2. La matèria: estructura i estats (II)


L'àcid sulfúric és un àcid fort i dipròtic, molt corrosiu, i la fórmula del qual és: H2SO4 . És un líquid incolor i viscós, que es congela a 10,4°C i té una densitat d’1,84 g/cm3.  És soluble en l’aigua en totes les proporcions, i el procés de dissolució va acompanyat d’un gran despreniment de calor.

Tenim 100 g d’àcid sulfúric (H2SO4). Calculeu:

a) La massa molar de l’àcid sulfúric

b) Quants mols d’àcid sulfúric hi ha?

c) Quantes molècules de H2SOhi ha?

d) Quants àtoms de cada element (hidrogen, sofre i oxigen) hi ha?

L'àcid sulfúric és un àcid fort i dipròtic, molt corrosiu, i la fórmula del qual és: H2SO4 . És un líquid incolor i viscós, que es congela a 10,4°C i té una densitat d’1,84 g/cm3.  És soluble en l’aigua en totes les proporcions, i el procés de dissolució va acompanyat d’un gran despreniment de calor.

Tenim 100 g d’àcid sulfúric (H2SO4). Calculeu:

a) La massa molar de l’àcid sulfúric

M(H2SO4) = 2·H + 1·S + 4·O = 1·2 + 1·32 + 4·16 = 98 g/mol

b) Quants mols d’àcid sulfúric hi ha?

 100 espacio normal g espacio normal H subíndice 2 SO subíndice 4. espacio fracción numerador 1 espacio m o l espacio normal H subíndice 2 S O subíndice 4 entre denominador 98 espacio normal g espacio normal H subíndice 2 S O subíndice 4 fin fracción igual 1 coma 02 espacio m o l s espacio H subíndice 2 S O subíndice 4

c) Quantes molècules de H2SOhi ha?

1 coma 02 espacio mols espacio normal H subíndice 2 SO subíndice 4. espacio fracción numerador 6 coma 023.10 elevado a 23 espacio mol è c u l e s espacio normal H subíndice 2 S O subíndice 4 entre denominador 1 espacio m o l espacio espacio normal H subíndice 2 S O subíndice 4 fin fracción igual 6 coma 14.10 elevado a 23 espacio m o l è c u l e s espacio H subíndice 2 S O subíndice 4

d) Quants àtoms de cada element (hidrogen, sofre i oxigen) hi ha?6 coma 14.10 elevado a 23 espacio m o l è c u l e s espacio H subíndice 2 S O subíndice 4. espacio fracción numerador 2 espacio àtoms espacio normal H entre denominador 1 espacio molècula espacio normal H subíndice 2 SO subíndice 4 fin fracción igual 12 coma 28.10 elevado a 23 espacio àtoms espacio normal H igual espacio 1 coma 2.10 elevado a 24 espacio fin elevado àtoms espacio normal H
6 coma 14.10 elevado a 23 espacio m o l è c u l e s espacio H subíndice 2 S O subíndice 4. espacio fracción numerador 1 espacio àtoms espacio S entre denominador 1 espacio m o l è c u l a espacio H subíndice 2 S O subíndice 4 fin fracción igual 6 coma 14.10 elevado a 23 espacio àtoms espacio normal S
6 coma 14.10 elevado a 23 espacio normal m normal o normal l normal è normal c normal u normal l normal e normal s espacio normal H subíndice 2 normal S normal O subíndice 4. espacio fracción numerador 4 espacio normal à normal t normal o normal m normal s espacio normal O entre denominador 1 espacio normal m normal o normal l normal è normal c normal u normal l normal a espacio normal H subíndice 2 normal S normal O subíndice 4 fin fracción igual 2 coma 46.10 elevado a 24 espacio àtoms espacio normal O



Justifiqueu d'acord amb la teoria cineticomolecular, els fets experimentals següents: 

a) Els sòlids tenen un volum fix.

 b) Els líquids i els gasos flueixen amb facilitat.

Justifiqueu d'acord amb la teoria cineticomolecular, els fets experimentals següents: 

a) Els sòlids tenen un volum fix.

