales efectos adversos para la salud de cada uno de los contaminantes siguientes? (a) $\mathrm{CO}$; (b) $\mathrm{SO}_2$; (c) $\mathrm{O}_3$

Kenneth Jordan
Kenneth Jordan
Numerade Educator

Problem 18

Compare las concentraciones típicas de $\mathrm{CO}, \mathrm{SO}_2$ y $\mathrm{NO}$ en el aire no contaminado (Tabla 18.3) y en el aire urbano (Tabla 18.4), e indique en cada caso al menos una posible fuente de los altos valores de la tabla 18.4.

Check back soon!
01:47

Problem 19

Con respecto a cada uno de los gases siguientes, elabore una lista de fuentes naturales conocidas o posibles: (a) $\mathrm{CH}_4$ : (b) $\mathrm{SO}_2$ (c) $\mathrm{NO}$; (d) $\mathrm{CO}$.

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
01:43

Problem 20

¿Por qué es ácida por naturaleza la precipitación pluvial, incluso en ausencia de gases contaminantes como $\mathrm{elSO}_3$ ?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
01:32

Problem 21

(a) Formule una ecuación química que describa el ataque de la lluvia ácida a la piedra caliza, $\mathrm{CaCO}_3$. (b) $\mathrm{Si}$ se tratase de una escultura de piedra caliza para formar una capa superficial de sulfato de calcio, ¿ayudaria esto a retardar los efectos de la lluvia ácida? Explique su respuesta.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
02:04

Problem 22

La primera etapa de la corrosión del hierro en la atmósfera es su oxidación a $\mathrm{Fe}^{2+}$. (a) Escriba una ecuación quimica balanceada para mostrar la reacción del hierro con la lluvia ácida. (b) ¿Sería de esperar que ocurriese una reacción del mismo tipo en una superficie de plata? Explique su respuesta

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
05:29

Problem 23

Los combustibles para automóvil a base de alcohol originan la producción de formaldehído $\left(\mathrm{CH}_2 \mathrm{O}\right)$ en los gases de escape. El formaldehido sufre fotodisociación y contribuye así al smog fotoquímico:
$$
\mathrm{CH}_2 \mathrm{O}+h v \longrightarrow \mathrm{CHO}+\mathrm{H}
$$

La longitud de onda máxima de la luz capaz de provocar esta reacción es de $335 \mathrm{~nm}$. (a) ¿En qué parte del espectro electromagnético se encuentra la luz de esta longitud de onda? (b) ¿Cuál es la energía máxima, en $\mathrm{kJ} / \mathrm{mol}$, de un enlace que puede ser roto por la absorción de un fotón de luz de $335 \mathrm{~nm}$ ? (c) Compare su respuesta del inciso (b) con el valor apropiado de la tabla 8.4. ¿Qué concluye usted acerca de la energía del enlace $\mathrm{C}$ - $\mathrm{H}$ del formaldehido?

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
08:41

Problem 24

Una importante reacción en la formación del smog fotoquímico es la fotodisociación de $\mathrm{NO}_2$ :
$$
\mathrm{NO}_2+h v \longrightarrow \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}(\mathrm{g})
$$

La longitud de onda máxima capaz de provocar esta reacción es de $420 \mathrm{~nm}$. (a) ¿En qué parte del espectro electromagnético se encuentra la luz de esta longitud de onda? (b) ¿Cuál es la energía máxima, en $\mathrm{kJ} / \mathrm{mol}$, de un enlace que puede ser roto por la absorción de un fotón de luz de $420 \mathrm{~nm}$ ?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
03:09

Problem 25

Explique por qué las crecientes concentraciones de $\mathrm{CO}_2$ en la atmósfera influyen en la cantidad de energía que escapa de la Tierra, pero no en la cantidad que entra proveniente del Sol.

Pronoy Sinha
Pronoy Sinha
Numerade Educator
01:06

Problem 26

(a) Con respecto a la absorción de energia radiante, ¿qué distingue a un gas de invernadero de los gases que no son de este tipo? (b) $\mathrm{El} \mathrm{CH}_4$ es un gas de invernadero, pero no el Ar. ¿Cómo podría explicar la estructura molecular del $\mathrm{CH}_4$ el hecho de que sea un gas de invernadero?

