Mol, composición y medida
Una balanza analítica no cuenta átomos: cuenta gramos. Pero una reacción química no «sabe» de gramos, solo de cuántas partículas chocan entre sí. El mol es el puente entre lo que se mide en el laboratorio (masa) y lo que realmente ocurre a escala atómica (número de partículas).
El mol y la constante de Avogadro
En un recipiente cerrado se introduce una muestra de $44{,}10\text{ g}$ de propano gaseoso ($\mathrm{C_3H_8}$). a) Calcule la cantidad de sustancia de propano contenida…
En un recipiente cerrado se introduce una muestra de $44{,}10\text{ g}$ de propano gaseoso ($\mathrm{C_3H_8}$).
- a) Calcule la cantidad de sustancia de propano contenida en el recipiente y determine el número total de moléculas de propano presentes.
- b) Calcule el número de moles de átomos de hidrógeno y el número absoluto de átomos de hidrógeno presentes en la muestra.
Datos: Masas molares atómicas: $\mathrm{C} = 12{,}01\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\mathrm{H} = 1{,}008\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$. Constante de Avogadro: $N_{\mathrm{A}} = 6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$.
Masa atómica media: el promedio ponderado de los isótopos
El galio natural está constituido de forma exclusiva por dos isótopos estables: $^{69}\mathrm{Ga}$, con masa isotópica de $68{,}926\text{ u}$ y una abundancia natural…
El galio natural está constituido de forma exclusiva por dos isótopos estables: $^{69}\mathrm{Ga}$, con masa isotópica de $68{,}926\text{ u}$ y una abundancia natural del $60{,}11\,\%$, y $^{71}\mathrm{Ga}$, con masa isotópica de $70{,}925\text{ u}$ y una abundancia del $39{,}89\,\%$.
- a) Calcule la masa atómica relativa media ponderada del galio expresando el resultado con cuatro cifras significativas.
- b) Justifique brevemente por qué la masa atómica que figura en la tabla periódica para los elementos químicos rara vez coincide con un número entero exacto.
El boro natural posee una masa atómica media de $10{,}811\text{ u}$ y está compuesto únicamente por dos isótopos estables: $^{10}\mathrm{B}$, con masa isotópica de…
El boro natural posee una masa atómica media de $10{,}811\text{ u}$ y está compuesto únicamente por dos isótopos estables: $^{10}\mathrm{B}$, con masa isotópica de $10{,}0129\text{ u}$, y $^{11}\mathrm{B}$, con masa isotópica de $11{,}0093\text{ u}$.
- a) Plantee el sistema de ecuaciones correspondiente y determine con cuatro cifras significativas el porcentaje de abundancia natural de cada uno de los dos isótopos.
- b) En una pieza de boro elemental puro de $2{,}7028\text{ g}$, calcule la masa debida exclusivamente al isótopo $^{10}\mathrm{B}$ y el número total de neutrones aportados conjuntamente por todos los átomos de $^{10}\mathrm{B}$ contenidos en dicha pieza.
Datos: Número atómico del boro: $Z = 5$. Constante de Avogadro: $N_{\mathrm{A}} = 6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$.
Cifras significativas en una medida de laboratorio
En un ensayo de laboratorio se utiliza una balanza analítica con una incertidumbre absoluta de $\pm 0{,}0001\text{ g}$. Se tara previamente el vidrio de reloj y se pesa…
En un ensayo de laboratorio se utiliza una balanza analítica con una incertidumbre absoluta de $\pm 0{,}0001\text{ g}$. Se tara previamente el vidrio de reloj y se pesa una porción de cloruro de sodio ($\mathrm{NaCl}$), registrándose en el display una lectura de $2{,}3376\text{ g}$.
- a) Indique el número de cifras significativas de dicha medida de masa y exprese el resultado de la pesada junto con su incertidumbre absoluta asociada.
- b) Calcule la cantidad de sustancia (en moles) de $\mathrm{NaCl}$ pesada, expresando el resultado con el número riguroso de cifras significativas.
Datos: Masas molares atómicas: $\mathrm{Na} = 22{,}99\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\mathrm{Cl} = 35{,}45\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$.
Fórmula empírica y fórmula molecular
El análisis elemental cuantitativo de una muestra pura de un ácido carboxílico de cadena abierta revela una composición centesimal en masa de $40{,}00\,\%$ de carbono,…
El análisis elemental cuantitativo de una muestra pura de un ácido carboxílico de cadena abierta revela una composición centesimal en masa de $40{,}00\,\%$ de carbono, $6{,}71\,\%$ de hidrógeno y $53{,}29\,\%$ de oxígeno. Mediante un método físico complementario se determina que su masa molar es de $90{,}08\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$.
- a) Determine justificadamente la fórmula empírica de dicho compuesto orgánico.
- b) Deduzca su fórmula molecular y proponga una estructura semidesarrollada compatible que contenga un grupo carboxilo y un grupo hidroxilo.
Datos: Masas molares atómicas: $\mathrm{C} = 12{,}01\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\mathrm{H} = 1{,}008\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\mathrm{O} = 16{,}00\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$.
Un compuesto orgánico volátil gaseoso está formado únicamente por carbono, hidrógeno y nitrógeno. La combustión completa de una muestra de $1{,}452\text{ g}$ de dicha…
Un compuesto orgánico volátil gaseoso está formado únicamente por carbono, hidrógeno y nitrógeno. La combustión completa de una muestra de $1{,}452\text{ g}$ de dicha sustancia produce $2{,}201\text{ g}$ de $\mathrm{CO_2}$ y $1{,}351\text{ g}$ de $\mathrm{H_2O}$, convirtiéndose todo el nitrógeno en nitrógeno diatómico gaseoso ($\mathrm{N_2}$).
Por otra parte, se introduce una muestra de $0{,}5900\text{ g}$ del mismo compuesto en un matraz cerrado de $311{,}0\text{ mL}$ a una temperatura constante de $100{,}0\,^\circ\mathrm{C}$, alcanzando una presión en equilibrio de $1{,}000\text{ atm}$. Suponiendo comportamiento de gas ideal:
- a) Determine la masa de cada elemento en la muestra combustionada y deduzca la fórmula empírica.
- b) Calcule la masa molar experimental del gas y determine su fórmula molecular definitiva.
Datos: $R = 0{,}08206\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$. Masas molares atómicas: $\mathrm{C} = 12{,}01\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\mathrm{H} = 1{,}008\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\mathrm{N} = 14{,}01\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\mathrm{O} = 16{,}00\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$.