Química General · Exam review
Repaso para el examen: estequiometría y reacciones
Una lección resuelta gratis y 40 problemas de práctica en los que dibujas tú mismo cada flecha curva.
¿Atascado con repaso para el examen: estequiometría y reacciones? Escanea el problema.
Toma una foto de la reacción de tu tarea o de tu libro y dibuja su mecanismo con cada flecha revisada. 1 escaneo gratis ya, sin registrarte; 1 más con una cuenta gratuita.
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Lo que aprenderás
- Apply significant-figure and unit-conversion rules in multi-step calculations, including prefixes and squared or cubed units.
- Convert among mass, moles and particles, and deduce empirical, molecular and hydrate formulas from analytical data.
- Find the limiting reactant and calculate theoretical yield, percent yield, excess reactant left over and the starting amounts a target needs.
- Solve solution stoichiometry problems: ion concentrations, precipitation on mixing, and acid–base and redox titrations that use aliquots.
- Write net ionic equations, classify reactions, and assign oxidation states to identify oxidizing and reducing agents.
Lección gratis
El texto de la lección resuelta. En Arrow Lab, cada paso incluye sus estructuras y sus flechas dibujadas.
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Mediciones, unidades y cifras significativas
Multiplicación y división: el resultado conserva tantas cifras significativas como el factor menos preciso. Suma y resta: el resultado conserva tantas cifras decimales como el término menos preciso. Los números exactos (objetos contados, conversiones definidas como 1 dL = 100 mL o 1 µm = 10⁻⁴ cm, coeficientes en las ecuaciones) nunca limitan la precisión. Arrastra uno o dos dígitos extra a lo largo del cálculo y redondea una sola vez al final. Ejemplo resuelto: un vaso de precipitados pesa 40.318 g vacío y 48.27 g después de añadir 10.00 mL de un líquido. La masa del líquido es 48.27 − 40.318 = 7.952 g, conocida solo hasta las centésimas, así que 7.95 g (3 cifras significativas); la densidad es 7.952 g ÷ 10.00 mL = 0.7952, que se reporta como 0.795 g/mL. Las unidades al cuadrado y al cubo toman el factor de conversión elevado al cuadrado o al cubo: 1 m² = 10⁴ cm², 1 cm³ = 1 mL, 1 L = 10³ cm³. Trampa de examen: un dL son 100 mL, no 10 mL ni un litro.
Moles, fórmulas e hidratos
n = m/M convierte masa en moles y N = n × Nᴀ (6.022 × 10²³ mol⁻¹) convierte moles en partículas; multiplica por un subíndice para contar los átomos de un elemento (un mol de C₆H₁₄ contiene 14 mol de átomos de H). Fórmula empírica a partir del porcentaje en masa: toma 100 g, convierte la masa de cada elemento a moles, divide entre el menor y multiplica todo si una relación termina en .5 (×2) o en .33 o .67 (×3). Fórmula molecular = (masa molar ÷ masa de la fórmula empírica) × fórmula empírica. Análisis por combustión: todo el C termina en CO₂ (n_C = n_CO₂), todo el H en H₂O (n_H = 2 n_H₂O), y un tercer elemento como N u O se halla por diferencia de masa. Hidratos: el calentamiento elimina el agua. Ejemplo resuelto: 2.497 g de CuSO₄·xH₂O dejan 1.596 g de CuSO₄ (159.61 g/mol, dibujado), que son 0.01000 mol; el agua perdida es 0.901 g ÷ 18.02 g/mol = 0.0500 mol, así que x = 0.0500 ÷ 0.01000 = 5. Usa la masa molar del propio hidrato siempre que peses el hidrato.
