Examen de Principios de Química y Estructura – Septiembre 2011 | Soluciones de las preguntas 25, 26 y 27

(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA, LA 26 Y LA 27 ESTÁN RELACIONADAS.) (En estos ejercicios, considérese que se trata con gases ideales.) A 0º C y 1 atm la velocidad de difusión de cierto gas A se puede expresar como v_A = 0,848v_Ne, siendo v_Ne la velocidad de difusión del gas neón en las mismas condiciones. ¿Cuál es la masa molecular del gas A, sabiendo que el peso atómico del Ne es 20,18?

(A). Se obtiene un valor comprendido entre 17 y 21
(B). Se obtiene un valor comprendido entre 36 y 40
(C). Se obtiene un valor en torno a 80
(D). No se obtiene ninguno de esos valores

Solución: D. El Ne es un gas monoatómico. Suponiéndolo ideal, un mol de este gas (20,18 g) ocupa 22,4 L a 0º C. Su densidad teórica en esas condiciones es, pues: 0,901 g/L. 

Por la ley de Graham: v_A/v_Ne = (ρ_Ne/ρ_A)^1/2. Con los datos del enunciado: 0,849v_Ne/v_Ne = (0,901/ρ_A)^1/2. De aquí: ρ_A = 1,253 g/L. Y como la densidad se puede escribir como  ρ_A = m_A/V_A ≡ M_A/22,4, se deduce que la masa molecular de A es: 28,07.

26. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 27.) ¿De cuál de los siguientes gases se podría tratar A?

(A). N₂
(B). SO₃
(C). H₂
(D). Butano

Solución: A. El valor que se obtiene para el peso molecular del gas A es 28. Aunque no se tienen por qué conocer de memoria los pesos atómicos de los elementos, es sabido por todo estudiante de química que el peso del H₂ es 2, luego este queda descartado. También cabe descartar el SO₃ porque debe saberse que el S, por su posición en la tabla, tiene un peso atómico muy superior a 28, y además viene acompañado de tres O. En cuanto al butano, este contiene cuatro átomos de C, elemento del cual, por su posición en la tabla, debe saberse que su masa atómica es superior a 6 (ya que ese es su número atómico y la masa atómica siempre es superior al número atómico excepto en el hidrógeno). Por tanto, el peso molecular del butano tiene que ser superior a 6×4 + 10 (ya que contiene 10 H).

27. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 26.) ¿Cuál será la densidad del Ne a 120º C y 1,3 atm?

(A). Se obtiene un valor comprendido entre 0,600 y 0,700 g/L
(B). Se obtiene un valor comprendido entre 1,000 y 1,200 g/L
(C). Se obtiene un valor superior a 1,300 g/L
(D). Se obtiene un valor no comprendido en los otros intervalos

Solución: D. A través de la expresión PV/T = P’V’/T’ se puede calcular el volumen V’ ocupado por un mol de Ne a 120 ºC (393 K) y 1,3 atm: 1×22,4/273 = 1,3xV’/393. Este volumen resulta ser de 24,80 L. Por lo tanto, la densidad será: 20,18g/24,80L = 0,813 g/L.