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
06:28

Problem 27

¿Cuál es la molaridad de $\mathrm{Na}^{+}$en una disolución de $\mathrm{NaCl}$ cuya salinidad es de 5.3 si la disolución tiene una densidad de $1.03 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$ ?

Kevin Chimex
Kevin Chimex
Numerade Educator
01:36

Problem 28

El fósforo está presente en el agua de mar en proporción de $0.07 \mathrm{ppm}$ en masa. Si el fósforo se encuentra en forma de fosfato, $\mathrm{PO}_4{ }^{3-}$, calcule la concentración molar correspondiente de fosfato.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:02

Problem 29

Una primera etapa de la recuperación de magnesio del agua de mar es la precipitación de $\mathrm{Mg}(\mathrm{OH})_2$ con $\mathrm{CaO}$ :
$$
\mathrm{Mg}^{2+}(a c)+\mathrm{CaO}(s)+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l) \longrightarrow \mathrm{Mg}(\mathrm{OH})_2(\mathrm{~s})+\mathrm{Ca}^{2+}(a c)
$$
¿Qué masa de $\mathrm{CaO}$ se necesita para precipitar $5.0 \times 10^6 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{Mg}(\mathrm{OH})_2$ ?

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
04:59

Problem 30

Suponiendo una eficiencia de recuperación de $10 \%$, ¿cuántos litros de agua de mar es necesario procesar para obtener $10^8 \mathrm{~kg}$ de bromo en un proceso comercial de producción, si se supone la concentración de ion bromuro citada en la tabla 18.6 ?

Dr. Satish Ingale
Dr. Satish Ingale
Numerade Educator
02:16

Problem 31

Suponga que se desea aplicar la ósmosis inversa para reducir el contenido de sal de un agua salobre con una concentración total de sales $0.22 \mathrm{M}$ a un valor de $0.01 \mathrm{M}$, a fin de poder aprovecharla para consumo humano. ¿Cuál es la presión mínima que es necesario aplicar en los permeadores (Figura 18.14) para alcanzar esta meta, suponiendo que el proceso se lleva a cabo a 298 K? [Pista: Consulte la Sección 13.5.]

Kim Trang Nguyen
Kim Trang Nguyen
Numerade Educator
01:51

Problem 32

Suponga que un aparato portátil de ósmosis inversa como el que se muestra en la figura 18.15 trabaja con agua de mar, cuyas concentraciones de iones componentes se enumeran en la tabla 18.6, y que el agua desalinada que sale de él tiene una molaridad efectiva de $0.02 \mathrm{M}$. ¿Qué presión mínima se debe aplicar por bombeo manual a $305 \mathrm{~K}$ para que se lleve a cabo la ósmosis inversa? [Pista: Consulte la Sección 13.5.]

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
01:43

Problem 33

Enumere los productos comunes que se forman cuando un material orgánico que contiene los elementos carbono, hidrógeno, oxígeno, azufre y nitrógeno se descompone (a) en condiciones aerobias; (b) en condiciones anaerobias.

Kevin Chimex
Kevin Chimex
Numerade Educator
02:51

Problem 34

(a) Explique por qué la concentración de oxigeno disuelto en el agua dulce es un importante indicador de la calidad del agua. (b) ¿Cómo influye un aumento de temperatura en la solubilidad del oxígeno en agua?

Pronoy Sinha
Pronoy Sinha
Numerade Educator
03:15

Problem 35

El aniốn orgánico siguiente se encuentra en casi todos los detergentes:
(GRAPH CANT COPY)
Suponga que el anión sufre descomposición aerobia como sigue:
$$
\begin{aligned}
& 2 \mathrm{C}_{18} \mathrm{H}_{29} \mathrm{SO}_3{ }^{-}(a c)+51 \mathrm{O}_2(a c) \longrightarrow \\
& 36 \mathrm{CO}_2(a c)+28 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)+2 \mathrm{H}^{+}(a c)+2 \mathrm{SO}_4{ }^{2-}(a c)
\end{aligned}
$$
¿Qué masa total de $\mathrm{O}_2$ se necesita para biodegradar $1.0 \mathrm{~g}$ de esta sustancia?