Reactivo limitante y rendimiento
Convierte cada reactivo a moles y divídelo entre su coeficiente; el cociente más pequeño señala el reactivo limitante. Nunca compares masas directamente, y nunca compares moles directamente cuando los coeficientes son distintos. Ejemplo resuelto: N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ con 2.0 mol de N₂ y 4.5 mol de H₂. El N₂ da 2.0 ÷ 1 = 2.0 y el H₂ da 4.5 ÷ 3 = 1.5, así que el H₂ es el limitante aunque haya más moles de él. NH₃ formado = 4.5 × 2/3 = 3.0 mol; N₂ consumido = 1.5 mol, así que quedan 0.5 mol de N₂. Rendimiento porcentual = real ÷ teórico × 100. Para planificar un objetivo, divide el objetivo entre el rendimiento fraccionario (un rendimiento del 72 % necesita 1/0.72 veces la cantidad teórica de reactivo). En una secuencia de pasos, encadena las relaciones molares y multiplica los rendimientos de cada paso. Un rendimiento porcentual superior al 100 % indica un producto impuro o húmedo, nunca producto extra del reactivo en exceso.
Estequiometría en disolución y valoraciones
n = c × V; con volúmenes en mL, mL × mol/L = mmol. Un electrolito fuerte aporta cada ion a (concentración de la sal × subíndice). Cuando se mezclan disoluciones, suma los moles, deja que cualquier precipitación se complete con el ion limitante y divide lo que queda entre el volumen total. En una valoración, la ecuación balanceada proporciona la relación molar: 20.00 mL de NaOH 0.1000 M (2.000 mmol) neutralizan 1.000 mmol de H₂SO₄ diprótico (dibujado), así que una muestra de 10.00 mL es 0.1000 M. Si se diluyó una disolución madre y solo se valoró una alícuota, reescala multiplicando por (volumen total ÷ volumen de la alícuota) y luego deshaz la dilución. Las valoraciones redox funcionan igual con la ecuación redox: MnO₄⁻ + 5 Fe²⁺ + 8 H⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O significa 5 mol de Fe²⁺ por mol de MnO₄⁻. Análisis de errores: todo lo que haga que el volumen valorado medido sea mayor que el verdadero (valorante diluido, una burbuja en la bureta que escapa, un punto final pasado de largo) hace que la concentración calculada del analito sea demasiado alta; diluir la alícuota del analito antes de valorarla la hace demasiado baja.
Ecuaciones iónicas netas y tipos de reacción
Separa en iones solo los electrolitos fuertes que están disueltos: ácidos fuertes (HCl, HBr, HI, HNO₃, HClO₄, H₂SO₄), bases fuertes (hidróxidos del grupo 1, Ba(OH)₂) y sales solubles. Mantén intactos los sólidos, los ácidos y bases débiles (CH₃COOH, HF, NH₃), los gases y el agua, cancela los iones espectadores y comprueba tanto los átomos como la carga. Reglas de solubilidad: las sales de Na⁺, K⁺, NH₄⁺ y NO₃⁻ son solubles; los cloruros, bromuros y yoduros son solubles excepto con Ag⁺, Pb²⁺ y Hg₂²⁺; los sulfatos son solubles excepto con Ba²⁺, Sr²⁺ y Pb²⁺ (los sulfatos de Ca²⁺ y Ag⁺ solo ligeramente); los hidróxidos, carbonatos, fosfatos y sulfuros son en su mayoría insolubles excepto con cationes del grupo 1 y NH₄⁺, y el Ba(OH)₂ también es soluble (Ca(OH)₂ y Sr(OH)₂ solo ligeramente). Ejemplo: BaCl₂(ac) + Na₂SO₄(ac) da la ecuación iónica neta Ba²⁺(ac) + SO₄²⁻(ac) → BaSO₄(s) (dibujado), con Na⁺ y Cl⁻ como espectadores; HF(ac) + OH⁻(ac) → F⁻(ac) + H₂O(l) mantiene intacto el ácido débil. Tipos de reacción: precipitación, neutralización ácido–base, formación de gas (los carbonatos y los hidrógenocarbonatos dan CO₂ + H₂O, los sulfitos dan SO₂) y redox, que incluye la combustión, el desplazamiento simple y cualquier combinación o descomposición en la que un elemento cambie de estado de oxidación.
