(BLOQUE 1) 22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Supongamos que se acuerda cambiar la referencia de la unidad de masa atómica de modo que, en adelante, se considerará que 1 átomo de 12C tiene una masa de 1 unidad de masa atómica (uma). En ese hipotético nuevo sistema, ¿cuál sería la masa de una molécula de agua expresada en uma? (Datos: los pesos atómicos del O y el H en el sistema actual son, respectivamente, 15,999 y 1,008).
(A). Muy aproximadamente 1,5 uma.
(B). 216,18 uma.
(C). Habría que medirla experimentalmente.
(D). En el nuevo sistema, una molécula de agua tendría la misma masa en uma que en el sistema vigente (18,015 uma).
Solución: A. El peso atómico es una cantidad adimensional que se define como la relación entre la masa atómica promediada de los átomos de un elemento y la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12. Por otro lado, la unidad de masa atómica es la doceava parte de la masa de un átomo de C-12. Por eso, un átomo de C-12 tiene una masa de 12 uma.
La masa atómica (promedio) del O es 15,999. Esto significa que la masa de un átomo de O es 15,999 / 12 = 1,33325 veces la masa de un átomo de C-12. Como en el nuevo sistema al átomo de C-12 se le asignaría una masa de 1 uma, al O debería asignársele una masa de 1,33325 uma. Por el mismo razonamiento, al H habría que asignarle una masa de 1,008 / 12 = 0,084 uma. Por lo tanto, la masa de una molécula de agua en el nuevo sistema sería 1,33325 + 2·0,084 = 1,50125 uma.
Otra forma más inmediata de verlo es la siguiente. El peso atómico del C es aproximadamente 12; el peso molecular del H2O es aproximadamente 18. Es decir, el H2O pesa 18 / 12 = 1,5 veces lo que pesa el C. Por tanto, si consideramos que el peso del C es 1 uma, el del H2O será 1,5 uma.
23. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE). ¿Cuál sería la equivalencia entre unidad de masa atómica y gramo en el nuevo sistema?
(A). 1 uma nueva = 2·10–23 g (en números redondos)
(B). 1 uma nueva = 1,38·10–25 g
(C). 1 uma nueva = 1,66·10–24 g
(D). La relación entre uma y gramo sería la misma en ambos sistemas.
Solución: A. El peso de un mol de átomos de C-12 (o sea, 6,022·1023 átomos de C-12) es su peso atómico expresado en gramos, es decir, 12 g. Por lo tanto, un solo átomo de C pesará 1,993·10–23 g, que podemos redondear a 2·10–23 g. En el sistema actual, por definición, el átomo de C-12 pesa 12 uma; en el sistema nuevo, el átomo de C-12 pesaría 1 uma(nueva). Pero el peso en gramos sería siempre el mismo. Por lo tanto, 1 uma(nueva) = 2·10–23 g.
24. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). La reacción de producción del denominado gas de agua o gas de síntesis es esta:
C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)
Si trabajáramos con las unidades de masa del nuevo sistema, ¿qué masa de gas hidrógeno, en gramos, se produciría a partir de 5 g de C?
(A). 0,168 g de H2
(B). Muy aproximadamente 10 g de H2
(C). 0,069 g de H2
(D). La misma cantidad que si trabajamos con las unidades del sistema vigente.
Solución: D. El sistema nuevo tiene una nueva unidad de masa atómica, pero el gramo sigue siendo el gramo. Por lo tanto, los gramos que se obtengan trabajando en el sistema vigente tienen que ser los mismos que los que se obtengan trabajando en el nuevo sistema.
