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ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE Y SOLUCIONES 2.º 1 L de gas cloro con 2 L de gas dióxido de cloro. El número de moléculas de cloro que se combinan es la mitad que el número de moléculas de oxígeno. Cada molécula de cloro contiene dos átomos de Cl. Cada uno de estos dos átomos forma parte de una molécula de dióxido de cloro porque se forma el doble de moléculas de ese gas. En resumen:
Cuando reacciona ácido clorhídrico con hidróxido de sodio para formar cloruro de sodio y agua lo hace en la proporción de masas que establece la primera línea de la tabla en la que no sobra ningún reactivo. En la segunda línea se combinan 100 g de hidróxido de sodio con ácido clorhídrico, y como la reacción se produce en la proporción de la primera línea, solo reaccionan x gramos de ácido clorhídrico: 36,5 g deHCl x g deHCl 40 g de NaOH 100 g de NaOH 36,5 g deHCl 100 g deNaOH 91,25 g deHCl 40 g deNaOH =
x =
Oxígeno (O2) 2L
=
?
Sobran, por tanto, 100 g - 91,25 g = 8,75 g de la cantidad inicial de HCl. Además se producen y gramos de cloruro de sodio:
4
58,5 g de NaCl y g deNaCl 40 g de NaOH 100 g de NaOH 58,5 g de NaCl 100 g de NaOH 146,25 g deNaCl 40 g de NaOH =
y
=
=
?
3
Masa inicial NaOH (g)
Masa formada NaCl (g)
Masa formada H2O (g)
Masa sobrante (g)
36,5
40
58.5
18
0
100
100
146,25
45
8,75 de HCl
62,39
68,38
100
33,70
0
65,63
50
73,13
146,25
20 de HCl
La hipótesis de Avogadro dice que en iguales condiciones de presión y temperatura, volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de partículas, las partículas son moléculas en este caso. 1.º 2 L de gas oxígeno con 2 L de gas dióxido de cloro. En consecuencia, se obtendrá el mismo número de moléculas de dióxido de cloro que de moléculas de gas oxígeno había. Como los átomos de O en el gas dióxido de cloro proceden del gas oxígeno, cada molécula individual de dióxido de cloro tendrá, también, el mismo número de átomos de O que el gas oxígeno.
68
dióxido de cloro (OCl2) 2L
?
6,0151234 u + (100 - x 7,0160048 u ?
100
=
6,9417394 u
Despejando y resolviendo la ecuación: 6,0 15 12 34 x + 7 01, 6 00 48 - 7, 0 16 00 48 x = 6 94, 1 73 94 6,0 15 12 34
-
7, 0 16 00 48i x x =
-
=
6 94, 1 73 94
-
7 01, 6 00 48
,
1,0008814
-
= 7,42. Por eso la abundancia de cada isótopo: 7,42 % Li-6: Li-7: (100 - 7,42) = 92,58 %
x
5
Masa inicial HCl (g)
"
Los porcentajes suman 100 %. El porcentaje de abundancia para cada isótopo: Li-6, su porcentaje es la incógnita x Li-7, su porcentaje es la diferencia (100 - x ) x
En la reacción también se produce agua. Como en el resto de los compuestos se podría establecer la proporción para calcular la cantidad de agua que se genera, sin embargo vamos a utilizar la ley de conservación de la masa para obtenerla: m(HCl) + m(NaOH) = m(NaCl) + m(H2O) 91,25 g + 100 g = 146,25 g + m(H2O) m(H2O) = 45 g Para completar las dos filas siguientes procedemos de manera análoga. Los resultados son:
+ Cloro (Cl2) 1L
Las similitudes son en relación a que ambas son técnicas espectroscópicas y de absorción. En ambas técnicas las muestras son iluminadas con luz para que cada muestra absorba aquellos fotones que es capaz. El estudio de la parte del espectro que falta, la parte absorbida, nos permite identificar la sustancia presente en la muestra. Una de las diferencias se encuentra en el objetivo de la técnica: en la de absorción atómica es identificar átomos metálicos, mientras que en la de absorción infrarroja se identifican los enlaces presentes en la sustancia a analizar. Otra de las diferencias está en la banda del espectro con la que trabaja cada técnica: en la absorción atómica se trabaja con un amplio espectro que incluye algo del infrarrojo visible y algo del ultravioleta, mientras que en la de absorción infrarroja solo se trabaja con infrarrojo. Otra diferencia, ligada al fundamento físico del fenómeno: en espectroscopía de absorción atómica los electrones, sin salir del mismo átomo, saltan de un orbital a otro dentro del átomo; mientras que en la espectroscopía de absorción infrarroja los electrones, forman parte de los enlaces, saltan de un nivel de energía del enlace a otro nivel de energía del enlace (vibracional o rotacional).
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