quimica trilce

7/25/2019 Quimica Trilce

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Qumica


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D pto. Pedaggico TRILCE

D erechos de E dicin

A sociacin Educativa TRILCE

Tercera Edicin, 2007.

Todos los D erechos Reservados. Esta publicacin no

puede ser reprodu cida, ni en tod o ni en p arte, ni

registrada en, o tran sm itida p or, un sistem a derecuperacin de inform acin, en ninguna form a y por

ningn m edio, sea m ecnico, fotoqum ico, electrnico,

m agntico, electroptico, por fotocopia, o cualquier

otro, sin el perm iso previo de la editorial.


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Qumi ca

INTROD UCCIN

El conjunto de todos los seres vivos, objetos y hechos que nos rodean form an lo que denom inam os naturaleza. Estos hechos que

observam os a nuestro alrededor no se dan aisladam ente y constituyen un conjunto de elem entos que se relacionan entre s y

reciben el nom bre de ciencias naturales.

La ciencia es el i ntento de relacionar l a cat ic a diversidad de nuestra experiencia sensori a l con un sistema

lgico, estr uctur ado y uniforme de pensamiento.

La qum ica, una ciencia natural, est en todas partes: La ropa que usas, la silla en que te sientas, los lentes que utilizam os, la tierra

donde crecen los cultivos, etc., todo ello es m ateria, y es objeto de estudio de la qum ica.

La qumi ca es la cienci a que estudia l a materi a, su estr uct ura nti ma, sus cambi os, sus relaci ones con la

energa y las l eyes que ri gen esos camb io s.

Es probable que el significado de la palabra qumicaderive de la voz egipcia khem, en alusin al propio Egipto, tierra negra y frtil

donde la qum ica se origin en la m elanosis y se consider com o el arte negro.

G racias a la aplicacin cientfica de la qumica,se han obtenido m illones de sustancias que el hom bre ha creado para su bienestar:

ayud a poderosam ente a nuestro sustento el fabricar abonos artificiales y productos qum icos que increm entan la calidad y la

cantidad de los alim entos, as com o su conservacin y utilizacin; contribuye a nuestro vestido al proporcionar las fibras sintticas

que sustituyen la dem anda de las fibras naturales; favorece nuestra salud al sum inistrar drogas y m edicam entos que salvan la vida

hum ana al com batir y aliviar las enferm edades; m ejora nuestra calidad de vida, al facilitarnos m ateriales de construccin, com uni-

cacin, transporte, y fabricacin una infinidad de productos que diariam ente utilizam os y; por ltim o, se quiera o no, y por m ucho

idealism o que se profese, el edificio del am or hum ano, con todo lo que esta palabra im plica de bestialidad y de sublim acin, de

furor y de sacrificio, con todo lo que significa de ligero, conm ovedor o de terrible, est constituido sobre las m nim as diferencias

m oleculares del fenantreno, donde la qum ica est en accin.

El cam po de estudio de la qum ica es m uy am plio y por tanto resulta im posible que algn qum ico pueda poseer todo s los

conocim ientos que constituyen esta ciencia. Esta razn y otras de carcter didctico determ inan que la qum ica se divida en varias

ram as:

1.1. Qumica General.- C om prende los conceptos bsicos referidos a la estructura ntim a de la m ateria y sus propiedades.

1.2 . Qumica Inorgnica.- Su cam po se refiere a las sustancias que form an el reino m ineral.

1.3 . Qumica orgnica.- Estudia los com puestos del carbono, com puestos que se encuentran am pliam ente distribuidos en los seres

vivos.

1.4. Fisicoqumica.- C om prende el estudio de las propiedades fsicas y estructura de la m ateria, las leyes de la interaccin qum ica

y fsica y las teoras que la gobiernan.

1.5 . Qumica Analtica.- com prende los m todos de reconocim iento y determ inacin de los constituyentes de los com puestos,

tanto en su calidad,anlisis cual itativo, com o en su proporcin , anlisis cuantitati vo.


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Finalm ente, querem os indicar que el nivel de los problem as propuestos est estructurado en orden creciente al grado de

dificultad. Los prim eros problem as son bsicos y form ativos para afianzar los conocim ientos adquiridos, m ientras que los

problem as interm edios son de exm enes de adm isin de las diferentes Universidades del Per. Por ltim o, los problem as

finales tienen un grado de dificultad superior, orientado a los alum nos que ya tienen una form acin slida, y lo que desean

es poner a prueba sus habilidades.

La O rganizacin T RILC E agradece por anticipado todos los aportes que se hagan llegar a esta prim era edicin y agradece

infinitam ente a todas las personas que hicieron posible cristalizar este proyecto tan esperado por la fam ilia TRILC E.


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Captulo

M ATERI A

EMPDOCLES D E ACRAGAS

N aci en Acragas (Agrigento) en el ao 483 a.C . Fue una persona polifactica: sacerdote,

m stico, profeta, predicador, m dico, poeta, filsofo y poltico. Recorri las ciudades de la

M agna G recia y algunos afirm an que m uri arrojndose al crter del volcn Etna (430).

H asta nosotros han llegado m uchos fragm entos de sus him nos purificatorios y de su

obra Sobre la Naturaleza.

A diferencia de los m ilesios, quienes sostenan que haba un Principio nico de Todas

las C osas, Em pdocles sostena que haba cuatro sustancias fundam entales:tierra,agua,

airey fuego. Todas las cosas se form an pormezclay separacinde estos cuatro elem en-

tos. Estos elem entos, segn Aristteles eternam ente subsistentes y no engend rados,

son indestructibles. N o nacen ni perecen, y por la m ezcla de sus partculas con las de los

otros tres elem entos se form an las diversas cosas que conocem os. El devenir es cam bio

por reunin y separacin de partculas; pero, con propiedad, nada nace y nada m uere. No se da nacimiento de ninguna

de las cosas mortales, ni un acabarse en la maldita m uerte, sino slo mezcla y cambio de las cosas mezcladas.

En el m undo fsico que nos rodea slo hay m ateria que se m anifiesta en form a de m asa o energa y stas se encuentran

ntim am ente relacionadas. Pero, ques la materia? R esulta difcil dar una definicin de m ateria m ediante trm inos corrien-

tes.

Para nosotros,mater i a, es todo aquello que constituye los cuerpos; es la base del U niverso y presenta dos propiedades

fundam entales: ocupa espacio en el universo y posee m asa, y com o consecuencia im presiona nuestros sentidos. La m ateria

se presenta en form a m uy diversa, pero toda ella tiene la m ism a estructura: est form ada por tom os, m olculas e iones.

