(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA, LA 26 Y LA 27 ESTÁN RELACIONADAS.) Una bombona que contiene cierto hidrocarburo gaseoso que se puede considerar ideal pesa 12,377 kg, siendo el peso del recipiente 9,854 kg. Se ha dejado salir todo el gas, introduciéndolo en un recipiente de 1,042 m3 a una presión de 1,013 atm y a 19,5 ºC de temperatura. ¿Cuál es el peso molecular del gas? (Datos: Pesos atómicos: C = 12; H = 1; O = 16; densidad del agua líquida a T ambiente ≅ 1 g/mL.)
(A). Se obtiene un valor entre 30 y 39,99 g/mol.
(B). Se obtiene un valor entre 40 y 49,99 g/mol.
(C). Se obtiene un valor entre 50 y 59,99 g/mol.
(D). Se obtiene un valor entre 60 y 69,99 g/mol.
Solución: C. Por el peso de la bombona llena y vacía es fácil deducir que se dispone de m = 2523 g de gas. Su peso molecular, M, se puede calcular a partir de la ecuación de los gases: pV = nRT = (m/M)RT ⇒ 1,013 atm · 1042 L = (2523 g / M) · 0,082 (atmL/molK) · 292,5 K ⇒ M = 57,33 g/mol.
26. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 27.) Este gas se quema con oxígeno puro en exceso, obteniéndose en la combustión 3,9 L de agua líquida a temperatura ambiente. ¿Cuántos gramos de H existían en los 2523 g de gas de hidrocarburo?
(A). Se obtiene un valor menor de 250 g.
(B). Se obtiene un valor entre 250 y 500 g.
(C). Se obtiene un valor entre 500,01 y 750 g.
(D). Se obtiene un valor mayor de 750 g.
Solución: B. Si la densidad del agua a T ambiente es ≅ 1 g/mL, 3,9 litros de agua pesarán aproximadamente 3900 g. Como cada mol de H2O (18 g) contiene 2 g de H, 3900 g de agua contendrán aproximadamente (2/18) · 3900 = 433 g de H. Esa será la masa de H contenida en el gas, ya que, como lo que se quema es un hidrocarburo, que solo contiene H y C, todo el H del agua que se obtiene en la combustión solo puede provenir del hidrocarburo.
27. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 26.) ¿Cuál es la fórmula molecular del hidrocarburo?
(A). C2H5
(B). C2H6
(C). C3H8
(D). La fórmula que se obtiene no es ninguna de las que aparecen en las otras respuestas.
Solución: D. Si 2523 g del hidrocarburo contienen 433 g de H, el resto será de C: 2090 g. Dividiendo esas cantidades de H y C por sus pesos atómicos respectivos se obtiene la relación de moles de átomos de ambos elementos, que resulta ser de 433:174,2. Dividiendo por el número menor obtenemos la relación equivalente 2,49:1. Y multiplicando por 2 llegamos muy aproximadamente a la relación 5:2. Esto quiere decir que la fórmula empírica del hidrocarburo es C2H5. El “peso fórmula” correspondiente a esa fórmula empírica es 29. Como 29 es aproximadamente la mitad del peso molecular, calculado en un apartado anterior (57,33 g/mol), la fórmula molecular es C4H10.