Segons la teoria cinèticomolecular els sòlids tenen les partícules molts juntes en una xarxa cristallina i amb forces d'atracció molt fortes que fa que en poc espai hi hagi una quantitat elevada de partícules, essent molt difícil que les partícules canvien de posició , i per tant, tenint un volum fix.

 b) Els líquids i els gasos flueixen amb facilitat

Les forces d'atracció entre les partícules dels líquids són febles i entre les dels gasos són pràcticament nul·les. És per això que líquids i gasos no tenen una forma fixa, sinó que es  flueixen prenent la forma del recipient que les conté. 



 La urea (H2NCONH2) és una substància que alguns organismes vius sintetitzen per eliminar l'excés d'amoníac del cos.

Si tenim 150 g d'urea,

Calculeu:

a)  La massa molar de l'urea.

b)  Quants mols d’urea tenim?

c)  Quantes molècules d'urea hi ha en els 150 g ?

d) Quants àtoms de cada element (hidrogen, nitrogen, carboni i oxigen) hi ha en els 150 g d'urea?

Dades: 

Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; N = 14,0; O = 16,0.

Nombre d'Avogadro = NA = 6,02 × 1023


 La urea (H2NCONH2) és una substància que alguns organismes vius sintetitzen per eliminar l'excés d'amoníac del cos.

Si tenim 150 g d'urea,

Calculeu:

a)  La massa molar de l'urea.

Obtenim la massa molar sumant les masses atòmiques relatives dels seus elements, multiplicades pel nombre d'àtoms de cada element.

La massa molar es simbolitza per M, correspon a la massa d'1 mol i s'expressa en g/mol.


M (H2NCONH2) = 4·H + 2·N + 1·O + 1·C = 4·1 + 2·14 + 1·16 + 1 · 12 = 60 g/mol


b)  Quants mols d’urea tenim?

Per calcular els mols d'urea, dividim els grams d'urea pels grams d'un mol d'urea.


150 espacio normal g espacio normal d ’ urea espacio paréntesis izquierdo normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 paréntesis derecho espacio por espacio fracción numerador 1 espacio mol espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 entre denominador 60 normal g espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 fin fracción espacio igual 2 coma 5 espacio mols espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2


c)  Quantes molècules d'urea hi ha en els 150 g ?

Per passar de mols a molècules cal multiplicar pel Nombre d'Avogadro. Segons Avogadro, un mol (d'àtoms, de molècules...) sempre conté 6,02 · 1023 partícules (àtoms, molècules...). 


2 coma 5 espacio mols espacio normal d ’ urea espacio paréntesis izquierdo normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 paréntesis derecho espacio por espacio fracción numerador 6 coma 02 espacio por espacio 10 elevado a 23 espacio molècules espacio normal d apóstrofo normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 entre denominador 1 espacio mol espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 fin fracción espacio igual 15 coma 05 espacio por espacio 10 elevado a 23 espacio molècules espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 espacio igual espacio 1 coma 51 espacio por espacio 10 elevado a 24 espacio molècules espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2

d) Quants àtoms de cada element (hidrogen, nitrogen, carboni i oxigen) hi ha en els 150 g d'urea?

Per saber el nombre d'àtoms de cada element, cal multiplicar el nombre de molècules d'urea pel nombre d'àtoms de cada element que conté una molècula.


1 coma 51 por 10 elevado a 24 espacio molècules espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 espacio por espacio fracción numerador 4 espacio àtoms espacio normal H espacio entre denominador espacio 1 espacio molècula espacio espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 fin fracción espacio igual 6 coma 04 por 10 elevado a 24 espacio àtoms espacio normal H

1 coma 51 por 10 elevado a 24 espacio molècules espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 espacio por espacio fracción numerador 2 espacio àtoms espacio normal N espacio entre denominador espacio 1 espacio molècula espacio espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 fin fracción espacio igual 3 coma 02 por 10 elevado a 24 espacio espacio àtoms espacio normal N

1 coma 51 por 10 elevado a 24 espacio molècules espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 espacio por espacio fracción numerador 1 espacio àtom espacio normal C entre denominador espacio 1 espacio molècula espacio espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 fin fracción espacio igual 1 coma 51 por 10 elevado a 24 espacio àtoms espacio normal C

1 coma 51 por 10 elevado a 24 espacio molècules espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 espacio por espacio fracción numerador 1 espacio àtom espacio 0 entre denominador espacio 1 espacio molècula espacio espacio normal H subíndice 2 NCONH subíndice 2 fin fracción espacio igual 1 coma 51 por 10 elevado a 24 espacio àtoms espacio normal O

Dades: 

Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; N = 14,0; O = 16,0.

