Estos ejercicios se basan en la ley de proporciones
definidas, que asegura que cada compuesto tiene siempre la misma proporción
fija de átomos. Para resolverlos, se parte de la masa de la muestra o
del número de partículas dado, se convierte primero a moles
usando la masa molar o el número de Avogadro, y luego se
multiplica por los factores que da la fórmula química (cuántos átomos de
cada elemento hay en una molécula o unidad fórmula). Así se llega al número de
átomos de cada elemento o al número total de átomos.
Cuando se comparan distintas sustancias, el procedimiento es
el mismo: traducir todo a moles de átomos totales. Una misma cantidad de
moléculas no siempre significa la misma cantidad de átomos, ya que depende de
cuántos átomos tenga cada molécula o unidad fórmula. Del mismo modo, una masa
mayor no garantiza más átomos: todo depende de la masa molar. En
resumen, los problemas se resuelven siempre combinando tres ideas: mol, masa
molar y número de Avogadro, aplicados a la proporción de átomos
que dicta la fórmula química
Química de García
2.4.2.c.1. Una muestra de 75. g de fosfato de calcio
(Ca3(PO4)2) tiene una masa molar de 310.18
g/mol. Calcule: (a) El número de átomos de Ca, P y O presentes en la muestra.
(b) El número total de átomos que contiene.
2.4.2.c.2. Una muestra de 58.5 g de sulfato de sodio
anhidro (Na₂SO₄). Calcule: (a) El número de átomos de Na, S y O presentes en la
muestra. (b) El número total de átomos que contiene.
2.4.2.c.3. Una muestra de glucosa (C₆H₁₂O₆)
contiene 3.6 × 10²² átomos de carbono. ¿Cuál es la masa total de la
muestra en gramos?
2.4.2.c.4. En un experimento se detectan 1.2 ×
10²⁴ átomos de hidrógeno en una muestra de etanol (C₂H₆O). (c) ¿Cuál
es la masa total de etanol presente en la muestra?
Brown
15ed.Muestra 3.7. Sin usar calculadora, ordena estas
muestras según el número creciente de átomos de carbono: 12 g de ¹²C, 1 mol de
C₂H₂, 9 × 10²³ moléculas de CO₂.
15ed.Práctica 3.7. ¿Cuál de las siguientes muestras contiene la menor cantidad de átomos de sodio? (a) 1 mol de óxido de sodio (b) 45 g de fluoruro de sodio (c) 50 g de cloruro de sodio (d) 1 mol de nitrato de sodio. [brown.15ed.p.3.7]
15ed.Muestra 3.10. (a) ¿Cuántas moléculas de glucosa
hay en 5.23 g de C₆H₁₂O₆? (b) ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en esta muestra?
15ed.Práctica 3.10. ¿Cuántos átomos de cloro hay en 12.2 g de CCl₄? (a) 4.77 × 10²² (b) 7.34 × 10²⁴ (c) 1.91 × 10²³ (d) 2.07 × 10²³ [brown.15ed.p.3.10]
15ed.3.24 Sin hacer cálculos detallados (pero usando
una tabla periódica para los pesos atómicos), ordena las siguientes muestras
según el número creciente de átomos: 0.5 mol de moléculas de BCl₃, 197 g de
oro, 6.0 × 10²³ moléculas de CCl₄.
15ed.3.25d Calcula: número de átomos de N en 0.410 mol de NH₃. [brown.15ed.3.25.d]
15ed.3.27 La fórmula molecular de la sacarina, un
edulcorante artificial, es C₇H₅NO₃S. (a) ¿Cuál es la masa molar de la sacarina?
(b) ¿Cuántos moles de sacarina hay en 2.00 mg de esta sustancia? (c) ¿Cuántas
moléculas hay en 2.00 mg de esta sustancia? (d) ¿Cuántos átomos de C hay en
2.00 mg de sacarina?