Estados de oxidación y redox
Reglas en orden de prioridad: un elemento tiene 0; un ion monoatómico tiene su carga; el F es −1; el H es +1 con los no metales; el O es −2 excepto en los peróxidos (−1); los estados de oxidación suman la carga de la especie. En el permanganato (dibujado), Mn + 4(−2) = −1 da Mn +7. La oxidación es un aumento del estado de oxidación (pérdida de electrones); la reducción es una disminución (ganancia). La especie que se reduce es el agente oxidante; la especie que se oxida es el agente reductor. Un elemento que se oxida y se reduce en una misma reacción se dismuta. Ajuste en medio ácido: divide en semirreacciones, balancea el elemento, luego el O con H₂O, el H con H⁺ y la carga con electrones; multiplica para que los electrones se cancelen, suma y cancela el H⁺ y el H₂O que aparezcan en ambos lados. En cualquier reacción redox, los moles de electrones perdidos = los moles de electrones ganados, así que los datos de valoración pueden revelar cuántos electrones acepta cada oxidante y, por tanto, cuál es su producto.
Lo que conviene recordar
Trabaja en moles y deja que la ecuación balanceada aporte todas las relaciones. Redondea una sola vez, al final, a la precisión que permitan los datos. Divide los moles entre los coeficientes para hallar el reactivo limitante, reescala las alícuotas de valoración al total de la muestra, escribe como iones solo los electrolitos fuertes disueltos y sigue los electrones a través de los estados de oxidación.
Problemas de práctica (40)
Practicar es gratis con una cuenta.
Predice el producto 4
Reactivo limitante y rendimiento
- Balancear la combustión del glicerolBalancea la combustión de un combustible que ya contiene oxígeno, usando los coeficientes enteros más pequeños.
Ecuaciones iónicas netas y redox
- Ecuación iónica neta de un precipitado pardo rojizoEscribe la ecuación iónica neta de una reacción de precipitación eliminando los iones espectadores y balanceando la carga.
- Ecuación iónica neta: vinagre y bicarbonato de sodioEscribe la ecuación iónica neta de una reacción con formación de gas entre un ácido débil y el ion hidrogenocarbonato.
Net ionic equations and redox
- Net ionic equation for an antacidWrite the net ionic equation for a strong acid reacting with an insoluble base, keeping the solid intact.
Clasificar 3
Reactivo limitante y rendimiento
- ¿Cuál propelente de cohete se agota?Identifica el reactivo limitante cuando el reactivo presente en mayor cantidad es el que se consume.
Ecuaciones iónicas netas y redox
- Encuentra el agente oxidanteIdentifica el agente oxidante en una ecuación redox a partir de los cambios en el número de oxidación.
- Clasifica la descomposición del peróxido de hidrógenoReconoce que una descomposición también puede ser una reacción redox siguiendo el estado de oxidación del oxígeno.
Comparar 3
Disoluciones y valoraciones
- Ordena muestras de ácido según la base que consumenOrdena muestras de ácido según la cantidad de base necesaria para neutralizarlas por completo, teniendo en cuenta el volumen, la concentración y el número de hidrógenos ácidos.
Ecuaciones iónicas netas y redox
- Ordena especies de nitrógeno según su estado de oxidaciónAsigna estados de oxidación al nitrógeno en hidruros, el elemento, óxidos, oxoácidos y oxoaniones, y ordénalos.
Medición, moles y fórmulas
- Ordena muestras según sus átomos de oxígenoOrdena muestras dadas como masas, moles y números de moléculas según la cantidad de átomos de un elemento que contienen.
Calcular 20
Reactivo limitante y rendimiento
- Nitrógeno a partir de un inflador de bolsa de aireEncadena las relaciones molares de dos reacciones consecutivas para hallar la cantidad total de un producto formado en ambas.
- Rendimiento porcentual de la aspirinaHalla el reactivo limitante a partir de una masa y un volumen de líquido, y luego calcula un rendimiento porcentual.
- Disulfuro de carbono que queda tras la combustiónCalcula la masa de reactivo en exceso que queda después de consumirse el reactivo limitante.
- Dióxido de carbono de la combustión de etanolConvierte una masa de combustible en la masa de un producto de combustión mediante la relación molar de una ecuación balanceada.
- Titanio a partir de cloruro de titanio(IV)Calcula el rendimiento teórico de un metal a partir de las masas de dos reactivos cuando el reactivo más ligero es el limitante.
Medición, moles y fórmulas
- Espesor de una lámina de aluminioCombina densidad, área y una conversión de prefijos para hallar una longitud demasiado pequeña para medirla con una regla.
