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Índice
  1. Prefacio
  2. 1 Ideas esenciales
    1. Introducción
    2. 1.1 La química en su contexto
    3. 1.2 Fases y clasificación de la materia
    4. 1.3 Propiedades físicas y químicas
    5. 1.4 Mediciones
    6. 1.5 Incertidumbre, exactitud y precisión de las mediciones
    7. 1.6 Tratamiento matemático de los resultados de las mediciones
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  3. 2 Átomos, moléculas e iones
    1. Introducción
    2. 2.1 Las primeras ideas de la teoría atómica
    3. 2.2 Evolución de la teoría atómica
    4. 2.3 Estructura atómica y simbolismo
    5. 2.4 Fórmulas químicas
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  4. 3 Estructura electrónica y propiedades periódicas de los elementos
    1. Introducción
    2. 3.1 Energía electromagnética
    3. 3.2 El modelo de Bohr
    4. 3.3 Desarrollo de la teoría cuántica
    5. 3.4 Estructura electrónica de los átomos (configuraciones de electrones)
    6. 3.5 Variaciones periódicas de las propiedades de los elementos
    7. 3.6 La tabla periódica
    8. 3.7 Compuestos iónicos y moleculares
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  5. 4 Enlace químico y geometría molecular
    1. Introducción
    2. 4.1 Enlace iónico
    3. 4.2 Enlace covalente
    4. 4.3 Nomenclatura química
    5. 4.4 Símbolos y estructuras de Lewis
    6. 4.5 Cargas formales y resonancia
    7. 4.6 Estructura molecular y polaridad
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  6. 5 Teorías avanzadas de enlace
    1. Introducción
    2. 5.1 Teoría de enlace de valencia
    3. 5.2 Orbitales atómicos híbridos
    4. 5.3 Enlaces múltiples
    5. 5.4 Teoría de los orbitales moleculares
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  7. 6 Composición de sustancias y soluciones
    1. Introducción
    2. 6.1 Fórmula de masa
    3. 6.2 Determinación de fórmulas empíricas y moleculares
    4. 6.3 Molaridad
    5. 6.4 Otras unidades para las concentraciones de las soluciones
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  8. 7 Estequiometría de las reacciones químicas
    1. Introducción
    2. 7.1 Escritura y balance de ecuaciones químicas
    3. 7.2 Clasificación de las reacciones químicas
    4. 7.3 Estequiometría de la reacción
    5. 7.4 Rendimiento de la reacción
    6. 7.5 Análisis químico cuantitativo
    7. Términos clave
    8. Ecuaciones clave
    9. Resumen
    10. Ejercicios
  9. 8 Gases
    1. Introducción
    2. 8.1 Presión del gas
    3. 8.2 Relaciones entre presión, volumen, cantidad y temperatura: la ley de los gases ideales
    4. 8.3 Estequiometría de sustancias gaseosas, mezclas y reacciones
    5. 8.4 Efusión y difusión de los gases
    6. 8.5 La teoría cinético-molecular
    7. 8.6 Comportamiento no ideal de los gases
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  10. 9 Termoquímica
    1. Introducción
    2. 9.1 Conceptos básicos de energía
    3. 9.2 Calorimetría
    4. 9.3 Entalpía
    5. 9.4 Fuerza de los enlaces iónicos y covalentes
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  11. 10 Líquidos y sólidos
    1. Introducción
    2. 10.1 Fuerzas intermoleculares
    3. 10.2 Propiedades de los líquidos
    4. 10.3 Transiciones de fase
    5. 10.4 Diagramas de fase
    6. 10.5 El estado sólido de la materia
    7. 10.6 Estructuras de red en los sólidos cristalinos
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  12. 11 Soluciones y coloides
    1. Introducción
    2. 11.1 El proceso de disolución
    3. 11.2 Electrolitos
    4. 11.3 Solubilidad
    5. 11.4 Propiedades coligativas
    6. 11.5 Coloides
    7. Términos clave
    8. Ecuaciones clave
    9. Resumen
    10. Ejercicios
  13. 12 Termodinámica
    1. Introducción
    2. 12.1 Espontaneidad
    3. 12.2 Entropía
    4. 12.3 La segunda y la tercera ley de la termodinámica
    5. 12.4 Energía libre
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  14. 13 Conceptos fundamentales del equilibrio
    1. Introducción
    2. 13.1 Equilibrio químico
    3. 13.2 Constantes de equilibrio
    4. 13.3 Equilibrios cambiantes: el principio de Le Châtelier
    5. 13.4 Cálculos de equilibrio
