lunes, 11 diciembre 2023

Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2015 (2s) | Soluciones de las preguntas 22, 23 y 24

Al azar

(BLOQUE 1) 22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS.) El boro tiene dos isótopos estables: 10B y 11B. El peso atómico exacto de este elemento es 10,811. Calcular la riqueza porcentual aproximada del isótopo 10B y decir dentro de qué intervalo queda la cantidad obtenida:

(A). (15 %, 25 %]
(B). (25 %, 35 %]
(C). (35 %, 45 %]
(D). (45 %, 55 %]

Solución: A. Los números de masa de los isótopos 10B y 11B son 10 y 11. Estas son, pues, sus masas aproximadas en uma. (Las masas exactas son 10,013 y 11,009.) Si llamamos x a la riqueza del 10B, la del 11B será 100-x. La masa atómica es una media ponderada de las masas atómicas de los isótopos en función de su abundancia. Por lo tanto, podemos escribir: 10,811 = [10x + 11(100-x)] / 100. La solución es: x = 19 %. Es decir, la riqueza del 10B es del 19 %, valor que queda dentro del intervalo (15 %, 25 %].


23. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE.) Disponemos del isótopo 10B puro y lo tratamos con H para formar un borano (que es un compuesto de B e H). La riqueza en B de este borano es del 76,8%. Hallar su fórmula empírica.

(A). 10BH
(B). 10BH2
(C). 10BH3
(D). 10BH4

Solución: C. Supongamos que disponemos de 100 g del borano. 76,8 g serán de 10B y el resto (23,2) de hidrógeno. El número de moles de átomos de cada uno de estos elementos en esos 100g será: B: 76,8/10 = 7,68; H: 23,2 / 1,008 = 23,02. (Para el 10B el cálculo es aproximado porque suponemos que su masa atómica es 10, si bien esta cantidad ha de ser muy próxima a la real ya que el 10B tiene 10 nucleones y cada nucleón pesa aproximadamente 1 uma.). La fórmula empírica sería B7,68H23,02, pero esa no es una forma adecuada de presentarla, sino con números enteros. Para ello, dividimos por la cantidad más pequeña y obtenemos BH3.


24. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES.) ¿Cuál es la fórmula molecular del borano anterior sabiendo que la densidad de este compuesto gaseoso a 15 ºC es 1,18 kg/m3 y que un mol del mismo ocupa a esa temperatura un volumen de 22,1 L?

(A). 10B2H6
(B). 10B3H6
(C). 10B4H6
(D). 10B6H6

Solución: A. Un valor de densidad de 1,18 kg/m3 equivale a 1,18 g/L. La densidad es la masa dividida por el volumen que ocupa. Por lo tanto, como la masa de un mol ocupa un volumen de 22,1 L, esta masa será igual a (22,1 L / mol) · 1,18 g/L = 26,08 g /mol. El peso fórmula del 10BH3 es aproximadamente 13. Por lo tanto, como 26,08 es prácticamente el doble de 13, la molécula real de este compuesto será 10B2H6.

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