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
03:51

Problem 36

La masa promedio diaria de $\mathrm{O}_2$ que consumen las aguas negras que se descargan en Estados Unidos es de $59 \mathrm{~g}$ por persona. ¿Cuántos litros de agua con 9 ppm de $\mathrm{O}_2$ quedan totalmente privados de oxigeno en 1 día por una población de 85,000 personas?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
01:20

Problem 37

Formule una ecuación química balanceada para describir cómo se eliminan los iones magnesio en el tratamiento de aguas por adición de cal hidratada, $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2$.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
02:30

Problem 38

(a) ¿A cuáles de las especies siguientes podria deberse la dureza de un abasto de agua? $\mathrm{Ca}^{2+} ; \mathrm{K}^{+} ; \mathrm{Mg}^{2+} ; \mathrm{Fe}^{2+}$; $\mathrm{Na}^{+}$; (b) ¿Qué propiedades de un ion determinan si contribuye o no a la dureza del agua?

Pronoy Sinha
Pronoy Sinha
Numerade Educator
02:26

Problem 39

¿Cuántos moles de $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2$ y Na $\mathrm{Na}_2 \mathrm{CO}_3$ se deben agregar para ablandar $1.0 \times 10^3 \mathrm{~L}$ de agua en la que $\left[\mathrm{Ca}^{2+}\right]=5.0$ $\times 10^{-4} \mathrm{My}\left[\mathrm{HCO}_3{ }^{-}\right]=7.0 \times 10^{-4} \mathrm{M}$ ?

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
10:58

Problem 40

$\mathrm{La}$ concentración de $\mathrm{Ca}^{2+}$ en un abasto de agua en particular es de $5.7 \times 10^{-3} \mathrm{M}$. La concentración de ion bicarbonato, $\mathrm{HCO}_3{ }^{-}$, en la misma agua es de $1.7 \times 10^{-3} \mathrm{M}$. ¿Qué masa de $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2$ y de $\mathrm{Na}_2 \mathrm{CO}_3$ se debe agregar a $5.0 \times 10^7 \mathrm{~L}$ de esta agua para reducir el nivel de $\mathrm{Ca}^{2+}$ al $20 \%$ de su nivel original?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
02:27

Problem 41

¿Con qué propósito se agrega $\mathrm{Al}_2\left(\mathrm{SO}_4\right)_3$ al agua ligeramente básica en el curso de un tratamiento del agua?

Dr. Satish Ingale
Dr. Satish Ingale
Numerade Educator
06:32

Problem 42

Se suele emplear sulfato ferroso $\left(\mathrm{FeSO}_4\right)$ como coagulante en la purificación del agua. La sal de hierro(II) se disuelve en el agua por purificar, donde el oxigeno disuelto la oxida luego al estado de hierro(III), con lo cual se forma $\mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_3$ gelatinoso, suponiendo que el $\mathrm{pH}$ esté arriba de aproximadamente 6. Escriba las ecuaciones quimicas balanceadas de la oxidación del $\mathrm{Fe}^{2+}$ a $\mathrm{Fe}^{3+}$ por el oxígeno disuelto, y de la formación de $\mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_3(\mathrm{~s})$ por reacción del $\mathrm{Fe}^{3+}(a c)$ con $\mathrm{HCO}_3{ }^{-}(a c)$.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
04:15

Problem 43

Uno de los principios de la química verde es que es mejor prevenir la formación de residuos que limpiarlos una vez que se han formado. ¿Qué relación existe, en su caso, entre este principio y la eficiencia en el uso de la energia?