Cuerpo: Es toda porcin lim itada de m ateria.

Sistema: Es aquella parte del universo fsico cuyas propiedades se estn investigando. El sistem a est confinado a un lugar

definido del espacio por la frontera que lo separa del m edio am biente.

tomo:Es la partcula m s pequea de los elem entos hasta donde se conserva su identidad. Es decir, fracciones m spequeas pierden la inform acin sobre la identidad.

Mo lcul a: Es la partcula m s pequea de un com puesto o elem ento que tiene existencia estable o independiente en la

naturaleza, estando form ada por la unin ntim a de dos o m s tom os.

PROPIEDAD ES DE LA MATERIA:

Son las caractersticas que la identifican, es decir, las diversas form as com o es percibida por nuestros sentidos; por ejem plo:

color, olor, densidad, estado de agregacin, punto de fusin, punto de ebullicin, etc.

D enom inam os pr op iedades generales a aquellas caractersticas que posee la m ateria en general, independiente de su

identidad. Son propiedades generales:


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Extensin o Volumen: La m ateria ocupa un lugar en el espacio. En el vaco no hay m ateria.

Inerc ia: Se opone a cam biar el estado de m ovim iento rectilneo uniform e o de reposo en que se encuentra la m ateria.

Impenetrabi l idad: D os cuerpos no pueden ocupar al m ism o tiem po el m ism o lugar.

Porosidad: Entre las partculas que form an la m ateria existe espacio vaco.

Div is ib i l idad: La m ateria puede fragm entarse.

Las propiedades intensivas, a su vez, se puede clasificar en :

Pr op iedades Fsic as: son las caractersticas de una sustancia que la distingue de las dem s, por lo que no im plica cam bio

alguno en ninguna otra sustancia. Son ejem plos: puntos de fusin, punto de ebullicin, estados de agregacin, densidad,

viscosidad, tensin superficial, dureza, etc.

Cambi o Fsic o:es la m odificacin en la form a de la m ateria; pero noen su identidad qum ica. Son reversibles y se puede

recuperar la condicin inicial cuando cesa la accin que produjo el cam bio. Los cam bios de estado fsico son ejem plos de

cam bios fsicos.

Pro pi edades Qumi cas: son las cualidades caractersticas de una sustancia que la hacen cam biar, bien sea por s m ism a

o por la accin de otras sustancias. Por ejem plo, es caractertico que el alcohol arda, el hierro se oxide y el sodio reaccione

violentam ente con el agua.

Cambi o Qumico : es la m odificacin en la cual una o m s clases de m ateria son transform adas en una nueva clase de

m ateria. La form acin de herrum bre en el hierro, durante la cual el hierro se com bina con el oxgeno del aire para form ar un

nuevo m aterial llam ado herrum bre (Fe2O 3), es un ejem plo de cam bio qum ico. Los m ateriales originales (hierro y oxgeno)

se com binan qum icam ente y no pueden ser separados por m edios fsicos. Los cam bios son perm anentes y slo por otros

cam bios qum icos se puede recuperar la condicin inicial.

Las propiedades de la m ateria se pueden clasificar en extensivas e intensivas:

Son propiedades extensivasaquellas cualidades de la m ateria dependientes de la m asa. Son adit ivasy no adecuadas

para identificar a la m ateria. El tam ao, la form a, peso, volum en y calor absorbido po r los cuerpos, son ejem plos de

propiedades extensivas.Son pr opi edades int ensivasaquellas cualidades de la m ateria independientes de la m asa. No son ad i t i vaspero s

adecuadas para identificarla. El punto de fusin, punto de ebullicin, densidad, dureza, viscosidad, inflam abilidad, son

ejem plos de propiedades intensivas.

Por ejem plo, la sustancia, que denom im am os alco hol etli co, es un lquido incoloro que funde a -117,3C , hierve a

78,5C, tiene una densidad de 0,789 3 g/m L, con un calor especfico de 2,43 J/g inflam able y com bustible. N inguna otra

sustancia tiene este nico conjunto de propiedades.

ESTAD OS D E AGREGACIN D E LA MATERIAU na prim era form a de clasificar la m ateria es de acuerdo al estado de agregacin en que se encuentran en la naturaleza:

slido, lquido y gaseoso.

U na clasificacin plenam ente satisfactoria de la presencia de tres estados de agregacin en la m ateria se alcanz el siglo

pasado, gracias al m odelo cintico-m olecular. Segn este m odelo, toda m ateria est constituida por partculas extraordina-

riam ente pequeas, reciben el nom bre de tom os o m olculas, las cuales interactan entre s por fuerzas de atraccin(interacciones m oleculares) y fuerzas de repulsin (m ovim ientos m oleculares). D e la m agnitud de esta interaccin y de la

tem peratura (que determ ina los m ovim ientos m oleculares), depende que la m ateria se presente com o slido, lquido o gas.

O bs: C om entar sobre el estado plasm tico y base - Einstein.

Cuadro: Resum en de las fuerzas de atraccin y repulsin. Slo debem os recordar que la tem peratura increm enta los

m ovim ientos m oleculares y debilitan las fuerzas de atraccin.

Fuerzas de atraccin

Fuerzas interinicas

Enlaces puente de hidrgeno

Interacciones dipolo-dipolo

Fuerzas de dispersin de london

Fuerzas de repulsin

M ovim ientos rotacionales

M ovim ientos vibracionalesM ovim ientos traslacionales


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C aractersticas y ejem plos de la fase slida, lquida y gaseosa.

Cue r po C a r ac t e rst i c a s Fase

H ielo,

sal co m n

calcita

V olum en y form a d efinida, ordenam iento

tridim ensional (cristales), incom presibles,

difusin m uy lenta.

S LID A

A gua,

gasolina,

alcohol

V olum en definido, form a variab le, difusin

restringida, fluidos, no existe o rden am ien to

tridim en sional.

LQ U ID A

V apor

prop ano

aire

V olum en y form a variables difusin,

m iscibilidad , com presibilidad . G A SEO SA

FASE es toda porcin de m ateria uniform e en la que sus propiedades fsicas y qum icas son las m ism as.

Variando la m agnitud de las fuerzas repulsivas, por ejem plo de la tem peratura, se producen los cam bios de fase, descritos

a continuacin.

SU BLIM AC I N

SOL IDO L IQUIDO GAS

FU SI N EVAPO RAC I N

SO LID IFIC A C I N

LICU AC I N

C O N D E N S A C I N

SU BLIM AC I N IN VER SA

C O M P E N S A C I N

D ism inucin de TT

A um ento de T

C am bios de fase

Ejem plos de sustancias que sublim an: hielo seco, yodo slido, cafena, alcanfor, naftalina.

