Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2021 (2s) y febrero 2022 (2s) | Soluciones de las preguntas 22, 23 y 24

22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Se queman completamente con oxígeno en exceso 2,66 g de cierto compuesto que solo contiene carbono y azufre, obteniéndose como únicos productos 1,54 g de dióxido de carbono y una masa m de dióxido de azufre. ¿Cuánto vale m? (Pesos atómicos: C: 12; O: 14; S: 32).

(A). 0,56 g
(B). 1,12 g
(C). 4,48 g
(D). No se puede saber porque se desconoce la reacción de combustión.

Solución: C. El S del SO₂ que se obtiene procede del compuesto que se quema, que podemos llamar C_xS_y. Para saber cuánto S hay en 2,66 g de C_xS_y basta saber cuánto C hay en el compuesto y restar. El C del CO₂ obtenido en la combustión procede también de C_xS_y. Como el peso molecular del CO₂ es 44 y el peso atómico del C es 12, La cantidad de C en 1,54 g de CO₂ es: 1,54·(12/44) = 0,42 g. Por lo tanto, la masa de S en C_xS_y es 2,66 – 0,42 = 2,24 g. Como el peso atómico del S es 32 y el peso molecular de SO₂ es 64, la cantidad de SO₂ que se puede formar con 2,24 g de S es 2,24·(64/32) = 4,48 g.

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto de carbono y azufre?

(A). CS
(B). C₂S
(C). CS₂
(D). Falta un dato para determinarla.

Solución: C. Por los cálculos hechos en el apartado anterior, en la masa de compuesto que se quema hay 0,42 g de C y 2,24 de S. Esas masas equivalen, respectivamente, a 0,42 / 12 = 0,035 moles de átomos de C y 2,24 / 32 = 0,070 moles de átomos de S. Por lo tanto, la fórmula se podría expresar como C_0,035S_0,070, pero como conviene expresar las fórmulas empíricas con los números enteros más sencillos que sea posible, podemos transformarla (dividiendo por 0,035) en CS₂.

24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). ¿Qué masa de oxígeno se necesita para producir la combustión completa de los 2,66 g del compuesto de carbono y azufre?

(A). 3,36 g
(B). 3,2 g
(C). 1,12 g
(D). No se puede saber sin conocer la fórmula molecular.

Solución: A. Por la ley de Lavoisier, la masa de los reactivos, m(CS₂) + m(O₂), ha de ser igual a la de los productos, m(CO₂) + m(SO₂). De los datos y resultados anteriores:  2,66 + m(O₂) = 1,54 + 4,48 ⇒ m(O₂) = 3,36 g. Otra forma más complicada de hacerlo es la siguiente. La cantidad de O en los 1,54 g de CO₂ es: 1,54·(32 / 44) = 1,12 g. Y la cantidad de O en los 4,48 g de SO₂ es: 4,48·(32 / 64) = 2,24 g. Por lo tanto, en total se necesitan 3,36 g de oxígeno, ya que el compuesto no aporta ningún oxígeno.