Resolución y explicación de ejercicios básicos de química

Si necesitan más ejercicios de este tipo pídanlos en comentario y se ampliará la entrada.

Se van a plantear una serie de ejercicios relacionados con conceptos básicos de química. (pincha si aún no los has visto)

1 

Sabiendo que la masa molecular de hidrógeno es 2 y la del oxígeno 32, conteste razonadamente a las siguientes cuestiones: 

a) ¿Qué ocupará más volumen, un mol de hidrógeno o un mol de oxígeno en las 

mismas condiciones de presión y temperatura? 

b) ¿Qué tendrá más masa, un mol de hidrógeno o un mol de oxígeno? 

c) ¿Dónde habrá más moléculas, en un mol de hidrógeno o en un mol de oxígeno?

Resolución

a) Despejando el volumen de la ecuación de los gases ideales: 

V= n·R·T / P

Observamos que el número de moles es igual, 1, R es constante y se encuentran a la misma presión y temperatura, por lo que ocuparán el mismo volumen.

b) Aplicando el concepto de mol: 

            1 mol H2 ≡ 6.022 ×10²³ moléculas H2 ≡ 2 g 

            1 mol O2 ≡ 6.022 ×10²³  moléculas O2 ≡ 32 g 

De esto deducimos que la masa de un mol de oxígeno (32g) es superior a la masa de un mol de 

hidrógeno. (2g)

c) Como se ha visto en el apartado anterior en ambos  hay el mismo número de moléculas. (6.022 ×10²³)

2  

a) ¿Cuál es la masa, expresada en gramos de un átomo de sodio?  

b) ¿Cuántos átomos de aluminio hay en 0’5 g de este sodio? 

c) ¿Cuántas moléculas hay en una muestra que contiene 0’5 g de tetracloruro de 

carbono? 

Resolución

3 

Una mezcla de dos gases está constituida por 2 g de SO2 y otros 2 g de SO3 y está 

contenida en un recipiente a 27º C y a 2 atm de presión. Calcule: 

a) El volumen que ocupa la mezcla. 

b) La fracción molar de cada gas.      

Resolución

Hay dos formas de hacerlo, ésta en la que se toman los moles por separado y después se suman los volúmenes obtenidos, o bien tomando el total desde el principio. A gusto de cada uno.

-Alternativa apartado a) tomando partes y sumando-

a) Calculamos primero el volumen que ocupan cada gas: 

De la ecuación de los gases perfectos: P — V = n — R — T, de aquí, despejando V, tendremos V = n — R — T / P, por tanto, tenemos que calcular primero n = moles de gas = Masa de gas (g) / Masa molecular de gas(g — mol^-1). 

En el caso del SO2 resulta n (SO2) = 2 g / (32 + 2 — 16) g — mol^-1 = (2 / 64) moles = 0’031 moles. 

En el caso del SO3 resulta n (SO3) = 2 g / (32 + 3 — 16) g — mol^-1= (2 / 80) moles = 0’025 moles.

T = (27 + 273) K = 300 K. Por consiguiente:

V (L) = (0’031 mol ·— 0’082 atm·—L·/K—·mol ·300 K / 2 atm) = 0’381 L SO2

V (L) = (0’025 mol — 0’082 atm·—L/—K·mol ·— 300 K / 2 atm) = 0’308 L SO3

V (total) = V (SO2)  +  V (SO3) = 0’381 L  +  0’308 L = 0’689 L 

-Alternativa apartado a) tomando el total-

Se podría haber resuelto teniendo en cuenta los moles totales de gases: 

n (total) = n (SO2)  +  n (SO3)  = 0’031 + 0’025 = 0’056 moles 

y aplicando la fórmula tendríamos:

V (L) = (0’056 mol — · 0’082 atm—·L/—K·—mol  ·— 300 K / 2 atm) = 0’689 L

c) Las fracciones molares de cada gas viene dada por; fracc.molar = moles de gas/ moles totales. Por tanto:

fracc.molar(SO2) = 0’031mol / 0’056 mol  =  0’554 

fracc.molar(SO3) = 0’025mol / 0’056 mol  =  0’446

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