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Respuesta libre del examen AP de Química 2015, pregunta 2a (parte 1 de 2)

Transcripción del video

dt no c 2 h 4 con una masa molar de 28.1 gramos por mol se puede preparar mediante la deshidratación del etanol se 2h 5 h cuya masa molar es de 46.1 gramos por mol usando un catalizador sólido en el diagrama de arriba se muestra la instalación para la síntesis de laboratorio la ecuación para la reacción de deshidratación es tratada a continuación entonces tenemos el etanol en presencia de un catalizador y vamos a producir este no y agua y aquí tenemos algunos datos para esa reacción un estudiante agregó 0.2 cientos de una muestra de etanol este es el etanol de 2 h 5 o h a un tubo de ensayo usando la instalación que se muestra arriba entonces esta es una lana de vidrio con etanol aquí está el y aquí tenemos un catalizador sólido el estudiante calentó lentamente el tubo de ensayo con un mechero de ponce hasta que todo el etanol se evaporó y la generación de gas se detuvo entonces aquí tenemos el calentamiento y cuando todo el etanol que tenemos se evapora la generación de gas se detiene cuando la reacción se detuvo el volumen de gas recolectado fue de 0.0 854 litros a 0.8 cientos 22 atmósferas y 305 kelvin la presión de vapor del agua a 305 kelvin es de 35.7 thor entonces en presencia de este catalizador el etanol va a reaccionar para que con la reacción de deshidratación podamos producir este no y agua así que enfriamos y capturamos lt no en esta parte porque se encontrará en estado gaseoso y el agua saldrá en forma de vapor de agua después de enfriar se quedará aquí en forma de agua líquida entonces tratemos de responder las preguntas calcula el número de moles de té no 1 que se producen en el experimento y se miden en el tubo de recolección del gas y 2 que se producirían si la reacción de deshidratación se completará inciso b calcula el porcentaje de rendimiento de teno en el experimento ok empecemos con la parte 1 de alguna forma tenemos que saber cuántos moles se producen en el experimento y se miden en el tubo de recolección del gas entonces que nos están dando aquí vamos a ver nos dicen que hasta que todo el etanol se evaporó y la generación de gas se detuvo fue cuando la reacción se detuvo y el volumen del gas este volumen de gas es el volumen de teno que tenemos aquí así que nuestro volumen de gas fue de 0.0 854 litros 1.822 atmósferas entonces esta es la presión total y la temperatura es de 305 kelvin y también nos dan la presión de vapor del agua que es de 35.7 thor a 305 kelvin así que la presión de vapor la podemos ver como la presión parcial del agua y esto nos sirve mucho porque la presión parcial del agua más la presión parcial de lete no nos dan la presión total que ya tenemos aquí así que podemos usar esta información para conocer la presión parcial de lete no y conociendo la presión parcial de lete no entonces podemos usar la ley de los gases ideales para saber cuántos moles de teno tenemos aquí y cómo lo hacemos bueno como un pequeño recordatorio de la ley de los gases ideales tenemos que la presión que en este caso estamos hablando de la presión parcial de lete no la presión parcial de lete no por el volumen también nos da en el volumen es igual al número de moles por la constante de los gases por la temperatura entonces ya tenemos la presión bueno ya sabemos cómo calcular conocemos el volumen también conocemos la constante de los gases y bueno no necesitan memorizar todo esto aquí he copiado y pegado lo que les dan en la parte delantera de un examen ap así que no necesitan memorizar todas las constantes miren aquí tenemos la constante de los gases ideales con los valores en distintas unidades dependiendo de la que necesitemos usar y claro también conocemos la temperatura que es de 305 kelvin entonces si quieren es calcular el número de moles simplemente podemos dividir ambos lados de la ecuación entre rt y así nos queda que n es igual a si dividimos ambos lados entre r t n es igual a pp que en este caso p es la presión parcial de lete no por el volumen entre r t r t ok vamos a ver cuál será la presión parcial de led en o bueno la presión parcial de lete no es igual a la presión total menos la presión parcial o presión de vapor del agua y esto es igual a la presión total es igual a cero punto 822 atmósferas entonces 0.8 cientos 22 atmósferas y cuál es la presión parcial del agua nos dicen que la presión de vapor del agua a 305 kelvin es de 35.7 torre pero observen que la presión total está en atmósferas así que necesitamos convertir estos thor en atmósferas lo haré por acá entonces la presión parcial del agua es igual a 35.7 thor que también es una unidad de presión y para convertir en atmósferas recuerden que no tienen que memorizar sé todo esto porque se los dan en el examen aquí nos dicen que una atmósfera es igual a 760 thor entonces como queremos deshacernos de los tor y queremos que todo quede en atmósferas y ya sabemos que una atmósfera es igual a 760 thor esto es igual a 35.7 / 760 vamos a ver 35.7 por una atmósfera que es igual a 760 thor entonces entre 760 actor es igual a y tomando en cuenta tres cifras significativas es igual a cero punto cero 470 0.0 470 entonces esto es igual a cero punto cero 470 atmósferas entonces la presión total menos la presión parcial del agua que es de 0.0 470 atmósferas es igual al simplemente podemos hacer que esto sea negativo y sumar la presión total entonces + 0 punto 822 la presión parcial de led en o tomando en cuenta tres cifras significativas es igual a cero punto 775 entonces es igual a cero punto 775 ahora sí ya podemos sustituir este valor y como ya conocemos todo podemos calcular el número de moles entonces n es igual a cero punto 775 atmósferas siempre hay que revisar que tengamos las unidades entonces atmósferas por el volumen que nos dicen que es de 0.0 854 litros entonces 0.0 854 litros y todo esto entre rt pero que el valor de erre usamos bueno como estamos trabajando en atmósferas moles y kelvin podemos usar este pero por ejemplo si hubiéramos preferido convertir la presión a thor entonces usaríamos este entonces nuestra r es igual a cero punto cero 82 0-6 aquí son más cifras significativas y eso no es problema pero al final en el resultado solamente tomaremos en cuenta tres cifras significativas porque es lo que estamos usando 33 aunque aquí sean más de 3 aquí son cuatro cifras significativas ok y vamos a asegurarnos de que nuestras unidades sean consistentes aquí tenemos litros por atmósferas que se van a cancelar con estas entre y no olviden que estamos en el denominador moles por qué y esto lo vamos a multiplicar por la temperatura que es igual a 305 kelvin kelvin entonces vamos a ver estas atmósferas se cancelan con estas atmósferas estos litros se cancelan con estos litros éstos kelvin se cancelan con estos kelvin y por lo tanto como en el denominador estamos dividiendo entre moles las unidades que nos quedan al final son moles ok y todo esto es igual a redoble de tambores por favor esto es igual a cero punto 775 atmósferas por 0.0 854 litros entre 0.0 82 0-6 que es igual a eso entre 305 que es igual a amd tomando en cuenta tres cifras significativas es igual a 0.00 264 entonces esto es aproximadamente igual a 0.00 264 moles está bien a veces tengo mala memoria 0.00 264 60.000 264 moles ahí lo tienen esa es la primera parte este es el número de moles de teno que se producen en el experimento y se miden en el tubo de recolección del gas
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