Algunos autores establecen una diferencia entre evapor acin y vapor izacin; utilizan el prim er trm ino para referirse alcam bio de fase en la superficie del lquido a una tem peratura m enor a la tem peratura de ebullicin y el segundo trm ino para

referirse al cam bio de fase durante la ebullicin del lquido.

CLA SIFICAC IN D E LA MATERIA

Ahora bien, para estudiar la m ateria, es necesario un ordenam iento sistem tico de la m ism a.

La m ateria es he t er ogneacuando podem os detectar en ella fcilm ente, a sim ple vista o con la ayuda de una lupa o

m icroscopio, dos o m s partes que la form an, cada una de las cuales tiene propiedades diferentes. C om o ejem plo de m ateria

heterognea podem os m encionar la m adera y el granito: en la prim era, distinguim os anillos de diferentes color y dureza que

hace suponer que se trate de diferentes clases de m ateria; en el segundo, puede apreciarse partculas de distintos aspectos,

unas brillantes y oscuras que son de m ica, otras duras y transparentes que son de cuarzo y algunas translcidas y grisceas

que son feldespato.

La m ateria es homogneacuando nopodem os distinguir en ella las partes que la form an Por ejem plo, agua, am onaco,

sacarosa (azcar), oro, oxgeno y agua salada.Son sustanciasaquellas variedades de m ateria hom ognea de com posicin constante, definida e invariable y que presen-

tan las m ism as propiedades en todas sus partes independiente del origen de la m ism a. A lguno s ejem plos son: agua,

am onaco, sacarosa (azcar), oro, oxgeno; pero noel agua salada, ya que esta ltim a est form ada por sustancias que

poseen caractersticas diferentes (agua y sal) que puede separarse por m edios fsicos.

El ltim o ejem plo m encionado, en el prrafo anterior (agua salada), representa lo que en qum ica se llam a solucin y de

acuerdo con el esquem a anterior una solucin es una mezcl a hom ogneaque puede tener com posicin variable.

H em os visto que las soluciones son m ezclas hom ogneas y, en general, podem os definir a las m ezclas, ya sean hom ogneas

o heterogneas, com o la variedad de la m ateria de com posicin variable cuyas propiedades son dependientes de su origen

y com posicin.

C om o caractersticas de las m ezclas, podram os m encionar las siguientes:

* Las partes que la form an (com ponentes) no pierden sus propiedades originales.

* La proporcin de los com ponentes es variable.* Sus com ponentes se pueden separar por m edios fsicos.


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* Las m ezclas presentan puntos de fusin variables.

* Las m ezclas presentan propiedades dependientes de su origen.

* Existen varios m todos de separacin de m ezclas y su uso depende de las caractersticas de cada com ponente.

Estos m ateriales que m encionam os en el prrafo anterior, yodo, sal, agua y carbn (carbono cuand o est qum icam ente

puro), son sustancias que en, general, se dividen en elem entos y com puestos.U n e lementoes una sustancia sim ple, aquella sustancia que no se puede descom po ner en form as m s sim ples por

cam bios qum icos convencionales. Son elem entos: oro, plata, oxgeno gaseoso, cobre, etc.

Aunque es cierto que las partculas m s pequeas constitutivas de un elem ento (sus tom os) se pueden descom poner en

fragm entos m s pequeos (protones, neutrones y electrones), se pierde inform acin sobre la indentidad de la m ateria. Por

ello, vem os que los elem entos son las sustancias sim ples m s puras que pueden conservarse en la naturaleza com o tales,

observarse, identificarse y m anipularse en cantidades de tam ao m acroscpico. En la siguiente figura, apreciam os la abun-

dancia relativa aproxim ada de los elem entos en la corteza terrestre.

O xgeno 49,5 %

Silicio 25,8 %

A lum inio 7,5 %

H ierro 4,7 %

C alcio 3,4 %

Sodio 2,6 %Potasio 2,4 %M agnesio 1,9 %H idrgeno 0,9 %O tros 1,3 %

Abundancia relativa de los elem entos en la corteza terrrestre

U n compuestoes una sustancia com puesta, aquella sustancia que se puede descom poner en form as m s sim ples de

m ateria por cam bios qum icos convencionales. Son ejem plos: el agua (H 2O ), sal com n (N aC l), carbonato de calcio

(C aCO 3) .

Si el agua y la sal com n se som eten a un proceso electroltico se descom ponen en los elem entos de los cuales estn

form ados.

H 2O (liq) electrlisis H 2(g)+ O 2(g)

NaCl(liq) electrlisis N a(s)+ C l2(g)


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PROBLEMAS PROPUESTOS

A . VERDA DERO O FALSO. C alifique cada uno de los enunciados com o verdadero o falso, segn corresponda.

01. El peso de un cuerpo determ ina la cantidad de m ateria del m ism o. ( )

02. En un cam bio fsico, no vara la com posicin de la m ateria. ( )

03. Toda m ateria puede sufrir cam bios fsicos com o qum icos. ( )

04. La m ateria que tiene idnticas propiedades en todas sus partes es hom ognea. ( )

05. U na sustancia es hom ognea y nopresenta com posicin definida. ( )

06. U n sistem a que tiene m s de una fase es heterogneo. ( )

07. La caracterstica principal de una m ezcla es su com posicin definida. ( )

08. Un m aterial hom ogneo de com posicin variable es un com puesto qum ico. ( )

09. La qum ica es la ciencia que se ocupa de la com posicin de las sustancias y de las transform aciones que experim entan.

( )

10. La inflam abilidad de los com puestos orgnicos es una propiedad fsica. ( )

11. En un cam bio qum ico, las sustancias que se form an son diferentes, tienen propiedades y com posicin distintas a las

de los m ateriales originales. ( )

12. Las propiedades fsicas describen la capacidad de una sustancia para form ar nuevos com puestos.

( )

13. La densidad, dureza, punto de ebullicin, volum en y viscosidad, son ejem plos de propiedades intensivas.

( )

14. D e los tres estados de agregacin de la m ateria, el estado gaseoso es el m s com pacto. ( )

15. La condensacin es el cam bio de fase vapor a la fase lquida. ( )

16. U na m ezcla es la adicin de dos o m s sustancias en las cuales cada una conserva su identidad.

( )

17. Indicar a la derecha de cada enunciado si se refiere a una propiedad fsi cao qumica :

* El hidrgeno es com bustible. ......................................................................

* Punto de fusin del hielo. ......................................................................

* D ureza de los m inerales. ......................................................................

* C apacidad de reaccin con el oxgeno. ......................................................................

