Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2019 (1s) | Soluciones de las preguntas 22, 23 y 24

(BLOQUE 1) 22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) Un elemento X forma tres óxidos que llamaremos “A”, “B” y “C” y que contienen, respectivamente, el 77,4, el 69,6 y el 72,0% del elemento X. Si el óxido A tiene por fórmula empírica XO, ¿cuál es elemento X? (Pesos atómicos: O: 15,999; Cr: 51,996; Mn: 54,938; Fe: 55,847, Ni: 58,690).

(A). Cr
(B). Mn
(C). Fe
(D). Ni

Solución: B. En el caso del óxido A, de fórmula empírica XO, 100 g del compuesto contienen 77,4 g de X y 100 – 77,4  = 22,6 g de O. El número de moles de átomos de O es 22,6 g / (16 g O/mol de átomos de O) = 1,412. La fórmula empírica del compuesto denota que en él se combina 1 mol de átomos de O con 1 mol de átomos de X. Por lo tanto, en 100 g de XO tenemos 1,412 moles de átomos de X, equivalentes a 77,4 g de X. Entonces se puede escribir: 1,412 moles de átomos de X = 77,4 g X / M_X, siendo Mx la masa atómica de X, que resulta ser de 54,82 g. Comparando con los datos de pesos atómicos que nos dan, el elemento es el Mn.

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) El número de moles del elemento X que se podría obtener de 728 g del óxido B es un valor comprendido entre…

(A). 8,600 y 8,700
(B). 9,000 y 9,100
(C). 9,200 y 9,300
(D). 9,700 y 9,800

Solución: C. El elemento X es Mn, como se dedujo en el ejercicio anterior. Si 100 g del óxido B contienen 69,6 g de Mn, 728 g del óxido contendrán 506,69 g de Mn, que equivalen a 506,69 g Mn / (54,938 g Mn /mol de Mn) = 9,223 moles de Mn.

24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) ¿Cuál es la fórmula empírica del óxido que hemos llamado “C”?

(A). X₂O
(B). XO
(C). X₂O₃
(D). X₃O₄

Solución: D. De 100 g de ese óxido, 72 g son de Mn y 28 g son de O. Los números de moles de átomos a que equivalen esas cantidades de Mn y O son, respectivamente: 72 g Mn / (54,938 g Mn / mol de átomos de Mn) = 1,311 mol de átomos de Mn; 28 g O / (15,999 g O / mol de átomos de O) = 1,750 mol de átomos de O. La relación de moles de átomos de Mn a O en ese óxido es 1,311:1,750. Para convertirla en una relación de números enteros sencillos la dividiremos por el número menor, obteniendo 1:1,335. Y multiplicándola por 3 y haciendo la correspondiente aproximación hallamos que la relación es 3:4. Por lo tanto, el óxido es Mn₃O₄.