Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2023 (1s) | Soluciones de las preguntas 22, 23 y 24

(BLOQUE 1) 22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). El oxígeno tiene tres isótopos estables: ¹⁶₈O, ¹⁷₈O y ¹⁸₈O cuyas abundancias relativas son, aproximadamente, 99,76%, 0,04% y 0,20%. ¿Sería posible encontrar en la naturaleza una molécula de ozono de masa molecular aproximada 51 uma? (Tomar como pesos atómicos de los isótopos del O sus números de masa).

(A). No; su peso sería de 24 uma.
(B). Sí; ese es el peso molecular del ozono.
(C). No; su peso sería 48 uma.
(D). Sí, aunque sería poco probable.

Solución: D. La fórmula molecular del ozono es O₃. Cabe la posibilidad de encontrar una molécula de ozono formada por tres isótopos ¹⁷₈O, cuya masa molecular aproximada sería de 51 uma. Algo más probable sería encontrar una molécula de ozono formada por un isótopo ¹⁶₈O, otro ¹⁷₈O y un tercero ¹⁸₈O cuya masa molecular aproximada también sería 51 uma.

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). El peso molecular del ozono será… 

(A). muy próximo a 16.
(B). muy próximo a 48.
(C). muy próximo a 51.
(D). muy próximo a 54.

Solución: B. Elegida una molécula de ozono al azar, lo más probable es que esté formada por tres isótopos ¹⁶₈O, conjunto cuya masa molecular es 48. También se puede demostrar esto calculando aproximadamen6te el peso atómico promedio del oxígeno, que sería (99,76·16 + 0,04·17 + 0,20·18) / 100 ≈ 16. Por lo tanto, el peso molecular del ozono será aproximadamente 3·16 = 48.

24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). En un laboratorio se dispone de 132,192 g de un ozono formado completamente por átomos de oxígeno que contienen en su núcleo diez neutrones. ¿Aproximadamente, a cuántos moles de dicho tipo isotópico de ozono equivale esa masa?

(A). 7,344 moles
(B). 2,754 moles
(C). 2,592 moles
(D). 2,448 moles

Solución: D. El peso atómico del O es 8. Eso supone que cuenta con 8 protones en su núcleo. Por lo tanto, el isótopo de O que contiene 10 neutrones tiene número de masa 18 y se puede representar como ¹⁸₈O. Su masa atómica aproximada es, lógicamente, 18. Y la molécula de O₃ formada íntegramente por isótopos de ese tipo tendrá una masa molecular aproximada de 3·18 = 54. Por lo tanto, 132,192 g de esa variedad de ozono equivaldrán a 132,192 / 54 = 2,448 moles del mismo.