    6. Términos clave
    7. Ecuaciones clave
    8. Resumen
    9. Ejercicios
  15. 14 Equilibrios ácido-base
    1. Introducción
    2. 14.1 Ácidos y Bases de Brønsted-Lowry
    3. 14.2 pH y pOH
    4. 14.3 Fuerza relativa de los ácidos y las bases
    5. 14.4 Hidrólisis de sales
    6. 14.5 Ácidos polipróticos
    7. 14.6 Tampones
    8. 14.7 Titulaciones ácido-base
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  16. 15 Equilibrios de otras clases de reacción
    1. Introducción
    2. 15.1 Precipitación y disolución
    3. 15.2 Ácidos y Bases de Lewis
    4. 15.3 Equilibrios acoplados
    5. Términos clave
    6. Ecuaciones clave
    7. Resumen
    8. Ejercicios
  17. 16 Electroquímica
    1. Introducción
    2. 16.1 Repaso de química redox
    3. 16.2 Celdas galvánicas
    4. 16.3 Potenciales del electrodo y de la celda
    5. 16.4 Potencial, energía libre y equilibrio
    6. 16.5 Baterías y pilas de combustible
    7. 16.6 Corrosión
    8. 16.7 Electrólisis
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  18. 17 Cinética
    1. Introducción
    2. 17.1 Tasas de reacciones químicas
    3. 17.2 Factores que afectan las tasas de reacción
    4. 17.3 Leyes de velocidad
    5. 17.4 Leyes de tasas integradas
    6. 17.5 Teoría de colisiones
    7. 17.6 Mecanismos de reacción
    8. 17.7 Catálisis
    9. Términos clave
    10. Ecuaciones clave
    11. Resumen
    12. Ejercicios
  19. 18 Metales representativos, metaloides y no metales
    1. Introducción
    2. 18.1 Periodicidad
    3. 18.2 Incidencia y preparación de los metales representativos
    4. 18.3 Estructura y propiedades generales de los metaloides
    5. 18.4 Estructura y propiedades generales de los no metales
    6. 18.5 Incidencia, preparación y compuestos de hidrógeno
    7. 18.6 Incidencia, preparación y propiedades de los carbonatos
    8. 18.7 Incidencia, preparación y propiedades del nitrógeno
    9. 18.8 Incidencia, preparación y propiedades del fósforo
    10. 18.9 Incidencia, preparación y compuestos del oxígeno
    11. 18.10 Incidencia, preparación y propiedades del azufre
    12. 18.11 Incidencia, preparación y propiedades de los halógenos
    13. 18.12 Incidencia, preparación y propiedades de los gases nobles
    14. Términos clave
    15. Resumen
    16. Ejercicios
  20. 19 Metales de transición y química de coordinación
    1. Introducción
    2. 19.1 Incidencia, preparación y propiedades de los metales de transición y sus compuestos
    3. 19.2 Química de coordinación de los metales de transición
    4. 19.3 Propiedades espectroscópicas y magnéticas de los compuestos de coordinación
    5. Términos clave
    6. Resumen
    7. Ejercicios
  21. 20 Química nuclear
    1. Introducción
    2. 20.1 Estructura y estabilidad nuclear
    3. 20.2 Ecuaciones nucleares
    4. 20.3 Decaimiento radiactivo
    5. 20.4 Transmutación y energía nuclear
    6. 20.5 Usos de los radioisótopos
    7. 20.6 Efectos biológicos de la radiación
    8. Términos clave
    9. Ecuaciones clave
    10. Resumen
    11. Ejercicios
  22. 21 Química orgánica
    1. Introducción
    2. 21.1 Hidrocarburos
    3. 21.2 Alcoholes y éteres
    4. 21.3 Aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos y ésteres
    5. 21.4 Aminas y amidas
    6. Términos clave
    7. Resumen
    8. Ejercicios
  23. A La tabla periódica
  24. B Matemáticas esenciales
  25. C Unidades y factores de conversión
  26. D Constantes físicas fundamentales
  27. E Propiedades del agua
  28. F Composición de los ácidos y las bases comerciales
  29. G Propiedades termodinámicas estándar de determinadas sustancias
  30. H Constantes de ionización de los ácidos débiles
  31. I Constantes de ionización de las bases débiles
  32. J Productos de solubilidad
  33. K Constantes de formación de iones complejos
  34. L Potenciales de electrodos estándar (media celda)
  35. M Semivida de varios isótopos radiactivos
  36. Clave de respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
    12. Capítulo 12
    13. Capítulo 13
    14. Capítulo 14
    15. Capítulo 15
    16. Capítulo 16
    17. Capítulo 17
    18. Capítulo 18
    19. Capítulo 19
    20. Capítulo 20
    21. Capítulo 21
  37. Índice