* El sodio reacciona con el agua. ......................................................................

* Punto de ebullicin del etanol. ......................................................................

* Volatilidad de la gasolina. ......................................................................

* Inflam abilidad de la gasolina. ......................................................................


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19 . M arcar lo que corresponde a un cam bio fsico:

a) O btencin del vinagre a partir del vino.

b) Extraccin de la sal com n del agua de m ar.

c) C om bustin de la gasolina.

d) O xidacin de un alam bre de hierro.

e) D escom posicin del agua por accin de la corrien-te elctrica.

20. D adas las siguientes ocurrencias, seale cules son

fenm enos qum icos (Q ) y cules son fenm enos fsicos

(F):

I. El punto de ebullicin de alcohol etlico es 78C.

II. La coccin de un alim ento.

III. La evaporacin de un charco de agua.

IV. La infeccin de una herida.

a) FQ FQ b) FFQ Q c) FQ FF

d) Q Q FF e) Q FQ F

21. Cul de los siguientes no es cam bio qum ico?

a) C alentam iento del cobre en el aire.

b) Com bustin de la gasolina.

c) Enfriam iento de un trozo de hierro.

d) D igestin de los alim entos.

e) Corrosin de los m etales.

22. C ul de los siguientes cam bios se considera fsico?

a) Prdida de brillo m etlico de la plata.

b) C alentam iento de los filam entos de una lm para,

para producir luz.

c) Q uem ar hidrgeno.d) O xidacin del vino para producir vinagre.

e) O xidacin de m etales.

23. C om pletar el siguiente prrafo:

"U n cam bio fsico es un cam bio d ebido a una causa

externa a la sustancia exam inada. El efecto desapare-

cer cuando la causa cese, por lo tanto, no se altera la

................ de la sustancia".

a) propiedad

b) com posicin

c) m asa

d) energae) energa cintica

18. Escribir a la derecha de cada enunciado si se trata de un fenmeno fsi coo qumi co :

* La licuacin del aire. ......................................................................

* La form acin de nubes. ......................................................................

* U na vela en com bustin. ......................................................................

* La fusin del hielo. ......................................................................

* Sublim acin del yodo. ......................................................................

24. Identificar un cam bio fsico:

a) Inflam abilidad.

b) C orrosin.

c) O xidacin del hierro.

d) Volatilizacin.

e) C om bustin del alcohol.

25. C ul de los siguientes cam bios se consideran

qum icos?

a) C am bios de los estados de agregacin.

b) Punto de fusin del hielo.

c) Inflam abilidad del alcohol.

d) C ondensacin del vapor de agua.

e) Sublim acin del hielo seco.

26. Los cam bios qum icos se caracterizan por:

1. C am bios energticos.

2. O currir slo en los elem entos qum icos.

3. C am bios en la com posicin de la m ateria.4. C am bios de color.

5. C am bios en las propiedades.

a) 1 y 3 b) 1, 2 y 5 c) 1, 3 y 5

d) 3, 4 y 5 e) Todos

27. U n m aterial hom ogneo de com posicin constante se

denom ina:

a) Sustancia.

b) Elem ento.

c) C om puesto.

d) M ezcla hom ognea.

e) M ezcla heterognea.

28. Indicar la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes

proposiciones:

I. Toda sustancia es un com puesto.

II. Las soluciones son m ezclas hom ogneas.

III. En las m ezclas heterogneas se presentan varias

fases.

a) FVF b) FFF c) FFV

d) FVV e) VVV


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D enom inarem os "pr op ied ades fsic as"a aquellas

propiedad es que son intrnsecas en una sustancia.

Podem os reconocerlas sim plem ente ........................ la

sustancia o som etiendo al especim en a un cam bio re-

versible.

a) calculando b) m idiendo

c) observando d) construyendo

e) destruyendo

30. C on relacin a m ezclas y com puestos, m arque la

alternativa falsa:

a) Las m ezclas se pueden separar por m edios fsicos.

b) Las m ezclas hom ogneas conservan sus propieda-

des fsicas.

c) Las m ezclas hom ogneas conservan sus propieda-

des qum icas.

d) Lo s com puestos son com binaciones qum icas dedos o m s sustancias.

e) Las m ezclas presentan propiedades independien-

tes de su origen.

31 . C ul de las alternativas representa una propiedad

extensiva?

a) Corrosin de los m etales.

b) D ureza de los m inerales.

c) C om bustin de la gasolina.

d) Volum en de los cuerpos.

e) Viscosidad de los lquidos.

32. Los siguientes datos se refieren al elem ento carbo no.D eterm ine C untas propiedades son fsicas?

I. Reacciona con el oxgeno para dar xidos.

II. Es insoluble en agua.

III. A 25C y 1 atm es slido.

IV. Se puede usar com o com bustible.

a) 0 b) 1 c) 2

d) 3 e) 4

33. Sobre las sustancias: ozono (O 3) y azufre rm bico (S8).

cuntos enunciados son incorrectos?

I. Son sustancias sim ples.

II. Son istopos.

III. Son form as alotrpicas de los correspondientes ele-m entos.

IV. Al m ezclarse, form aran un m aterial hom ogneo.

a) 0 b) 1 c) 2

d) 3 e) 4

34. M arcar la respuesta correcta, respecto a la propiedad

que noes fsica.

a) Punto de ebullicin.

b) Estados de agregacin.

c) C olor de los cuerpos.

d) La accin blanqueadora de la leja.

e) D eterm inacin de la densidad.

35. Q u propiedad es extensiva?

a) Volatilidad.

b) D ensidad.

c) C alor absorbido en la fusin del hielo.

d) Reduccin del sodio.

e) O xidacin del sodio.

36. C ul de los siguientes se considera un cam bio

qum ico?

a) Evaporacin del agua.

b) Fusin del hielo.

c) Trituracin de rocas.

d) O pacado de una m oneda.

e) Licuacin del oxgeno.

37 . Al transform ar hidrgeno y oxgeno en agua, se est

produciendo:

a) C am bio qum ico.

b) C am bio fsico.

c) Reaccin de conservacin.

d) N o aparece la respuesta correcta.

e) C am bio biolgico.

38. Cuntas propiedades se consideran fsicas?

I. Estado de agregacin.

II. C om bustibilidad.

III. Inflam abilidad.

IV. C orrosin.

V. C alor Especfico.

VI. Form a.

a) 0 b) 1 c) 2

d) 3 e) 5

39. M arcar la respuesta correcta respecto a un cam bio fsico:

a) Q uem ar un trozo de azufre.

b) Explosin de la plvora.

c) Estiram iento de una barra de cobre.

d) O xidacin de un clavo.

e) O xidacin del m etano.

