Fundamentos de Química: Ejercicios Resueltos de Nomenclatura, Estequiometría y Gases

Química: Ejercicios de Clasificación y Nomenclatura

1. Clasificación de Sustancias Químicas

Clasifique las siguientes sustancias según su tipo:

• Metal: Cr (Cromo)
• No Metal: Si (Silicio, metaloide)
• Gas Noble: Ne
• Óxido Básico: Co₂O₃
• Óxido Ácido (Anhídrido): N₂O₃
• Hidróxido: Ca(OH)₂
• Hidruro: HgH₂
• Hidrácido: H₂S
• Oxiácido: H₃PO₃
• Sal Haloidea: NaF
• Oxisal: MgCO₃
• Compuesto Orgánico: CH₃CH₃ (Etano)

2. Formulación Química

Escriba la formulación de los siguientes compuestos:

• Ácido Carbónico: H₂CO₃
• Hidróxido Ferroso: Fe(OH)₂
• Óxido de Magnesio: MgO
• Nitrato de Plata: AgNO₃

3. Nomenclatura Química

Nombre los siguientes compuestos (o formule según el nombre dado):

• Anhídrido Clórico: Cl₂O₅
• Ácido Fluorhídrico: HF
• Yoduro Férrico: FeI₃
• Sulfato de Calcio: CaSO₄

4. Reacciones Químicas y Balanceo

Complete y balancee la siguiente reacción, indicando su tipo:

H₂SO₄ + 2KOH → 2H₂O + K₂SO₄

Tipo de reacción: Doble Desplazamiento (o Doble Descomposición)

Parte 2: Estructura Atómica, Configuración Electrónica y Enlaces

Configuración Electrónica del Nitrato de Litio (LiNO₃)

Datos atómicos: $Z(\text{Li})=3$, $Z(\text{N})=7$, $Z(\text{O})=8$

• Litio (Li): $1s^2 2s^1$
• Nitrógeno (N): $1s^2 2s^2 2p^3$
• Oxígeno (O): $1s^2 2s^2 2p^4$

Distribución de Electrones por Capa y Subcapa

b)

Tipos de Enlaces en el Nitrato de Litio (LiNO₃)

El Nitrato de Litio presenta una combinación de enlaces:

1. Enlace Iónico Li-O: Se forma entre el ion litio (Li⁺) y el ion nitrato (NO₃^-).
2. Enlace Covalente Dativo o de Coordinación: (Donde el nitrógeno aporta 2 electrones y el oxígeno ninguno, refiriéndose a una de las estructuras de resonancia).
3. Enlace Covalente Simple N-O.
4. Enlace Covalente Doble N-O.

Estequiometría y Leyes Ponderales

Reacción de Sodio con Oxígeno

Reacción balanceada:

4Na + O₂ → 2Na₂O

Cálculos Estequiométricos

Sabemos que existen $10\text{ g}$ de $\text{O}_2$. Si asumimos que todo el oxígeno reaccionó, los $10\text{ g}$ de $\text{O}_2$ iniciales estarán formando parte del $\text{Na}_2\text{O}$. Sabemos también que la relación de masa $\text{Na}:\text{O}$ es $2.875:1$. Entonces, si la masa de $\text{Na}$ inicial menor.

b) Cálculo de la Masa de Producto (Na₂O):

• Si $\text{O}_2$ y $\text{Na}$ se consumen completamente (reacción estequiométrica): $M_{\text{Na}_2\text{O}} = m_{\text{O}_2 \text{ inicial}} + M_{\text{Na} \text{ inicial}} = 10\text{ g} + 28,75\text{ g} = 38,75\text{ g}$.
• Si $\text{O}_2$ es el reactivo en exceso: $M_{\text{Na}_2\text{O}} = m_{\text{O}_2 \text{ que reacciona}} + m_{\text{Na} \text{ inicial}}$.
• Si el $\text{Na}$ es el reactivo en exceso: $M_{\text{Na}_2\text{O}} = m_{\text{Na} \text{ que reacciona}} + m_{\text{O}_2 \text{ inicial}}$.

c) Leyes Aplicadas: Ley de la Conservación de la Masa y la Ley de las Proporciones Definidas.

Cálculo de Gases Ideales (Ley Combinada)

Datos Iniciales y Conversiones

• $V_1 = 1000\text{ L}$
• $P_1 = 750\text{ mmHg} \times (\frac{1\text{ atm}}{760\text{ mmHg}}) \approx 0.9868\text{ atm}$
• $T_1 = 18\text{°C} + 273 = 291\text{ K}$

Datos Finales y Conversiones

• $V_2 = X\text{ L}$ (Valor desconocido en la imagen)
• $T_2 = 49\text{°F}$ (Transformación a Kelvin):
  • $C\text{°} = \frac{5}{9} (F\text{°} - 32) = \frac{5}{9} (49 - 32) \approx 9.44\text{°C}$
  • $K = C\text{°} + 273 \approx 282.4\text{ K}$
• $P_2 = ?\text{ atm}$

Aplicación de la Ley Combinada de los Gases

La Ley Combinada establece:

$$\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}$$

Despejando $P_2$:

$$P_2 = \frac{P_1 V_1 T_2}{T_1 V_2}$$

Sustitución de valores (usando $P_1 \approx 0.99\text{ atm}$):

$$P_2 = \frac{0.99\text{ atm} \times 1000\text{ L} \times 282.4\text{ K}}{291\text{ K} \times X\text{ L}}$$

El cálculo final depende del valor de $V_2$ (Xl).