1.1 La química en su contexto

1.

Explique cómo podría determinar experimentalmente si la temperatura exterior es superior o inferior a 0 °C (32 °F) sin utilizar un termómetro.

2.

Identifique cada una de las siguientes afirmaciones como la más parecida a una hipótesis, una ley o una teoría. Explique su razonamiento.

(a) El descenso de la presión barométrica precede a la aparición del mal tiempo.

(b) Toda la vida en la Tierra ha evolucionado a partir de un organismo común y primitivo mediante el proceso de selección natural.

(c) El rendimiento de la gasolina de mi camión ha bajado considerablemente, probablemente porque le toca una puesta a punto.

3.

Identifique cada una de las siguientes afirmaciones como la más parecida a una hipótesis, una ley o una teoría. Explique su razonamiento.

(a) La presión de una muestra de gas es directamente proporcional a la temperatura del gas.

(b) La materia está formada por pequeñas partículas que pueden combinarse en cocientes específicos para formar sustancias con propiedades concretas.

(c) A mayor temperatura, los sólidos (como la sal o el azúcar) se disuelven mejor en el agua.

4.

Identifique cada uno de los elementos subrayados como parte del dominio macroscópico, del dominio microscópico o del dominio simbólico de la química. Para cualquier elemento en el dominio simbólico, indique si son símbolos para una característica macroscópica o microscópica.

(a) La masa de un tubo de plomo es de 14 lb.

(b) La masa de un determinado átomo de cloro es de 35 u.

(c) Una botella con una etiqueta que dice Al contiene aluminio metálico.

(d) Al es el símbolo de un átomo de aluminio.

5.

Identifique cada uno de los elementos subrayados como parte del dominio macroscópico, del dominio microscópico o del dominio simbólico de la química. Para los del dominio simbólico, indique si son símbolos de una característica macroscópica o microscópica.

(a) Una determinada molécula contiene un átomo de H y otro de Cl.

(b) El alambre de cobre tiene una densidad de unos 8 g/cm3.

(c) La botella contiene 15 gramos de polvo de Ni.

(d) Una molécula de azufre está compuesta por ocho átomos de azufre.

6.

Según una teoría, la presión de un gas aumenta a medida que disminuye su volumen porque las moléculas del gas tienen que desplazarse una distancia más corta para chocar con las paredes del recipiente. ¿Sigue esta teoría una descripción macroscópica o microscópica del comportamiento químico? Explique su respuesta.

7.

La cantidad de calor necesaria para fundir 2 libras de hielo es el doble de la cantidad de calor necesaria para fundir 1 libra de hielo. ¿Es esta observación una descripción macroscópica o microscópica del comportamiento químico? Explique su respuesta.

1.2 Fases y clasificación de la materia

8.

¿Por qué se utiliza la masa de un objeto, en lugar de su peso, para indicar la cantidad de materia que contiene?

9.

¿Qué propiedades distinguen a los sólidos de los líquidos? ¿A los líquidos de los gases? ¿Sólidos a partir de gases?

10.

¿En qué se diferencia una mezcla heterogénea de una homogénea? ¿En qué se parecen?

11.

¿En qué se diferencia una mezcla homogénea de una sustancia pura? ¿En qué se parecen?

12.

¿En qué se diferencia un elemento de un compuesto? ¿En qué se parecen?

13.

¿En qué se diferencian las moléculas de los elementos y las moléculas de los compuestos? ¿En qué se parecen?

14.

¿En qué se diferencia un átomo de una molécula? ¿En qué se parecen?

15.

Muchos de los artículos que se compran son mezclas de compuestos puros. Seleccione tres de estos productos comerciales y prepare una lista de los ingredientes que son compuestos puros.

16.

Clasifique cada uno de los artículos de la siguiente lista como un elemento, un compuesto o una mezcla:

(a) cobre

(b) agua

(c) nitrógeno

(d) azufre

(e) aire

(f) sacarosa

(g) una sustancia compuesta por moléculas que contienen cada una dos átomos de yodo

(h) gasolina

17.

Clasifique cada uno de los artículos de la siguiente lista como un elemento, un compuesto o una mezcla:

(a) hierro

(b) oxígeno

(c) óxido de mercurio

(d) sirope para panqueques

(e) el dióxido de carbono

(f) una sustancia compuesta por moléculas que contienen cada una un átomo de hidrógeno y un átomo de cloro

(g) bicarbonato de sodio

(h) el polvo de hornear

18.

Un átomo de azufre y una molécula de azufre no son idénticos. ¿Cuál es la diferencia?

19.

¿En qué se parecen las moléculas del oxígeno gaseoso, las del hidrógeno gaseoso y las del agua? ¿En qué se diferencian?

20.

¿Por qué se dice que los astronautas en el espacio “no tienen peso", pero sí “tienen masa"?

21.

Prepare una lista de los principales productos químicos consumidos y producidos durante el funcionamiento de un automóvil.

22.