- Glucosa en sangre de mg/dL a mmol/LConvierte una concentración másica clínica en mg/dL a una concentración molar en mmol/L.
- Cobre en una muestra del hidrato azulHalla la masa de un elemento en una muestra pesada de un hidrato usando la masa molar del hidrato.
- Densidad a partir de una masa obtenida por diferenciaCombina las reglas de suma y multiplicación para cifras significativas en una densidad medida por diferencia de masas.
- Átomos de hidrógeno en un volumen de hexanoEncadena densidad, masa molar, un subíndice y el número de Avogadro para contar los átomos de un elemento en un volumen medido de líquido.
- Fórmula empírica de una sal naranjaObtén una fórmula empírica a partir de porcentajes en masa cuando la relación molar resulta ser un semientero.
Ecuaciones iónicas netas y redox
- Hipoclorito en la lejía por valoración yodométricaEncadena dos ecuaciones redox y una dilución para hallar la concentración de un oxidante a partir de un volumen de tiosulfato valorado.
- Ajusta la reacción dicromato–etanolAjusta una ecuación redox en medio ácido por el método de las semirreacciones y cancela las especies que aparecen en ambos lados.
- Estado de oxidación del cloro en el cloro de piscinaAsigna el estado de oxidación de un elemento en una sal con anión poliatómico a partir de la carga del catión y la regla del oxígeno.
Disoluciones y valoraciones
- Composición de una mezcla de carbonato y bicarbonatoPlantea y resuelve dos balances simultáneos, de masa y de moles, para hallar la composición de una mezcla de dos componentes a partir de una valoración.
- Ion nitrato en una disolución de nitrato de hierro(III)Calcula la concentración de un ion en una disolución preparada a partir de una sal pesada que libera varios de esos iones.
- Hierro en un comprimido de suplemento por valoración con permanganatoUsa una valoración redox de una alícuota para hallar la masa de hierro en un comprimido completo.
- Masa de yoduro de plomo(II) al mezclar dos disolucionesDetermina el ion limitante al mezclar dos disoluciones salinas y calcula la masa del precipitado.
- Volumen de valoración para un ácido dipróticoPredice el volumen de valorante necesario cuando el ácido problema cede dos protones.
- Ion que queda en exceso tras precipitar el cromato de plataDetermina cuál de los iones que precipitan queda en exceso después de mezclar y su concentración en el volumen total.
Encuentra el error 2
Reactivo limitante y rendimiento
- Encuentra el error en una respuesta sobre el reactivo limitanteDiagnostica una elección de reactivo limitante hecha comparando moles sin dividir entre los coeficientes.
Disoluciones y valoraciones
- ¿Qué error de valoración da un resultado bajo?Analiza cómo cada error común de valoración modifica el volumen valorado medido y la concentración del analito calculada.
Interpreta la evidencia 2
Medición, moles y fórmulas
- Fórmula molecular a partir de datos de combustiónUsa las masas de combustión, el nitrógeno por diferencia y una masa molar aproximada para elegir una fórmula molecular.
Ecuaciones iónicas netas y redox
- ¿En qué se convierte el permanganato?Usa el balance de electrones de los datos de valoración para hallar el número de oxidación y, con él, el producto de un oxidante reducido.
Trabaja hacia atrás 3
Medición, moles y fórmulas
- ¿Qué carbonato se calentó?Identifica un metal a partir de la masa perdida cuando su carbonato se descompone en el óxido.
- Agua de cristalización en una sal de níquelDetermina el número de aguas de cristalización a partir de la masa perdida al calentar un hidrato.
Reactivo limitante y rendimiento
- Amoníaco necesario para una masa objetivo de ureaTrabaja hacia atrás desde una masa de producto objetivo y un rendimiento porcentual hasta la masa de reactivo requerida.
Planea una síntesis 2
Disoluciones y valoraciones
- Cuánto bórax pesarPlantea la masa de un patrón primario hidratado que dé un volumen de valoración conveniente.
- Preparar una disolución patrón de dicromatoElige la masa y el procedimiento de material de vidrio que dan una disolución de molaridad exactamente conocida.
Explica por qué 1
- Un rendimiento superior al 100 %Explica por qué un rendimiento porcentual medido superior al 100 % indica un producto impuro o húmedo.
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