Pronoy Sinha
Pronoy Sinha
Numerade Educator
01:33

Problem 44

Comente cómo pueden los catalizadores aumentar la eficiencia de los procesos en cuanto a consumo de energía.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator

Problem 45

Explique por qué el uso de carbonato de dimetilo en vez de fosgeno es congruente con el primer principio de la quimica verde, el cual afirma que es mejor evitar la producción de residuos que hallar formas de limpiarlos una vez generados.

Check back soon!
01:53

Problem 46

La reacción de Baeyer-Villiger es una reacción orgánica clásica de oxidación para convertir cetonas en lactonas, como en el ejemplo que sigue:
(GRAPH CANT COPY)
Esta reacción se utiliza en la manufactura de plásticos y productos farmacéuticos. Sin embargo, el ácido 3-cloroperbenzóico presenta cierta sensibilidad a los choques y es propenso a estallar. Además, el ácido 3-clorobenzóico es un producto residual. Se trabaja en otro proceso que emplea peróxido de hidrógeno y un catalizador consistente en estaño depositado dentro de un soporte sólido. El catalizador se recupera fácilmente de la mezcla de reacción. (a) ¿Cuál esperaría usted que fuese el otro producto de oxidación de la cetona a lactona con peróxido de hidrógeno? (b) ¿Qué principios de la química verde se aplican al utilizar el proceso propuesto?

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
02:40

Problem 47

Un amigo suyo ha leido recientemente acerca de los siguientes conceptos en articulos periodísticos y le gustaría saber de qué se trata: (a) lluvia ácida; (b) gas de invernadero; (c) smog fotoquimico; (d) agotamiento del ozono. Proporcione una explicación breve de cada término e identifique una o dos de las sustancias químicas asociadas a él.

Kim Trang Nguyen
Kim Trang Nguyen
Numerade Educator
04:55

Problem 48

Suponga que en otro planeta la atmósfera se compone de $17 \%$ de $\mathrm{Ar}$, $38 \%$ de $\mathrm{CH}_4$ y $45 \%$ de $\mathrm{O}_2$. ¿Cuál es la masa molar media en la superficie? ¿Cuál es la masa molar media a la altitud a la que todo $\mathrm{el}_2$ se fotodisocia?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
03:15

Problem 49

Si en promedio una molécula de $\mathrm{O}_3$ "vive" sólo de 100 a 200 segundos en la estratosfera antes de disociarse, ¿cómo es que el $\mathrm{O}_3$ brinda protección contra la radiación ultravioleta?

Pronoy Sinha
Pronoy Sinha
Numerade Educator
02:14

Problem 50

Muestre cómo se pueden sumar las ecuaciones 18.7 y 18.9 para dar la ecuación 18.10. (Puede ser necesario multiplicar una de las reacciones por un factor para que se sumen correctamente.)

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
02:30

Problem 51

Los halones son fluorocarbonos que contienen bromo, como el $\mathrm{CBrF}_3$. Se usan extensamente como agentes espumantes para combatir incendios. Al igual que los CFC, los halones son muy poco reactivos y con el tiempo llegan a difundirse en la estratosfera. (a) Con base en los datos de la tabla 8.4, ¿esperaría usted que hubiese fotodisociación de átomos de $\mathrm{Br}$ en la estratosfera? (b) Proponga un mecanismo por el que la presencia de halones en la estratosfera pudiese provocar el agotamiento del ozono estratosférico.

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
01:32

Problem 52

El radical hidroxilo, $\mathrm{OH}$, se forma a altitudes bajas por la reacción de átomos de oxígeno excitados con agua:
$$
\mathrm{O}^*(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g}) \longrightarrow 2 \mathrm{OH}(\mathrm{g})
$$

Una vez producido, el radical hidroxilo es muy reactivo. Explique por qué cada una de las series de reacciones siguientes tiene un efecto en la contaminación de la troposfera:
(a) $\mathrm{OH}+\mathrm{NO}_2 \longrightarrow \mathrm{HNO}_3$
(b) $\mathrm{OH}+\mathrm{CO}^2+\mathrm{O}_2 \longrightarrow \mathrm{CO}_2+\mathrm{OOH}$
(c)
$$
\begin{aligned}
& \mathrm{OH}+\mathrm{CH}_4 \longrightarrow \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\mathrm{CH}_3 \\
& \mathrm{CH}_3+\mathrm{O}_2 \longrightarrow \mathrm{OOCH}_3 \\
& \mathrm{OOCH}_3+\mathrm{NO} \longrightarrow \mathrm{OCH}_3+\mathrm{NO}_2
\end{aligned}
$$