Nombre d'Avogadro = NA = 6,02 × 1023

  


En una pràctica de laboratori, utilitzem un fogó d'alcohol per escalfar l'aigua d'un vas de precipitats. L'alcohol que conté el fogó és l'etanol (CH3CH2OH), el qual és un líquid amb una densitat de 0,789 g/cm3

Es demana que calculeu:

a) Quina és la densitat de l'etanol en kg/dm3 o kg/L ? i en kg/m3?

b)  La massa molar de l’etanol.

c) El volum molar de l’etanol. 

d)  La massa d'etanol que conté 0,4 mols d'etanol.

e)  El volum d'etanol que conté 0,4 mols d'etanol.


En una pràctica de laboratori, utilitzem un fogó d'alcohol per escalfar l'aigua d'un vas de precipitats. L'alcohol que conté el fogó és l'etanol (CH3CH2OH), el qual és un líquid amb una densitat de 0,789 g/cm3

Es demana que calculeu:

a) Quina és la densitat de l'etanol en kg/dm3 o kg/L ? i en kg/m3?

Cal tenir en compte que 1kg = 103 g i que 10

fracción numerador estilo mostrar 0 coma 789 espacio normal g fin estilo entre denominador cm al cubo fin fracción espacio por espacio fracción numerador 1 espacio kg entre denominador 10 al cubo normal g fin fracción espacio por espacio fracción numerador 10 al cubo cm al cubo entre denominador 1 dm al cubo fin fracción espacio igual espacio 0 coma 789 espacio kg dividido por dm al cubo espacio igual espacio 0 coma 789 espacio kg dividido por normal L

fracción numerador estilo mostrar 0 coma 789 espacio normal g fin estilo entre denominador cm al cubo fin fracción espacio por espacio fracción numerador 1 espacio kg entre denominador 10 al cubo normal g fin fracción espacio por espacio fracción numerador 10 elevado a 6 cm al cubo entre denominador 1 normal m al cubo fin fracción espacio igual espacio 789 espacio kg dividido por normal m al cubo espacio

b)  La massa molar de l’etanol.

Obtenim la massa molar sumant les masses atòmiques relatives dels seus elements, multiplicades pel nombre d'àtoms de cada element.

La massa molar es simbolitza per M, correspon a la massa d'1 mol i s'expressa en g/mol.


 M (CH3CH2OH) = 6·H + 2·C + 1·O = 6·1 + 2·12 + 1·16 = 46 g/mol


c) El volum molar de l’etanol. 

Ens demana el volum d'1 mol d'etanol.

És important tenir sempre present que la densitat d'una substància és la relació entre la seva massa i el seu volum.

densitat espacio igual fracción massa entre volum punto y coma espacio volum espacio igual fracción masa entre densitat ; 


Volum espacio molar espacio igual fracción numerador massa espacio molar entre denominador densitat fin fracción igual fracción numerador espacio 46 espacio normal g dividido por mol entre denominador 0 coma 789 espacio normal g dividido por cm al cubo fin fracción espacio igual 58 coma 30 espacio cm al cubo dividido por mol


d)  La massa d'etanol que conté 0,4 mols d'etanol.

Passem els mols a grams multiplicant els mols per la massa d'un mol o massa molar.

0 coma 4 espacio mols espacio de espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH espacio por espacio fracción numerador 46 espacio normal g espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH entre denominador 1 espacio mol espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH fin fracción espacio igual espacio espacio espacio 18 coma 4 espacio normal g espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH

 e)  El volum d'etanol que conté 0,4 mols d'etanol.

En l'apartat b) hem calculat el volum d'1 mol d'etanol o volum molar de l'etanol. 

Ara calcularem el volum de 0,4 mols d'etanol multiplicant pel volum d'1 mol:

0 coma 4 espacio mols espacio de espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH espacio por espacio fracción numerador 58 coma 30 espacio cm al cubo espacio de espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH entre denominador 1 espacio mol espacio de espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH fin fracción espacio igual espacio espacio 23 coma 32 espacio cm al cubo espacio de espacio CH subíndice 3 CH subíndice 2 OH