Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2011 (1s) | Soluciones de las preguntas 25, 26 y 27

(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA, LA 26 Y LA 27 ESTÁN RELACIONADAS.) El argón es un componente minoritario del aire, donde ejerce una presión parcial que es el 0,94% de la total. Empleando cierto procedimiento se consigue aislar el argón contenido en un volumen determinado de aire. Este argón se encierra en un recipiente de 20 L cuyo peso en vacío es 50,356 g y cuyo peso con el argón es 62,509 g. Se mide la presión en dicho recipiente y resulta ser de 280,0 mmHg; la temperatura es de 22 ºC. Sabiendo que el peso atómico del argón es 39,95 y que en esas condiciones este gas se comporta de forma prácticamente ideal, ¿qué tipo de moléculas de las siguientes forma el gas argón en estado gaseoso?

(A). Ar
(B). Ar₂
(C). Ar₃
(D). Ar₄

Solución: A. Aplicaremos la ecuación de los gases ideales: pV = nRT = (m/M)RT, siendo m la masa de Ar (62,509 – 50,356 = 12,153 g)y M su masa molecular. Dicha masa resulta ser de M = mRT/pV = 12,153·0,082·(273+20)/(280/760)·20 = 39,63 g. Como su peso atómico es prácticamente el mismo (39,95) esta especie es monoatómica en estado gaseoso.

26. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 27.) Si la molécula de argón tuviera por fórmula molecular Ar₈ ¿qué presión ejercería el gas contenido en el recipiente cerrado, a esa temperatura?

(A). La octava parte de 280,0 mmHg
(B). Ocho veces 280,0 mmHg
(C). La cuarta parte de 280,0 mmHg
(D). El doble de 280,0 mmHg

Solución: A. Si su fórmula fuese A₈ su masa molecular sería 8 veces la anterior (es decir, 8M). Por lo tanto, p = nRT/V = (m/8M)RT/V = (1/8)[(m/M)RT/V]. El valor que está dentro del corchete es la presión que ejercería al argón monoatómico, según se comprueba en el ejercicio anterior; por tanto, la que ejercería el A₈ sería la octava parte de aquella.

27. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 26.) ¿Cuál es la fracción molar del Ar en el aire?

(A). 9,4
(B). 9,4·10^-1
(C). 9,4·10^-2
(D). 9,4·10^-3

Solución: D. Se define la presión parcial como la fracción molar por la total:  p_Ar = χ_Ar·p. Según el enunciado: p_Ar = (0,94/100)·p. Comparando ambas expresiones χ_Ar = 9,4·10^-3.