La materia está en todas partes a nuestro alrededor. Haga una lista con los nombres de los quince tipos de materia que se encuentra cada día. Su lista debe incluir (y marcar al menos un ejemplo de cada uno) lo siguiente: un sólido, un líquido, un gas, un elemento, un compuesto, una mezcla homogénea, una mezcla heterogénea y una sustancia pura.

23.

Cuando el hierro elemental se corroe, se combina con el oxígeno del aire y acaba formando un óxido de hierro(III) de color marrón rojizo llamado óxido. (a) Si un clavo de hierro brillante con una masa inicial de 23,2 g se pesa después de ser recubierto con una capa de óxido, ¿esperaría que la masa hubiera aumentado, disminuido o permanecido igual? Explique. (b) Si la masa del clavo de hierro aumenta a 24,1 g, ¿qué masa de oxígeno se ha combinado con el hierro?

24.

Como se indica en el texto, los ejemplos convincentes que demuestran la ley de conservación de la materia fuera del laboratorio son escasos. Indique si la masa aumentaría, disminuiría o se mantendría igual para los siguientes escenarios en los que se producen reacciones químicas:

(a) Se coloca exactamente una libra de masa de pan en un molde. La masa se cuece en un horno a 350 °F liberando un maravilloso aroma a pan recién horneado durante el proceso de cocción. ¿La masa del pan horneado es menor, mayor o igual que la libra de masa original? Explique.

(b) Cuando el magnesio arde en el aire se produce una ceniza blanca y escamosa de óxido de magnesio. ¿La masa de óxido de magnesio es menor, mayor o igual que el trozo de magnesio original? Explique.

(c) Antoine Lavoisier, el científico francés al que se le atribuye la primera ley de conservación de la materia, calentó una mezcla de estaño y aire en un matraz sellado para producir óxido de estaño. ¿La masa del matraz cerrado y del contenido disminuyó, aumentó o permaneció igual después del calentamiento?

25.

La levadura convierte la glucosa en etanol y dióxido de carbono durante la fermentación anaeróbica, tal y como se representa en la sencilla ecuación química que aparece aquí:

glucosa etanol + dióxido de carbono glucosa etanol + dióxido de carbono

(a) Si se convierten completamente 200,0 g de glucosa, ¿cuál será la masa total de etanol y dióxido de carbono producida?

(b) Si la fermentación se lleva a cabo en un recipiente abierto, ¿esperaría que la masa del recipiente y del contenido después de la fermentación fuera menor, mayor o igual que la masa del recipiente y del contenido antes de la fermentación? Explique.

(c) Si se producen 97,7 g de dióxido de carbono, ¿qué masa de etanol se produce?

1.3 Propiedades físicas y químicas

26.

Clasifique las seis propiedades subrayadas en el siguiente párrafo como químicas o físicas:

El flúor es un gas amarillo pálido que reacciona con la mayoría de las sustancias. El elemento libre se funde a -220 °C y hierve a -188 °C. Los metales finamente divididos arden en flúor con una llama brillante. Diecinueve gramos de flúor reaccionarán con 1,0 gramos de hidrógeno.

27.

Clasifique cada uno de los siguientes cambios como físicos o químicos:

(a) condensación del vapor

(b) quema de gasolina

(c) acidificación de la leche

(d) disolución del azúcar en el agua

(e) fundición del oro

28.

Clasifique cada uno de los siguientes cambios como físicos o químicos:

(a) la quema de carbón

(b) fusión del hielo

(c) mezclar sirope de chocolate con leche

(d) explosión de un petardo

(e) magnetización de un destornillador

29.

El volumen de una muestra de oxígeno gaseoso cambió de 10 mL a 11 mL al cambiar la temperatura. ¿Es un cambio químico o físico?

30.

Un volumen de 2,0 litros de hidrógeno gaseoso se combina con 1,0 litros de oxígeno gaseoso para producir 2,0 litros de vapor de agua. ¿El oxígeno sufre un cambio químico o físico?

31.

Explique la diferencia entre propiedades extensivas y propiedades intensivas.

32.

Identifique las siguientes propiedades como extensivas o intensivas.

(a) volumen

(b) la temperatura

(c) humedad

(d) calor

(e) punto de ebullición

33.

La densidad (d) de una sustancia es una propiedad intensiva que se define como la relación entre su masa (m) y su volumen (V).

densidad = masa volumen d = m V densidad = masa volumen d = m V

Considerando que tanto la masa como el volumen son propiedades extensivas, explique por qué su relación, la densidad, es intensiva.

1.4 Mediciones

34.

¿Un litro equivale a una onza, a una pinta, a un cuarto o a un galón?

35.

¿Un metro equivale a una pulgada, a un pie, a una yarda o a una milla?

36.