15ed.3.28 Una muestra de glucosa, C₆H₁₂O₆, contiene 1.250 × 10²¹ átomos de carbono. (a) ¿Cuántos átomos de hidrógeno contiene? (b) ¿Cuántas moléculas de glucosa contiene? (c) ¿Cuántos moles de glucosa contiene? (d) ¿Cuál es la masa de esta muestra en gramos? [brown.15ed.3.28]
15ed.3.80 Sin hacer cálculos detallados (pero usando
una tabla periódica para los pesos atómicos), ordena las siguientes muestras
según el número creciente de átomos: 0.2 mol de moléculas de PCl₅, 80 g de Fe₂O₃,
3.0 × 10²³ moléculas de CO.
15ed.3.81d Calcula: número de átomos de O en 6.25 ×
10⁻³
mol de Al(NO₃)₃
15ed.3.82b ¿Cuántos moles de iones amonio
hay en 6.955 g de carbonato de amonio?
15ed.3.83 La fórmula molecular del ácido salicílico,
un compuesto común en limpiadores faciales, es C₇H₆O₃. (a) ¿Cuál es la masa
molar del ácido salicílico? (b) ¿Cuántos moles de ácido salicílico hay en 0.5
mg de esta sustancia? (c) ¿Cuántas moléculas hay en 0.5 mg de esta sustancia? (d)
¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 0.5 mg de ácido salicílico?
15ed.3.84 Una muestra de la hormona sexual masculina
testosterona, C₁₉H₂₈O₂, contiene 3.88 × 10²¹ átomos de hidrógeno. (a) ¿Cuántos
átomos de carbono contiene? (b) ¿Cuántas moléculas de testosterona contiene? (c)
¿Cuántos moles de testosterona contiene? (d) ¿Cuál es la masa de esta muestra
en gramos?
Química de Chang
10ed.Ejemplo 3.7. ¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en
25.6 g de urea [(NH₂)₂CO], que se usa como fertilizante, en alimento para
animales y en la fabricación de polímeros? La masa molar de la urea es 60.06 g.
10ed.Práctica 3.7. ¿Cuántos átomos de H hay en 72.5 g
de isopropanol (alcohol para fricciones), C₃H₈?
10ed.3.11 La población mundial es aproximadamente 6.5
mil millones. Supón que cada persona en la Tierra cuenta partículas idénticas a
una tasa de dos partículas por segundo. ¿Cuántos años tomaría contar 6.0 × 10²³
partículas? Asume 365 días por año.
10ed.3.12 El grosor de una hoja de papel es 0.0036
pulgadas. Supón que un libro tiene un número de páginas igual al número de
Avogadro; calcula el grosor del libro en años luz. (Pista: consulta el problema
1.49 para la definición de año luz.)
10ed.3.27 Calcula el número de átomos de C, H y O en
1.50 g de glucosa (C₆H₁₂O₆), un azúcar.
10ed.3.28 La urea [(NH₂)₂CO] se usa como fertilizante
y en muchas otras cosas. Calcula el número de átomos de N, C, O y H en 1.68 ×
10⁴ g de urea.
Referencias
Brown, T. L., LeMay, H. E. Jr., Bursten, B. E., Murphy, C.
J., & Woodward, P. M. (2022). Chemistry: The Central Science (15th
ed., AP Edition). Pearson Savvas Higher Education.
Chang, R.,
& Overby, J. (2010). Chemistry (10th ed., AP
Edition). McGraw Hill.
García García, J. L. (2025). Dimensional Analysis in
Chemistry Textbooks 1900-2020 and an Algebraic Alternative. Educación
química, 36(1), 82-108.
García García, J. L. (2025). Química general: Una guía moderna para bachillerato y universidad con enfoque algebraico. Ciencias de Joseleg. https://cienciasdejoseleg.blogspot.com/p/quimica-general-garcia.html
No hay comentarios:
Publicar un comentario