(BLOQUE 1) 22. (ESTA PREGUNTA, LA 23 Y LA 24 ESTÁN RELACIONADAS.) El elemento químico cloro, cuyo número atómico es 17, está formado por dos isótopos estables naturales. Uno de ellos contiene 18 neutrones; el otro, 20. Por otro lado, el peso molecular del cloro gaseoso es 70,906. ¿Cuál es la abundancia relativa aproximada de cada isótopo? (Indicación: tomar como masa atómica aproximada de cada isótopo su número de masa.)
(A). 50 % cada uno
(B). 77 y 23 %
(C). Faltan datos
(D). 18 y 20 %
Solución: B. Si 70,906 es el peso molecular del Cl2, la masa atómica del Cl será 35,453. Por otra parte, la masa atómica es la media ponderada de la de los isótopos del elemento en función de su abundancia. Las masas atómicas aproximadas de los dos isótopos de Cl que nos dan son 17 + 18 = 35; 17 + 20 = 37. Con todo lo dicho y si llamamos x al porcentaje de abundancia del isótopo 35Cl y (100-x) al del isótopo 37Cl se puede plantear esta expresión para calcular la media ponderada (que en este caso conocemos): 35,453 = [35x + 37(100-x)]/100. De ahí se obtiene x = 77,35% y 100-x = 22,65%
23. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 22 Y LA 24.) Si en un recipiente que contiene gas cloro atrapásemos una sola molécula al azar, lo más probable es que fuera del tipo:
(A). 35Cl-35Cl
(B). 35Cl
(C). 37Cl-37Cl
(D). 37Cl
Solución: A. Lo más probable es que fuera del tipo 35Cl-35Cl porque el 35Cl es el isótopo más abundante.
24. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 22 Y LA 23.). Supóngase que disponemos de 0,5 moles de moléculas de Cl2 natural y que las disociamos en sus átomos. Posteriormente procedemos de tal modo que separamos los átomos de Cl correspondientes a cada isótopo, almacenándolos en sendos recipientes. ¿Qué masa aproximada de cada isótopo tendremos en cada recipiente?
(A). 17,5 y 18,5 gramos
(B). 27 y 8,5 gramos
(C). 35 y 37 gramos
(D). O faltan datos o ninguna de esas soluciones es correcta.
Solución: B. 0,5 moles de Cl2 natural suponen una masa de 0,5·70,906 = 35,453 g de Cl2. Si esa cantidad la disociamos tendremos, lógicamente, la misma masa, pero de átomos de Cl. Y, considerando los datos de abundancia calculados anteriormente, lo más probable es que de esa cantidad el 77,35% sea del isótopo de 35Cl, es decir, 27,42 g de 35Cl; y el resto, 35,453 – 27,42 = 8,03 g será de 35Cl.