Indique las unidades de base del SI o las unidades derivadas que son apropiadas para las siguientes mediciones:

(a) la longitud de una carrera de maratón (26 millas 385 yardas)

(b) la masa de un automóvil

(c) el volumen de una piscina

(d) la velocidad de un avión

(e) la densidad del oro

(f) el área de un campo de fútbol

(g) la temperatura máxima en el Polo Sur el 1. º de abril de 1913

37.

Indique las unidades de base del SI o las unidades derivadas que son apropiadas para las siguientes mediciones:

(a) la masa de la luna

(b) la distancia de Dallas a Oklahoma City

(c) la velocidad del sonido

(d) la densidad del aire

(e) la temperatura de ebullición del alcohol

(f) el área del estado de Delaware

(g) el volumen de una vacuna contra la gripe o el sarampión

38.

Indique el nombre y el símbolo de los prefijos utilizados con las unidades del SI para indicar la multiplicación por las siguientes cantidades exactas.

(a) 103

(b) 10-2

(c) 0,1

(d) 10-3

(e) 1.000.000

(f) 0,000001

39.

Indique el nombre del prefijo y la cantidad indicada por los siguientes símbolos que se utilizan con las unidades base del SI.

(a) c

(b) d

(c) G

(d) k

(e) m

(f) n

(g) p

(h) T

40.

Una pieza grande de joyería tiene una masa de 132,6 g. Una probeta graduada contiene inicialmente 48,6 mL de agua. Cuando la joya se sumerge en la probeta graduada, el volumen total aumenta a 61,2 mL.

(a) Determine la densidad de esta pieza de joyería.

(b) Suponiendo que la joya esté hecha de una sola sustancia, ¿qué sustancia es probable que sea? Explique.

41.

Visite esta simulación de densidad y pulse el botón "turn fluid into water" ("convertir el líquido en agua") para ajustar la densidad del líquido en el vaso de precipitados a 1,00 g/mL.

(a) Utilice el método de desplazamiento de agua para medir la masa y el volumen del material desconocido (seleccione el bloque verde con signos de interrogación).

(b) Utilice los datos de masa y volumen medidos en el paso (a) para calcular la densidad del material desconocido.

(c) Acceda al enlace proporcionado.

(d) Suponiendo que este material es una piedra preciosa que contiene cobre, identifique sus tres identidades más probables comparando la densidad medida con los valores tabulados en esta guía de densidad de piedras preciosas.

(e) ¿Cómo se relacionan la masa y la densidad para bloques del mismo volumen?

42.

Visite esta simulación de densidad y haga clic en el botón "reset" ("reiniciar") para asegurarse de que todos los parámetros del simulador están en sus valores por defecto.

(a) Utilice el método de desplazamiento de agua para medir la masa y el volumen del bloque rojo.

(b) Utilice los datos de masa y volumen medidos en el paso (a) para calcular la densidad del bloque rojo.

(c) Utilice el control deslizante verde vertical para ajustar la densidad del fluido a valores muy por encima, luego muy por debajo y finalmente casi iguales a la densidad del bloque rojo, anotando sus observaciones.

43.

Visite esta simulación de densidad y pulse el botón "turn fluid into water" ("convertir el líquido en agua") para ajustar la densidad del líquido en el vaso de precipitados a 1,00 g/mL. Cambie el material del bloque por espuma y espere pacientemente hasta que el bloque de espuma deje de subir y bajar en el agua.

(a) El bloque de espuma debe estar flotando en la superficie del agua (es decir, solo parcialmente sumergido). ¿Cuál es el volumen de agua desplazado?
(b) Utilice el volumen de agua de la parte (a) y la densidad del agua (1,00 g/mL) para calcular la masa de agua desplazada.
(c) Retire y pese el bloque de espuma. ¿Cómo se compara la masa del bloque con la masa de agua desplazada de la parte (b)?

1.5 Incertidumbre, exactitud y precisión de las mediciones

44.

Exprese cada uno de los siguientes números en notación científica con las cifras significativas correctas:

(a) 711,0

(b) 0,239

(c) 90743

(d) 134,2

(e) 0,05499

(f) 10.000,0

(g) 0,000000738592

45.

Exprese cada uno de los siguientes números en notación exponencial con las cifras significativas correctas:

(a) 704

(b) 0,03344

(c) 547,9

(d) 22086

(e) 1.000,00

(f) 0,0000000651

(g) 0,007157

46.

Indique si cada uno de los siguientes elementos puede determinarse con exactitud o debe medirse con cierto grado de incertidumbre:

(a) el número de huevos en una cesta

(b) la masa de una docena de huevos

(c) el número de galones de gasolina necesarios para llenar el tanque de un automóvil

(d) el número de cm en 2 m

(e) la masa de un libro de texto

(f) el tiempo necesario para ir de San Francisco a Kansas City a una velocidad media de 53 mi/h

47.

