Examen con soluciones y valoración de cada pregunta

1.        El silicio que representa el 25% de la masa de la corteza terrestre tiene 3 isótopos naturales, ²⁸Si, ²⁹Si y ³⁰Si, cuyas masas isotópicas y abundancias relativas son las siguientes:

M(²⁸Si) = 27,98; Abundancia = 92,93%

M(²⁹Si) = 28,98; Abundancia = 4,67%

M(³⁰Si) = 29,97; Abundancia = 3,10%

A partir de estos datos calcula la masa atómica relativa del silicio.

¿Cuánto pesará como media en gramos un átomo de Silicio?

2.        Encuentra las partículas que forman estos átomos:    ₁₀²⁰ Ne ;  ₁₁²³Na⁺ ;  ₇¹⁵N^-3

3.       Explica el experimento de Rutherford. ¿Qué intentaba encontrar Rutherford? ¿Por qué Thomson o Dalton no pudieron realizar este experimento? Después del experimento ¿Qué conclusiones extrajo Rutherford?

4.       ¿Cómo está organizada la tabla periódica de Mendeleiev? ¿Qué interrogantes quedaron sin respuesta?

5.       En la reacción de 2,50 g de SO₂ con un exceso de PCl₅ según la ecuación se han obtenido  3,43 g de SOCl_{2  .} Calcular el rendimiento del proceso.

SO₂  +   PCl₅ →    SOCl₂  +   POCl₃

6.       Hacemos pasar 5 litros de sulfuro de hidrógeno (SH₂) gas , medido en condiciones normales, por una disolución que tiene 100mL de volumen y una concentración 3M  de Cloruro de cobre (II)  CuCl₂ . En la reacción se desprende cloruro de hidrógeno gas  (HCl) y  sulfuro de cobre (II) (CuS):

a) escribir la reacción y ajustarla.

b) Calcular los moles y gramos de sulfuro de hidrógeno.

c) Encontrar en reactivo limitante.

d) ¿Qué cantidad de reactivos sobrarán?

e) ¿Cuántos mL de cloruro de hidrógeno obtendré en condiciones normales?

7.        La composición centesimal de un compuesto es C: 7,79%; y el resto Cl. Calcula la fórmula empírica y molecular de un compuesto sabiendo que 1 L de su gas a 200ºC y  1,5 atm, tiene una masa de 5,96 g.

 

Datos

M_O: 16   M_S: 32  M_P: 31  M_Cl: 35,5  M_C:12  M_Cl: 35,5  M_Cu: 63,5   M_H;1  M_Cl: 35,5   M_S: 32  

   R=0,082atm.L/Kmol  C.N. 1atm 273 ºK    N_A =6.10²³

SOLUCIONES 

a.              Es un típico problema de mezclas:

(27,98. 92,93 + 28,98. 4,67 + 29,97. 3,10) / 100 = 28,28

1mol de Silicio pesa 28,28 g   6.10²³ átomos pesan 28,28g     1 átomo pesa 28,28/6.10²³ = 4,69.10^-23g

B.              Ne  10p 10e 10n   Na+: 11p, 10e, 12n   N-3: 7p, 10e 8n

c.              El experimento de Rutherford consistió en bombardear una fina lámina de oro con partículas alfa. Intentaba encontrar ¿Cómo era el átomo de oro por dentro?. Rutheford pudo hacer el experimento porque disponía de partículas alfa procedentes de la radiactividad recién descubierta. Al observar que la mayoría de las partículas pasaban sin desviarse supuso que el átomo estaba básicamente hueco por dentro. Por tanto la masa del átomo debía estar concentrada en una parte muy pequeña que llamó núcleo. Esta parte debía ser positiva. Los electrones, negativos y muy ligeros, estaban girando alrededor del núcleo de manera semejante a los planetas del sistema solar.

d.              La tabla periódica está organizada de forma que los elementos se ordenan en horizontal por su masa atómica relativa. Además vamos colocando en vertical los elementos con propiedades (valencia) parecidas.

Quedaron huecos ya que no se conocían todos los elementos. Había elementos que parecía que estaban mal colocados ya que pesaban ligeramente más que el siguiente. Y sobre todo quedaba sin explicar por qué los elementos se ordenaban en una tabla con grupos de 2, 10, 6 y 14 elementos.

E.              SO₂  +   PCl₅ ----   SOCl₂  +   POCl₃

64g       208,5g      119 g          153,5   

Con 2,50 g  de dióxido de azufre debería obtener   64 ---119

                                                                      2,50 – x    x= 4,65 g de SOCl₂

Pero como he obtenido solo 3,43g de SOCl₂  , el rendimiento habrá sido:

4,65 --- 100

3,43 --- x        x= 73,8% de rendimiento.

G.       SH₂   +  CuCl₂  -------  2 HCl    +    CuS

34g        134,5g          73g          95,5g

5 L de SH_{2   por} la ecuación de los gases p.V=nRT o bien sabiendo que 1 mol es 22,4L podemos calcular que los moles son  0,22 moles. En gramos  0,22 . 34= 7,59 g.

En la disolución 3M tengo  si en 1 L tengo 3 moles  en 100 mL tendré 0,3 moles

Con 1 mol de sulfuro de hidrógeno reaccionan 1 mol de cloruro de cobre. Sobra cloruro de cobre ya que tengo 0,3 moles. Exactamente sobra 0,3-0,22= 0,08 moles de cloruro de cobre.

 El reactivo limitante es el sulfuro de hidrógeno.

Utilizo el reactivo limitante  0,22 moles de sulfuro de hidrógeno. Obtengo el doble de cloruro de hidrógeno, es decir 0,44 moles.

Ocupan por la ecuación de los gases  V= nRT/p = 0,22 . 0,082. 273/1 = 4,93 L de HCl.

H.                  Para calcular la fórmula necesito calcular el número (moles) de cada uno de los átomos. En 100 g, los moles serán: 7,74/12 = 0,649 de C   92,26/35,5 = 2,599 de Cl.   Para encontrar la relación divido por el número más  pequeño  1 de C  y 4 de Cl    Fórmula empírica  CCl₄,

Para encontrar la fórmula molecular debo calcular la masa de 1 mol.  Para 1 L utilizo la fórmula de los gases:

1,5 .1 = n . 0,082 . 473   n=0,0387 moles   que pesan 5,96 g   luego 1 mol pesará 154 g

Luego la fórmula molecular coincide con la empírica CCl₄,

 La nota la puedes obtener con esta fórmula:

nota = ((a+B+C+D).10 + (e+F+G).15 )/85