40. Q u propiedad es extensiva?

a) Solubilidad de N aC l por cada 100 gram os de agua.b) C alor necesario para elevar la tem peratura de 1 gra-

m o de agua en 1C .

c) Volum en.

d) C orrosin.

e) C om bustin de la gasolina.

41. M arcar la respuesta correcta, respecto a la propiedad

que noes fsica:

a) Punto de fusin.

b) C am bios de fase.

c) rea.

d) C om bustin de la glucosa.

e) Tensin superficial de los lquidos.


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Qumica

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42. En el anlisis de una sustancia se encuentra que contiene

carbono y cloro; entonces, esta sustancia se clasifica

com o:

a) Elem ento.

b) M ezcla.

c) C om puesto.

d) Es tanto m ezcla com o com puesto.

e) Es m ezcla hom ognea.

43 . C onsidere las siguientes propiedades del diam ante

(una form a alotrpica del carbono)

A. Aislador elctrico.

B. Elevado punto de fusin.

C. Extrem adam ente duro.

D . C om bustin en presencia de oxgeno para produ-

cir C O 2.

E. D ensidad de 3,51 g / cm 3.

C untas propiedades son fsicas y qum icas respecti-

vam ente?

a) 3, 2 b) 2, 3 c) 4, 1

d) 1, 4 e) 5, 0

44. U na propiedad intensiva no depend e de la m asa.

C untas de las siguientes propiedades son intensivas?

I. Punto de fusin.

II. C alor absorbido por el agua.

III. Peso.

IV. V iscosidad.

V. M aleabilidad.

VI. C orrosin.

a) 3 b) 4 c) 5d) 6 e) 2

45. U na sustancia pura que no puede descom ponerse por

cam bios qum icos convencionales se denom ina:

a) C om puesto. b) Elem ento.

c) M ezcla. d ) S uspensin.

e) Solucin.

46. C untas propiedades enunciadas a continuacin son

intensivas: presin atm osfrica, punto de ebullicin,

calor absorbido en la fusin del hielo, peso, oxidacin

del hierro, volum en.

a) 2 b) 3 c) 4

d) 5 e) 6

47 . Identifique un cam bio qum ico:

a) Sublim acin de la naftalina.

b) Evaporacin de agua de m ar.

c) C oagulacin de la sangre.

d) Form acin de hielo a partir del agua.

e) D estilacin del C 2H 5O H del aguardiente.

48. C on relacin a m ezclas hom ogneas y com puestos,

m arque la proposicin falsa:

a) Las m ezclas hom ogneas se pueden separar por

decantacin.

b) U n m aterial hom ogneo puede ser un com puestoo una m ezcla hom ognea.

c) Las m ezclas hom ogneas conservan sus propieda-

des.

d) Lo s com puestos son com binaciones qum icas de

dos o m s sustancias.

e) Los com puestos qum icos tienen com posicin de-

finida e invariable.

49 . Los cam bios en los estados de agregacin son:

a) C am bios qum icos.

b) C am bios alotrpicos.

c) C am bios transm utativos.

d) C am bios fsicos.

e) Cam bios biolgicos.

50. D e las siguientes especies qum icas que se indican a

continuacin:

I. Acido ntrico.

II. S8(rm bico).

III. Alcohol isoproplico: CH 3CH (O H )CH 3.

IV. Alcohol yodado: I2(alcohol).

V. O ro de 24 quilates.

C untos com puestos qum icos existen?

a) 0 b) 1 c) 2

d) 3 e) 4


"U na sustancia com o el azcar, que se descom pone en

carbono y agua, cuando se la sujeta a una reaccin de

com bustin .......... un .................."

a) es - elem ento

b) puede ser - elem ento

c) no es - com puesto

d) es - com puestoe) puede ser - coloide

52 . Cuntos estado de agregacin existen?

a) 4 b) 3 c) 5

d) 6 e) 8


13/307

TRILCE

17

53. Q u proposiciones acerca de la m ateria y de sus

propiedades son correctas?

I. Posee propiedades fundam entales que son el peso

y la densidad.

II. La m asa y el peso de un cuerpo son conceptos

diferentes.

III. La m ateria es discontinua porque se divide en par-

tculas m s pequeas com o son m olculas, iones y

tom os y stos ltim os se dividen en partculas

subatm icas.

a) I y II b) I y III c) II y III

d) Slo II e) Slo III

54. Indique verdadero (V) o falso (F) segn corresponda:

I. M ateria es todo aquello que posee m asa y ocupa

un lugar en el espacio.

II. Si una especie posee las propiedades de inercia y

extensin, se dice que es m ateria.

III. Segn su estado de agregacin, la m ateria puede

ser slido, lquido, gas o coloidal.

a) VVV b) VVF c) FVF

d) FFV e) FFF

55. Respecto a la m ateria, indicar verdadero (V) o falso (F),

segn corresponda:

I. Es todo aquello que existe en el universo, se puede

tocar, ver o percibir por nuestros sentidos.

II. La m ateria nunca perm anece en reposo, se encuen-

tra en constante cam bio o transform acin.

III. Toda m ateria es hom ognea.

IV. Todo m aterial hom ogneo es m ezcla hom ognea.

a) VVFV b) V VFF c) VFFV

d) VFFF e) FV FV

56. C on respecto al agua potable, indique si las siguientes

proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F):

I. Se trata de una m ezcla hom ognea.

II. Su estado de agregacin es lquido.

III. Responde a la frm ula H 2O .

a) VVV b) VVF c) VFF

d) FFF e) FFV

57. M arqu e con verdad ero (V ) o falso (F) segn

corresponda:

I. Los com puestos qum icos son sustancias.

II. En las m ezclas hom ogneas sus propiedades son

uniform es en cualquier parte de una m uestra deter-

m inada.III. El aire ordinario es una m ezcla hom ognea de va-

rios gases.

a) VVV b) VFV c) VVF

d) FFV e) FFF

58. Respecto a la alotropa, indicar verdadero (V) o falso(F):

I. Se presenta cuando do s o m as sustancias tienen

propiedades qum icas sim ilares.

II. Son las diferentes form as en la que se presenta un

elem ento qum ico dentro de cualquier estado de

agregacin.

III. Los altropos tienen que presentarse dentro del

m ism o estado de agregacin.

IV.-El agua tiene tres form as alotrpicas: vapor de agua,

agua lquida y hielo.

a) FVVF b) V VFF c) FFVF

d) FFFF e) FFVV

59 . R esponda verdadero (V ) o falso (F) a las siguientes

proposiciones segn corresponda:

I. U na solucin acuosa es un ejem plo de cm o la

m ateria se subdivide hasta iones m ediante proce-

sos fsicos.II. Los procesos de divisin de la m ateria son proce-

sos fsicos.