Indique si cada uno de los siguientes elementos puede determinarse con exactitud o debe medirse con cierto grado de incertidumbre:

(a) el número de segundos de una hora

(b) el número de páginas de este libro

(c) el número de gramos de su peso

(d) el número de gramos en 3 kilogramos

(e) el volumen de agua que se bebe en un día

(f) la distancia de San Francisco a Kansas City

48.

¿Cuántas cifras significativas contienen cada una de las siguientes medidas?

(a) 38,7 g

(b) 2 ×× 1018 m

c) 3.486.002 kg

(d) 9,74150 ×× 10-4 J

(e) 0,0613 cm3

(f) 17,0 kg

(g) 0,01400 g/mL

49.

¿Cuántas cifras significativas contienen cada una de las siguientes medidas?

(a) 53 cm

(b) 2,05 ×× 108 m

(c) 86.002 J

(d) 9,740 ×× 104 m/s

(e) 10,0613 m3

(f) 0,17 g/mL

(g) 0,88400 s

50.

En las etiquetas de los productos comerciales se indicaban las siguientes cantidades. Determine el número de cifras significativas de cada una.

(a) 0,0055 g de ingredientes activos

(b) 12 tabletas

(c) peróxido de hidrógeno al 3 %

(d) 5,5 onzas

(e) 473 mL

(f) 1,75 % de bismuto

(g) 0,001 % de ácido fosfórico

(h) 99,80 % de ingredientes inertes

51.

Redondee cada uno de los siguientes números a dos cifras significativas:

(a) 0,436

(b) 9,000

(c) 27,2

(d) 135

(e) 1,497 ×× 10−3

(f) 0,445

52.

Redondee cada uno de los siguientes números a dos cifras significativas:

(a) 517

(b) 86,3

(c) 6,382 ×× 103

(d) 5,0008

(e) 22,497

(f) 0,885

53.

Realice los siguientes cálculos e informe de cada respuesta con el número correcto de cifras significativas.

(a) 628 ×× 342

(b) (5,63 ×× 102) ×× (7,4 ×× 103)

(c) 28,013,48328,013,483

(d) 8119 ×× 0,000023

(e) 14,98 + 27.340 + 84,7593

(f) 42,7 + 0,259

54.

Realice los siguientes cálculos e informe de cada respuesta con el número correcto de cifras significativas.

(a) 62,8 ×× 34

(b) 0,147 + 0,0066 + 0,012

(c) 38 ×× 95 ×× 1,792

(d) 15 - 0,15 - 0,6155

(e) 8,78×(0,05000,478)8,78×(0,05000,478)

(f) 140 + 7,68 + 0,014

(g) 28,7 – 0,0483

(h) (88,587,57)45,13(88,587,57)45,13

55.

Tome en cuenta los resultados del concurso de tiro con arco que se muestra en esta figura.

(a) ¿Qué arquero es más preciso?

(b) ¿Qué arquero es más exacto?

(c) ¿Quién es el menos preciso y el menos exacto?

Se muestran 4 dianas, cada una con 4 agujeros que indican dónde impactan las flechas. El arquero W impacta las 4 flechas muy cerca del centro de la diana. El arquero X impacta las 4 flechas en un grupo apretado, pero lejos de la parte inferior derecha de la diana. El arquero Y impacta las 4 flechas en diferentes esquinas de la diana. Las 4 flechas están muy lejos del centro de la diana. El arquero Z pone 2 flechas cerca de la diana y otras 2 flechas lejos de la diana.
56.

Clasifique los siguientes conjuntos de medidas como exactas, precisas, ambas o ninguna.

(a) Comprobación de la consistencia del peso de las galletas de chocolate: 17,27 g, 13,05 g, 19,46 g, 16,92 g

(b) Comprobación del volumen de un lote de pipetas de 25 mL: 27,02 mL, 26,99 mL, 26,97 mL, 27,01 mL

(c) Determinación de la pureza del oro: 99,9999 %, 99,9998 %, 99,9998 %, 99,9999 %

1.6 Tratamiento matemático de los resultados de las mediciones

57.

Escriba los factores de conversión (en forma de relaciones) para el número de:

(a) yardas en 1 metro

(b) litros en 1 cuarto de galón de líquido

(c) libras en 1 kilo

58.

Escriba los factores de conversión (en forma de relaciones) para el número de:

(a) kilómetros en 1 milla

(b) litros en 1 pie cúbico

(c) gramos en 1 onza

59.

La etiqueta de una botella de refresco indica el volumen en dos unidades: 2.0 L y 67,6 fl oz. Utilice esta información para obtener un factor de conversión entre las unidades inglesas y las métricas. ¿Cuántas cifras significativas puede justificar en su factor de conversión?