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
01:41

Problem 53

Con base en el principio de Le Châtelier, explique por qué la constante de equilibrio de la formación de NO a partir de $\mathrm{N}_2$ y $\mathrm{O}_2$ aumenta con la temperatura, en tanto que la constante de equilibrio de la formación de $\mathrm{NO}_2$ a partir de $\mathrm{NO}$ y $\mathrm{O}_2$ disminuye al aumentar la temperatura.

Shahina -
Shahina -
Numerade Educator
02:03

Problem 54

La afinidad del monóxido de carbono por la hemoglobina es aproximadamente 210 veces mayor que la del $\mathrm{O}_2$. Suponga que una persona inhala aire que contiene 112 ppm de CO. Si toda la hemoglobina que sale de los pulmones transporta ya sea oxigeno o $\mathrm{CO}$, calcule la fracción que está en forma de carboxihemoglobina.

Aadit Sharma
Aadit Sharma
Numerade Educator
07:50

Problem 55

El gas natural se compone principalmente de metano, $\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})$. (a) Escriba una ecuación química balanceada de la combustión completa del metano para producir $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ como único producto que contiene carbono. (b) Escriba una ecuación química balanceada de la combustión incompleta del metano para producir $\mathrm{CO}(\mathrm{g})$ como único producto que contiene carbono. (c) A $25^{\circ} \mathrm{C}$ y a una presión de $1 \mathrm{~atm}$, ¿cuál es la cantidad minima de aire seco que se necesita para transformar totalmente $1.0 \mathrm{Lde}_4(g)$ en $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ ? Se ha utilizado gas natural junto con un catalizador para eliminar el $\mathrm{NO}$ y el $\mathrm{NO}_2$ de una corriente de gas industrial. ¿Cuáles son los productos probables de las reac-

Kim Trang Nguyen
Kim Trang Nguyen
Numerade Educator
04:02

Problem 56

Una de las posibles consecuencias del calentamiento global es un aumento en la temperatura del agua de los océanos. Los océanos funcionan como un "sumidero" de $\mathrm{CO}_2$ al disolver grandes cantidades de él. (a) ¿Cómo influiría en la solubilidad del $\mathrm{CO}_2$ en los océanos un aumento en la temperatura del agua? (b) Comente las implicaciones de su respuesta al inciso (a) respecto al problema del calentamiento global.

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
01:14

Problem 57

La energía solar que incide en la Tierra alcanza en promedio 169 watts por metro cuadrado. La energía irradiada por la superficie terrestre equivale en promedio a 390 watts por metro cuadrado. Al comparar estos números, cabría esperar que el planeta se enfriase rápidamente; $\sin$ embargo, no ocurre asi. ¿Por qué?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
01:05

Problem 58

Escriba las ecuaciones químicas balanceadas de las reacciones siguientes: (a) La molécula de óxido nítrico sufre fotodisociación en las capas altas de la atmósfera. (b) La molécula de óxido nítrico sufre fotoionización en las capas altas de la atmósfera. (c) El óxido nítrico es oxidado por el ozono en la estratosfera. (d) El dióxido de nitrógeno se disuelve en agua para formar ácido nítrico y óxido nitrico.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
07:37

Problem 59

(a) Explique por qué precipita $\mathrm{Mg}(\mathrm{OH})_2$ cuando se agrega ion $\mathrm{CO}_3{ }^{2-}$ a una disolución que contiene $\mathrm{Mg}^{2+}$. (b) ¿Precipitará $\mathrm{Mg}(\mathrm{OH})_2$ al agregar $4.0 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{Na}_2 \mathrm{CO}_3$ a $1.00 \mathrm{~L}$ de una disolución que contiene $125 \mathrm{ppm}$ de $\mathrm{Mg}^{2+}$ ?