III. La divisin de la m ateria no es infinita, existe un

lm ite hasta el cual conservar su identidad.

a) VVV b) VFF c) FVV

d) VFV e) FFV

60. U n analista qum ico recibe una m uestra m etlica para

su identificacin y em pieza describiendo las siguientes

propiedad es: m uestra de volum en p equeo, alta

densidad, m aleable, alto brillo, m uy poco reactivo con

los cidos no se oxida al am biente. C untas

propiedades intensivas se han descrito?.

a) 5 b) 1 c) 2

d) 4 e) 6


14/307

Qumica

18

lavesClaves

01 .

02 .

03 .

04 .

05 .

06 .

07 .

08 .

09 .

10 .

11 .

12 .

13 .

14 .

15 .

16 .

17 .

18 .

19 .

20 .

21 .

22 .

23 .

24 .

25 .

26 .

27 .

28 .

29 .

30 .

F

V

V

V

F

V

F

F

V

F

V

F

F

F

V

V

*

* *

b

a

c

b

b

d

c

c

a

d

c

e

31 .

3 2 .

3 3 .

3 4 .

3 5 .

3 6 .

3 7 .

3 8 .

3 9 .

4 0 .

4 1 .

4 2 .

4 3 .

4 4 .

4 5 .

4 6 .

4 7 .

4 8 .

4 9 .

5 0 .

5 1 .

5 2 .

5 3 .

5 4 .

5 5 .

5 6 .

5 7 .

5 8 .

5 9 .

6 0 .

d

c

c

d

c

d

a

d

c

c

d

c

c

b

b

b

c

a

d

c

d

b

c

b

b

b

a

c

c

a

* P. Q um ica, Fsica, Fsica, Q um ica, Q um ica, Fsica, Fsica, Q um ica.

** F. Fsico, Fsico, Q um ico, Fsico, Fsico.


15/307

TRILCE

19

Captulo

DENS I DAD - TEM PERATURA

W illiam Thom son, fsico Ingls, nacido en Belfast el 26 de Junio de 1824, condecorado con

el ttulo de LORD KELVINdesde 1892 D esde 1 846 fue profesor de G lasgow , en 1848

estableci la escala de tem peraturas de grados Kelvin; descubri junto a C lausius la hipte-

sis de la entropa; con Joule en 1853, el efecto Joule-Thom son, desarroll las bases de la

telegrafa por cables subm arinos de profundidad. Thom son m uri el 17 de diciem bre de

1907 en N ethergall y est enterrado junto a N ew ton en la abada de W estm inster.

DENSIDADLa densidad de un m aterial hom ogneo es una propiedad intensiva que relaciona la m asa

del m aterial por unidad de volum en.

VM

volumenmasaDensidad

Las densidad es se utilizan para distinguir entre dos m ateriales o identificar una sustancia determ inada. Se expresan,

generalm ente, en kg/m3, g/cm3 g/mL, para slidos y lquidos; y en og/L para gases.

La unidad oficial de la densidad en el S.I. esk g/m3

Agua

M asa = 1 g

Volum en = 1 cm3

O ro

M asa = 19,7 g

Volum en = 1 cm3

Agua

M asa =

Volum en = 1 cm

1g3

O ro

M asa =

Volum en = 0,053 cm

1g3

a) b)

Figura: a) C om paracin de m asas para 1 cm3de volum en

b) C om paracin de volm enes para 1 g de m asa

La densidad de una sustancia es constante a cada tem peratura am biente dada y por ser una propiedad intensiva, es

independiente de la cantidad de m aterial exam inado. O bviam ente, el volum en que ocupan dos kilogram os de oro es el

doble del que ocupa un kilogram o; pero am bas m uestras tienen la m ism a densidad.

Ejemplo: D eterm ine la densidad de una m ezcla hom ognea form ada por volm enes iguales de agua ( = 1 g / mL) y

alcohol ( = 0,8 g/mL).

R esolucin:

Se estableci, anteriorm ente, que la m asa de agua y el volum en ocupado por el m ism o son num ricam ente iguales.

A gua A lcohol

M ezcla

hom ognea

m L

g1d m L

g8,0d

m L

g

?d

m agua= gX

Volm enes iguales

V

agua

= m LX

m alcohol= 0,8 gX

Valcohol= m LX


16/307

Qumica

20

Finalm ente, determ inem os la densidad de la m ezcla hom ognea

V

MD Frm ula

m ezclaV

m ezclam

m ezcla

d

=alcoholVaguaV

alcoholmaguam

m Lm L

g8,0g

XX

XX

m L

g9,0

D ensidades a tem peratura am biente y una atm sfera de presin.

M ateria D ensidad, g /cm

H idrgeno 0,000 089

D ixido de carbono 0,001 9

C orcho 0,21

Alcohol etlico 0,79

Agua 1

Sal com n 2,16

Alum inio 2,7

M ercurio 13,6

O sm io 22

N cleo atm ico 10

3

13

Observaciones:

C onsiderando la densidad del agua 1 g/m L, la densidad y el peso especfico de un m aterial hom ogneo son num ricam en-

te iguales.

A diferencia de las determ inaciones de la densidad, las del peso especfico se realizan con el hidrm etro y con el picnm etro.

El hidrm etro (densm etro) es un tubo de vidrio que posee una parte calibrada en su superficie que est disead a para

m edir el peso especfico m ientras flota en un lquido.

Si l os vol menes del mater ia l y del agua son i guales, el peso especfico se puede exp resar com o un a

rel acin de masas.

TEMPERATURALa temperaturaes una propiedad intensiva que determ ina el flujo de calor que experim entan los cuerpos. El calor siem pre

fluye en form a espontnea de un cuerpo caliente a otro m enos caliente. A s, sentim os el flujo del calor cuando no sacercam os a un horno caliente, concluyendo que el horno tiene una tem peratura m ayor que la de nuestro cuerpo.

El calor es una form a de energa asociada a los m ovim entos m oleculares. Por ejem plo, si analizam os la estructura del agua

podem os deducir la existencia de m ovim ientos vibracionales de estiram iento O - H, m ovim ientos vibracionales de flexin,

etc, traducindose en energa liberada por las m olculas de agua.

Energa liberada

por la flexin

Energa liberada

por el estiram iento

Q

O

H H

QQ

Figura: Energa liberada en los m ovim ientos m oleculares.