60.

La etiqueta de una caja de cereal indica su masa en dos unidades: 978 gramos y 34,5 onzas. Utilice esta información para hallar un factor de conversión entre las unidades inglesas y las métricas. ¿Cuántas cifras significativas puede justificar en su factor de conversión?

61.

El fútbol se juega con un balón redondo que tiene una circunferencia de entre 27 y 28 pulgadas y un peso de entre 14 y 16 onzas. ¿Cuáles son estas especificaciones en unidades de centímetros y gramos?

62.

Un balón de baloncesto femenino tiene una circunferencia de entre 28,5 y 29,0 pulgadas y un peso máximo de 20 onzas (dos cifras significativas). ¿Cuáles son estas especificaciones en unidades de centímetros y gramos?

63.

¿Cuántos mililitros de un refresco contiene una lata de 12,0 onzas?

64.

Un barril de petróleo es exactamente 42 galones. ¿Cuántos litros de petróleo hay en un barril?

65.

El diámetro de un glóbulo rojo es de aproximadamente 3 ×× 10–4 in ¿Cuál es su diámetro en centímetros?

66.

La distancia entre los centros de los dos átomos de oxígeno en una molécula de oxígeno es de 1,21 ×× 10-8 cm. ¿Cuál es esta distancia en pulgadas?

67.

¿Un levantador de pesas de 197 libras es lo suficientemente liviano como para competir en una clase limitada para aquellos que pesan 90 kg o menos?

68.

Un levantador de pesas muy bueno de 197 libras levantó 192 kg en un movimiento llamado cargada y envión. ¿Cuál fue la masa del peso levantado en libras?

69.

Muchas pruebas médicas de laboratorio se realizan con 5,0 μL de suero sanguíneo. ¿Cuál es este volumen en mililitros?

70.

Si una tableta de aspirina contiene 325 mg de aspirina, ¿cuántos gramos de aspirina contiene?

71.

Utilice la notación científica (exponencial) para expresar las siguientes cantidades en términos de las unidades básicas del SI en la Tabla 1.2:

(a) 0,13 g

(b) 232 Gg

(c) 5,23 pm

(d) 86,3 mg

(e) 37,6 cm

(f) 54 μm

(g) 1 Ts

(h) 27 ps

(i) 0,15 mK

72.

Complete las siguientes conversiones entre unidades del SI.

(a) 612 g = ________ mg

(b) 8,160 m = ________ cm

(c) 3779 μg = ________ g

(d) 781 mL = ________ L

(e) 4,18 kg = ________ g

(f) 27,8 m = ________ km

(g) 0,13 mL = ________ L

(h) 1738 km = ________ m

(i) 1,9 Gg = ________ g

73.

La gasolina se vende por litros en muchos países. ¿Cuántos litros se necesitan para llenar un depósito de gasolina de 12,0 galones?

74.

La leche se vende por litros en muchos países. ¿Cuál es el volumen de exactamente 1/2 galón de leche en litros?

75.

Una tonelada larga se define exactamente como 2240 lb. ¿Cuál es esta masa en kilogramos?

76.

Realice la conversión indicada en cada uno de los siguientes puntos:

(a) el récord mundial masculino de salto de longitud, 29 pies 4¼ pulgadas, a metros

(b) la mayor profundidad del océano, aproximadamente 6,5 mi, a kilómetros

(c) la superficie del estado de Oregón, 96.981 mi2, a kilómetros cuadrados

(d) el volumen de 1 gill (exactamente 4 oz) a mililitros

(e) el volumen estimado de los océanos, 330.000.000 mi3, a kilómetros cúbicos.

(f) la masa de un automóvil de 3525 libras a kilogramos

(g) la masa de un huevo de 2,3 onzas a gramos

77.

Realice la conversión indicada en cada uno de los siguientes puntos:

(a) la longitud de un campo de fútbol, 120 m (tres cifras significativas), a pies

(b) la altura del Monte Kilimanjaro, con 19.565 pies, la montaña más alta de África, a kilómetros

(c) el área de una hoja de papel de 8,5 × 11 pulgadas a cm2

(d) el volumen de desplazamiento de un motor de automóvil, 161 in3, a litros

(e) la masa estimada de la atmósfera, 5,6 × 1015 toneladas, a kilogramos

(f) la masa de una fanega de centeno, 32,0 libras, a kilogramos

(g) la masa de una tableta de aspirina de 5,00 granos en miligramos (1 grano = 0,00229 oz)

78.

En muchos congresos de química se ha celebrado una carrera de 50 billones de angstroms (dos cifras significativas). ¿Qué longitud tiene esta carrera en kilómetros y en millas? (1 Å = 1 ×× 10-10 m)

79.