Kim Trang Nguyen
Kim Trang Nguyen
Numerade Educator
01:35

Problem 60

Describa algunos de los pros y contras de usar cloro en vez de ozono como agente desinfectante de abastos municipales de agua.

Lottie Adams
Lottie Adams
Numerade Educator

Problem 61

La tecnologia de blanqueo de pulpa actualmente en uso en la industria del papel utiliza cloro como agente oxidante. Desde la perspectiva de la química verde, y dado lo que ha leído en este capítulo, ¿cuáles son los inconvenientes de un proceso de este tipo?

Check back soon!
03:14

Problem 62

Se ha señalado recientemente que puede haber más NO en la troposfera en comparación con el pasado debido al uso masivo de compuestos nitrogenados en los fertilizantes. Suponiendo que el NO llega a difundirse con el tiempo en la estratosfera, ¿cómo podría influir esto en las condiciones de vida en la Tierra? Con ayuda del indice de este texto, consulte la química de los óxidos de nitrógeno. ¿Qué rutas químicas podría seguir el NO en la troposfera.

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
06:23

Problem 63

La concentración promedio estimada de $\mathrm{NO}_2$ en el aire de Estados Unidos en 1994 fue de 0.021 ppm. (a) Calcule la presión parcial del $\mathrm{NO}_2$ en una muestra de este aire cuando la presión atmosférica es de 745 torr $(99.1 \mathrm{kPa})$. (b) ¿Cuántas moléculas de $\mathrm{NO}_2$ están presentes en estas condiciones a $20^{\circ} \mathrm{C}$ en una habitación que mide $4.57 \mathrm{~m} \times$ $4.27 \mathrm{~m} \times 2.44 \mathrm{~m}$ ?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
05:15

Problem 64

En 1986 la central termoeléctrica de la compañía Georgia Power en Taylorsville, Georgia, quemó 8,376,726 toneladas de hulla, un récord nacional en aquella época. (a) Suponiendo que la hulla contenía $83 \%$ de carbono y $2.5 \%$ de azufre y que la combustión fue completa, calcule el número de toneladas de dióxido de carbono y de dióxido de azufre producidas por la central durante ese año. (b) Si se pudiera eliminar el $55 \%$ del $\mathrm{SO}_2$ por reacción con $\mathrm{CaO}$ pulverizado para formar $\mathrm{CaSO}_3$, ¿cuántas toneladas de $\mathrm{CaSO}_3$ se producirian?

Kim Trang Nguyen
Kim Trang Nguyen
Numerade Educator
03:37

Problem 65

El abasto de agua de una ciudad del centro de Estados Unidos tiene las siguientes impurezas: arena gruesa; particulas finamente divididas; ion nitrato; trihalometanos; fósforo disuelto en forma de fosfatos; cepas bacterianas potencialmente nocivas; sustancias orgánicas disueltas. ¿Cuáles de los siguientes procesos o agentes, en su caso, son eficaces para eliminar cada una de estas impurezas: filtración de la arena gruesa; filtración con carbón activado; aereación; ozonización; precipitación con hidróxido de aluminio?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
03:50

Problem 66

La concentración de $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ en la estratosfera es de alrededor de 5 ppm. $\mathrm{El} \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ sufre fotodisociación como sigue:
$$
\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{H}(\mathrm{g})+\mathrm{OH}(\mathrm{g})
$$
(a) Con base en la tabla 8.4, calcule la longitud de onda necesaria para provocar esta disociación.
(b) El radical hidroxilo, $\mathrm{OH}$, reacciona con el ozono de las dos formas siguientes:
$$
\begin{aligned}
& \mathrm{OH}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_3(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{HO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \\
& \mathrm{HO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{OH}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g})
\end{aligned}
$$
¿Qué reacción global es el resultado de estas dos reacciones elementales? ¿Cuál es el catalizador de la reacción global? Explique su respuesta.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
04:40