17/307

TRILCE

21

Elcero absolut o es la lectura m s baja de tem peratura que podra existir, inalcanzable en la prctica, correspondiendo a

aquel estado de la m ateria donde cesa todo m ovim iento m olecular reducindose a cero el flujo de calor.

El cero absoluto fue propuesto por Lord K elvin, en honor a W illiam Thom son, hace aproxim adam ente 120 aos y en la

actualidad, se han reportado tem peraturas de 0,000 001 K hacindose cada vez m s dificil bajar este valor.

La tem peratura suele m edirse con term m etros de m ercurio, el cual al aum entar la tem peratura, se dilata m s que cualquier

otra sustancia lquida. U n term m etro de m ercurio consta de un recipiente relativam ente grande de este m etal situado en la

base del tubo de vidrio que form a una colum na m uy delgada (tubo capilar). Al expandirse el m ercurio, en el depsito, se

observa claram ente cm o se desplaza hacia arriba de la colum na.

A nd ers C elsius, astrno m o sueco, ide la escala Cels iusde tem peratura, antes denom inada centgrada. C uando un

term m etro celsius bien construido es colocado en un vaso con trozos de hielo m ezclados con agua, el nivel del m ercurio

perm anece estable a 0 C, el punto de referencia m s bajo. Si se coloca en un vaso con agua hirviendo a la presin de 1

atm sfera, el nivel del m ercurio perm anece estable a 100 C , el punto de referencia m s alto. Entre estos niveles hay 100

intervalos igualm ente espaciados.

En los pases anglosajones se suele m edir la tem peratura m ediante una escala propuesta por G abriel Farenhei t, un

fabricante alem n de instrum entos. En esta escala los puntos de congelacin y de ebullicin del agua se establecen en 32 F

y 212 F respectivam ente.

En los trabajos cientficos, las tem peraturas se expresan frecuentem ente en la escala Kelvin(absoluta). Se denom ina escala

term odinm ica y es la escala oficial del sistem a internacional.

La figura m uestra las relaciones entre las cuatro escalas. En la escala C elsius y Kelvin, el grado tiene el m ism o "tam ao" ya

que en am bas hay 100 grados entre los puntos de congelam iento y ebullicin del agua.

RELAC IN ENTRE LA S 4 ESCA LA SPara relacionar dos escalas term om tricas, se requiere conocer dos lecturas de tem peratura equivalentes.

Ebullicin del agua

Valor general

C ongelam iento del agua

C ero absoluto

C F K R

100 212 373 692

C F K R

0 32 273 492

-273 -460 0 0

Figura: Relacin entre las 4 escalas term odinm icas.

Aplicando sem ejanza de segm entos:

492672492R

273373273K

3221232F

01000C

FRMUL A GENERA L

9492R

5273K

932F

5C

Entre la escala celsius y kelvin, se establece una relacin directa: C + 273 = K

Entre la escala farenheit y rankine, se establece una relacin directa: F + 460 = R


18/307

Qumica

22

Ejemplo: La tem peratura del cuerpo hum ano es 37 C . A cuntos grados Farenheit equivale?

R esolucin:

t = 37C t = ? F

932F

5

C Frm ula

Reem plazand o datos:932F

537

D espejando F:

F = 98,6 Rpta: t = 98,6F

Ejemplo:A qu tem peratura, en grados Celsius, el term m etro Farenheit y C elsius registran el m ism o valor num rico para

la tem peratura de un cuerpo?

R esolucin:

Sea un cuerpo

t = x C

t = x F

932F

5C Frm ula

Reem plazand o datos:932x

5x

Efectuando operaciones:

9x = 5(x - 32)

9x = 5x - 160

4x = -160

x = -40

D efinim os la variacin de temperatura, t , com o el increm ento o decrem ento de la tem peratura debido a una variacin

en el flujo de calor.

t= tfinal- tinicial

Para ident i f icarla variacin de tem peratura en un problem a aplicarem os la siguiente regla prctica:

Aum enta

o

D ism inuyet

a, hasta :tf

en:tA um enta: (+ )

D ism inuye: (-)

Ejemplo:La tem peratura de un cuerpo es 90 C . Si por calentam iento aum enta en 30 C . Cul es la tem peratura final en

grados Kelvin?

Resolucin :

ti n i c ia l = 90 C

t = + 30C debido a que el enunciado indica aum ento de la tem peratura en 30C .

t = tfinal- tinicial

Reem plazando datos :

+ 30 C = tfinal

- 90 C

tfinal= 90 C + 30 C

= 120 C

= (120 + 273) K

Para efectuar conversiones de variacin de tem peratura, aplicam os la siguiente relacin:

F = R = 1,8 C = 1,8 K


19/307

TRILCE

23

Supongam os que, en la escala C elsius, se produce una variacin de 1C , entonces, en la escala Farenheit la variacin sera

de 1,8x1C .

Ejemplo: U n cuerpo se encuentra a 90 C . Su tem peratura dism inuye en 54 F. C ul es la tem pertura final en grados

Kelvin?

Solucin:

t i n i c ia l = 90 C

t = -54 F debido a que el enunciado indica dism inucin de la tem peratura en 54 F..

C onvirtiendo la variacin de - 54F a C .

F = 1,8 C

-54 F= 1,8. C C = -30C

Reem plazando datos:

-30C = tfinal-90C

tfinal= 60 C = (60 + 273) K

1.1037

1.109

T(K)

1.107

1.106

1.104

M om ento de la creacin del universo

Interior de la estrella m s caliente

Interior del Sol

C orona solar

N ebulosa lum inosa

Superficie de Sol

Fusin del tungsteno

Ebullicin del agua (1 atm )

C ongelam iento del agua (1 atm )

Ebullicin del oxgeno (1 atm )

Ebullicin del helio (1 atm )

D esm agnetizacin adiabtica de sales

param agnticas

D esm agnetizacin adiabtica de los

ncleos atm icos

6.103

3,6.103

3,73.102

2,73.102

90

4,1

1.10-3

1.10-6

C om paracin de tem peraturas


20/307

Qumica

24

PROBLEMAS PROPUESTOS

A. VERDA D ERO - FALSO. C alifique cada uno de los siguientes enunciados com o falso (F) o verdadero (V), segn

corresponda:

01. Segn el sistem a internacional, la unidad de la densidad es kg/m3

. ( )

02. La densidad de 1 g de agua es m enor que la densidad de 244 m L de agua a la m ism a tem peratura. ( )

03. La densidad de una m ezcla de 2 lquidos m iscibles es igual a la sum a de densidades de los com ponentes m ezclados.

( )

04. La densidad de una m ezcla de dos lquidos m iscibles form ado por volm enes iguales es la m edia aritm tica de sus

densidades individuales. ( )

05. La densidad es una propiedad aditiva. ( )

06. La tem peratura es una propiedad intensiva. ( )

07. El nom bre correcto de la escala celsius es "centgrada". ( )

08. A -20C son num ricam ente iguales las lecturas de tem peratura de un cuerpo en grados celsius y grados farenheit.

( )

09. D os cubos del m ism o m aterial pero de m asas diferentes deben tener densidades diferentes. ( )

10. U na tem peratura de 13F es m ayor que una tem peratura de - 20C . ( )

11 . La densidad del agua siem pre es 1 g/cm 3.