La carrera de 50 billones de angstroms de un químico (vea el Ejercicio 1.78) sería la carrera de 10.900 codos de un arqueólogo. ¿Cuánto mide un codo en metros y en pies? (1 Å = 1 ×× 10-8 cm)

80.

El tanque de gasolina de cierto automóvil de lujo tiene una capacidad de 22,3 galones, según el manual del propietario. Si la densidad de la gasolina es de 0,8206 g/mL, determine la masa en kilogramos y libras del combustible en un tanque lleno.

81.

Cuando un instructor está preparando un experimento, necesita 225 g de ácido fosfórico. El único recipiente disponible es un matraz Erlenmeyer de 150 mL. ¿Es lo suficientemente grande para contener el ácido, cuya densidad es de 1,83 g/mL?

82.

Para preparar una clase de laboratorio, un estudiante asistente de laboratorio necesita 125 g de un compuesto. Hay un frasco con 1/4 de libra. ¿Tenía el estudiante suficiente cantidad de compuesto?

83.

Un estudiante de química mide 159 cm y pesa 45,8 kg. ¿Cuál es su altura en pulgadas y su peso en libras?

84.

En un reciente Gran Premio, el ganador completó la carrera con una rapidez media de 229,8 km/h. ¿Cuál era su velocidad en millas por hora, metros por segundo y pies por segundo?

85.

Resuelva estos problemas relacionados con las dimensiones de la madera.

(a) Para describir a un europeo cómo se construyen las casas en los EE. UU., hay que convertir las dimensiones de la madera de "dos por cuatro" a unidades métricas. Las dimensiones del grosor ×× el ancho ×× la longitud es de 1,50 in ×× 3,50 in ×× 8,00 ft en los EE. UU. ¿Cuáles son las dimensiones en cm ×× cm ×× m?

(b) Esta madera se puede utilizar como montantes verticales, que normalmente se colocan a 16,0 in de distancia. ¿Cuál es esa distancia en centímetros?

86.

Se creía que el contenido de mercurio en un arroyo era superior al mínimo considerado seguro: 1 parte por mil millones (Part Per Billion, ppb) en peso. Un análisis indicó que la concentración era de 0,68 partes por mil millones. ¿Qué cantidad de mercurio en gramos estaba presente en 15,0 L de agua, cuya densidad es de 0,998 g/ml? (1 ppb Hg=1 ng Hg1 g de agua)(1 ppb Hg=1 ng Hg1 g de agua)

87.

Calcule la densidad del aluminio si 27,6 cm3 tienen una masa de 74,6 g.

88.

El osmio es uno de los elementos más densos conocidos. ¿Cuál es su densidad si 2,72 g tienen un volumen de 0,121 cm3?

89.

Calcule estas masas.

(a) ¿Cuál es la masa de 6,00 cm3 de mercurio, de densidad = 13,5939 g/cm3?

(b) ¿Cuál es la masa de 25,0 mL de octano, de densidad = 0,702 g/cm3?

90.

Calcule estas masas.

(a) ¿Cuál es la masa de 4,00 cm3 de sodio, de densidad = 0,97 g/cm3?

(b) ¿Cuál es la masa de 125 mL de cloro gaseoso, de densidad = 3,16 g/L?

91.

Calcule estos volúmenes.

(a) ¿Cuál es el volumen de 25 g de yodo, de densidad = 4,93 g/cm3?

(b) ¿Cuál es el volumen de 3,28 g de hidrógeno gaseoso, de densidad = 0,089 g/L?

92.

Calcule estos volúmenes.

(a) ¿Cuál es el volumen de 11,3 g de grafito, de densidad = 2,25 g/cm3?

(b) ¿Cuál es el volumen de 39,657 g de bromo, de densidad = 2,928 g/cm3?

93.

Convierta la temperatura de ebullición del oro, 2966 °C, en grados Fahrenheit y kelvin.

94.

Convierta la temperatura del agua hirviendo, 54 °C, en grados Fahrenheit y kelvin.

95.

Convierta la temperatura de la zona más fría de un congelador, -10 °F, a grados Celsius y kelvin.

96.

Convierta la temperatura del hielo seco, -77 °C, en grados Fahrenheit y kelvin.

97.

Convierta la temperatura de ebullición del amoníaco líquido, -28,1 °F, en grados Celsius y kelvin.

98.

La etiqueta de una lata presurizada de desinfectante en aerosol advierte que no se debe calentar la lata a más de 130 °F. ¿Cuáles son las temperaturas correspondientes en las escalas de temperatura Celsius y Kelvin?

99.

El clima en Europa fue inusualmente cálido durante el verano de 1995. Las noticias de la televisión informaron de temperaturas de hasta 45 °C. ¿Cuál era la temperatura en la escala Fahrenheit?

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