Problem 67

Las entalpías estándar de formación de $\mathrm{ClO}$ y de $\mathrm{ClO}_2$ son de 101 y $102 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$, respectivamente. Con base en estos datos y en los datos termodinámicos del apéndice C, calcule el cambio global de entalpía de cada etapa del ciclo catalítico siguiente:
$$
\begin{aligned}
& \mathrm{ClO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_3(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{ClO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \\
& \mathrm{ClO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{ClO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g})
\end{aligned}
$$
¿Cuál es el cambio de entalpía de la reacción global resultante de estas dos etapas?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
14:32

Problem 68

La razón principal del alto costo de la destilación como método para purificar agua es la gran cantidad de energía que se necesita para calentar y vaporizar el agua.
(a) Con base en la densidad, el calor específico y el calor de vaporización del agua del apéndice B, calcule la cantidad de energia necesaria para evaporar 1 galón de agua que inicialmente está a $20^{\circ} \mathrm{C}$. (b) Si la energía se obtiene de electricidad que cuesta 0.085 dólares por kwh, calcule su costo. (c) Si el agua destilada se vende en las tiendas a 1.26 dólares por galón, ¿qué porcentaje del precio de venta representa el costo de la energia?

Kim Trang Nguyen
Kim Trang Nguyen
Numerade Educator
11:40

Problem 69

Una reacción que contribuye al agotamiento del ozono en la estratosfera es la reacción directa de los átomos de oxigeno con el ozono:
$$
\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_3(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g})
$$

A $298 \mathrm{~K}$ la constante de velocidad de esta reacción es de $4.8 \times 10^5 \mathrm{M}^{-1} \mathrm{~s}^{-1}$. (a) Con base en las unidades de la constante de velocidad, escriba la ecuación de velocidad probable de esta reacción. (b) ¿Es de esperar que esta reacción se lleve a cabo en un solo paso elemental? Explique por qué. (c) Con base en la magnitud de la constante de velocidad, ces de esperar que la energía de activación de esta reacción sea grande, o bien pequeña? Explique su respuesta. (d) Use los valores de $\Delta H$ of del apéndice $C$ para estimar el cambio de entalpía de esta reacción. ¿Elevaría o reduciría esta reacción la temperatura de la estratosfera?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator

Problem 70

Suponga que forma una mezcla en equilibrio de $\mathrm{N}_2, \mathrm{O}_2$ y NO a una temperatura de $2400 \mathrm{~K}$
$$
\mathrm{N}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{NO}(\mathrm{g}) \quad K_{\text {eq }}=0.05
$$

Si la mezcla de reacción original consiste en aire al nivel del mar y a $1.0 \mathrm{~atm}$ en un recipiente de $1.0 \mathrm{~L}$, ¿cuál es la presión parcial de $\mathrm{NO}$ en el equilibrio a $2400 \mathrm{~K}$ ? ¿Cuál es la concentración de NO en ppm?

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11:51

Problem 71

El dióxido de nitrógeno $\left(\mathrm{NO}_2\right)$ es la única especie gaseosa importante de las capas bajas de la atmósfera que absorbe luz visible. (a) Escriba la estructura o estructuras de Lewis del $\mathrm{NO}_2$. (b) ¿Cómo explica esta estructura el hecho de que el $\mathrm{NO}_2$ se dimeriza para formar $\mathrm{N}_2 \mathrm{O}_4$ ? Con base en lo que pueda hallar en el texto acerca de esta reacción de dimerización, ¿es de esperar que el $\mathrm{NO}_2$ que se forma en un ambiente urbano esté en forma de dímero? Explique su respuesta. (c) ¿Qué productos esperaría usted, en su caso, de la reacción del $\mathrm{NO}_2$ con $\mathrm{CO}$ ? (d) ¿Es de esperar que el $\mathrm{NO}_2$ generado en un ambiente urbano emigre a la estratosfera? Explique su respuesta.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
01:17

Problem 72

Si el pH de $2.54 \mathrm{~cm}$ de precipitación pluvial en $3883 \mathrm{~km}^2$ es de 2.5, ¿cuántos kilogramos de $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ están presentes, suponiendo que éste es el único ácido que contribuye al $\mathrm{pH}$ ?

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
03:09

Problem 73

La constante de la ley de Henry del $\mathrm{CO}_2$ en agua a $25^{\circ} \mathrm{C}$ es de $3.1 \times 10^{-2} \mathrm{M} / \mathrm{atm}$. (a) ¿Cuál es la solubilidad del $\mathrm{CO}_2$ en agua a esta temperatura si la disolución está en contacto con aire a la presión atmosférica normal? (b) Suponga que todo este $\mathrm{CO}_2$ está en forma de $\mathrm{H}_2 \mathrm{CO}_3$, producto de la reacción entre el $\mathrm{CO}_2$ y el $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ :
$$
\mathrm{CO}_2(a c)+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l) \longrightarrow \mathrm{H}_2 \mathrm{CO}_3(a c)
$$
¿Cuál es el pH de esta disolución?

Crystal Wang
Crystal Wang
Numerade Educator
11:54

Problem 74

La precipitación de $\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_3\left(K_{p s}=1.3 \times 10^{-33}\right)$ se emplea a veces para purificar agua. (a) Estime el $\mathrm{pH}$ al que se iniciará la precipitación si se agregan $2.0 \mathrm{lb}$ de $\mathrm{Al}_2\left(\mathrm{SO}_4\right)_3$ a $1000 \mathrm{gal}$ de agua. (b) ¿Aproximadamente cuântas libras de $\mathrm{CaO}$ se deben agregar al agua para alcanzar este $\mathrm{pH}$ ?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator

Problem 75

La formación de moléculas de ozono en la estratosfera se muestra en el video Ozono estratosférico (Stratospheric Ozone, eCapitulo 18.2). (a) Describa este proceso, incluyendo las ecuaciones que resulten apropiadas. (b) Explique por qué el proceso que se describe en el inciso (a) no ocurre en la misma medida en la troposfera que en la estratosfera.

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Problem 76

El vídeo Ozono estratosférico (Stratospheric Ozone, $e \mathrm{Ca}$ pitulo 18.2) muestra dos formas posibles de disociación de una molécula de ozono. (a) Describa ambos procesos. (b) ¿Cuál de ellos protege a la Tierra de la radiación dan̄ina?

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Problem 77

El vídeo Destrucción catalítica del ozono estratosférico (Catalytic Destruction of Stratospheric Ozone, eCapitulo 18.3) muestra cómo el NO reduce la concentración de ozono catalizando su descomposición. Con base en el video, describa cómo influiría en la concentración de ozono una concentración mayor de $\mathrm{NO}_2$ en la estratosfera. Explique su razonamiento y utilice las ecuaciones que considere necesarias.

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Problem 78

El vídeo Los CFC y el ozono estratosférico (CFCs and Stratospheric Ozone, eCapitulo 18.3) representa los clorofluorocarbonos como moléculas muy estables. (a) $\mathrm{Si}$ los CFC son tan estables, ¿por qué se les considera como un problema grave en la atmósfera superior? (b) Si los países del mundo dejasen por completo de producir CFC, sus efectos en las capas altas de la atmósfera continuarian durante décadas. Explique por qué.

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Problem 79

En el ejercicio 18.20 usted explicó por qué la precipitación pluvial es ácida incluso en ausencia de contaminantes, como el $\mathrm{SO}_2$ gaseoso, y el vídeo El dióxido de carbono se comporta como un ácido en agua (Carbon Dioxide Behaves as an Acid in Water, eCapitulo 18.4) muestra cómo el $\mathrm{CO}_2$ acidifica el agua. Compare las concentraciones atmosféricas típicas (Tabla 18.3) de $\mathrm{CO}_2$ y de $\mathrm{SO}_2$, que se oxida a $\mathrm{SO}_3$ en la troposfera. ¿Cuál de estos gases tendría mayor influencia en el $\mathrm{pH}$ de la precipitación pluvial? Explique su respuesta.

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