( )

12 . Exprese la densidad del agua en kg/m 3.

a) 1 b) 10 c) 100

d) 1 000 e) 0,1

13 . La densidad del aceite es de 0,8 g/m L. Exprese dicha

densidad en kg/L

a) 0,8 b) 8 c) 80

d) 800 e) 8 000

14. D ado que 140 m L de cloro gaseoso tiene una m asa

de 0,45 gram os, determ ine su densidad.

a) 3,2.10-3g/L b) 0,032 1 c) 3,21

d) 1,61 e) 0,067

15. C alcular la densidad del dixido de carbono gaseoso,

dado que 450 m L tiene una m asa de 0,9 gram os.

a) 0,002 g/L b) 2 c) 0,2

d) 20 e) 10

16. Cul es la densidad de un corcho de form a cbica

cuyo lado es 2 cm con una m asa de 2,4 gram os?

a) 1,2 g/cm 3 b) 0,6 c) 0,3

d) 0,5 e) 1

17. C untos gram os de glicerina, cuya densidad es 1,25

g/m L contiene un frasco con 125m L de glicerina?

a) 100 g b) 126,25 c) 156,25

d) 181 e) 111

18 . Cul es la densidad del ter, dado que 300 m L tienen

una m asa de 217,5 g?

a) 0,725 g/m L b) 1,38 c) 0,88

d) 1,21 e) 0,95

19. C alcule la densidad de un lquido, si 18 m ililitros de l,

tiene una m asa de 16 gram os.

a) 8,8 g/m L b) 0,88 c) 1,125d) 1,5 e) 1,15

20 . C untos m ililitros ocupan 500 gram os de m ercurio,

dado que la densidad del m ercurio es de 13,6 g/m L?

a) 26,8 m L b) 36,8 c) 66,6

d) 24,2 e) 34,5

21 . Cul es la m asa de un lingote de plata de form a cbica

y 10 cm de lado, dado que la densidad de la plata es de

10,5 g / m L?

D ato: Vcubo = (arista)3

a) 10,5 kg b) 0,84 c) 10

d) 0,96 e) 1,05


21/307

TRILCE

25

22. C ul es el lado de un cubo de cobre cuya m asa es

7 920 gram os?

D ato: cobre = 7,9 g / cm 3

a) 5 cm b) 8 c) 10

d) 12 e) 7

23. Cul es el lado de un cubo de alum inio cuya m asa es

337,5 gram os, si su densidad es 2,7 g/cm 3?

a) 2 cm b) 4 c) 5

d) 6 e) 10

24. C ul es el lado de un cubo de oro cuya m asa es

19 kg, si su densidad es 19 g/cm 3?

a) 1 cm b) 10 c) 8

d) 12 e) 15

25. C ul es la m asa de 0,000 2 m 3de m ercurio lquido, si

su densidad es 13,6 g/m L?

a) 2,72 kg b) 3,16 c) 4,12

d) 272 e) 316

26. H allar la d ensidad d e una m ezcla form ada por

volm enes iguales de agua y glicerina.

D ato: ( glicerina = 1,25 g/m L).

a) 1,125 g/m L b) 1,1 c) 1,2

d) 1,05 e) 1,22

27. H allar la d ensidad d e una m ezcla form ada por

volm enes iguales de alcohol y etilenglicol.

D ato: ( alcohol= 0,8 g/m L) y

( etilenglicol= 1,20g/m L)

a) 1,1 g/m L b) 1,15 c) 1

d) 1,05 e) 0,96

28. H allar la densidad de una m ezcla form ada por m asas

iguales de alcohol y etilenglicol.

D ato: ( alcohol = 0,8 g/m L)

y ( etilenglicol= 1,20 g/m L).

a) 0,92 g/m L b) 0,85 c) 0,96

d) 1 e) 0,79

29. H allar la densidad de u na m ezcla d e alcoho l y

etilenglicol form ada en una relacin de volm enes de

2 a 3 respectivam ente.

D ato: ( alcohol= 0,8 g/m L)

y ( etilenglicol= 1,20g/m L)

a) 1,09 g/m L b) 1,04 c) 1,16

d) 0,9 e) 1,40

30 . El "agua regia" es una m ezcla de H NO3y H C len un

proporcin volum trica de 1 a 3 respectivam ente. C ul

es la densidad del "agua regia"?

D ato: H N O 3= 1,4 g/m L, H C l= 1,2 g/m L

a) 1,25 g/m L b) 1,29 c) 1,3d) 1,35 e) 1,34

31. U n recipiente vaco tiene una m asa de 200 gram os.

Lleno con agua tiene una m asa de 750 gram os, H allar

el volum en del recipiente.

a) 200 cm 3 b) 500 c) 550

d) 450 e) 505

32. D ado el siguiente esquem a:

40 m l 40 m l

0 m l0 m l

m probeta= 250 g m total= 275 g

H allar la densidad del lquido.

a) 833 kg/m 3 b) 750 c) 666

d) 850 e) 720

33. E n una probeta que contiene 30 m L d e agua seintroduce granallas de zinc m etlico, com o se m uestra

en el grfico.

0 m l

40 m l32 m l

mprobeta = 250 gm total = 266 g

Zn

40 m l

0 m l

Segn el esquem a anterior, determ ine la densidad del

zinc.

a) 1,875 g/cm 3 b) 2 c) 8

d) 7,5 e) 1,5

34. U n recipiente vaco tiene una m asa de 250 gram os.

C om pletam ente lleno con agua tiene una m asa de 850

gram os. Si el recipiente vaco se llena hasta la m itad

con un lquido X,el conjunto tiene una m asa de 500gram os. D eterm ine la densidad del lquido X.


22/307

Qumica

26

a) 0,833 g/m L b) 0,888 c) 0,991

d) 1 e) 1,02

35. Cul es la unidad de la densidad segn el S.I.?

a) g / m L b) g / cm

3

c) kg / Ld) kg / m 3 e) g/m 3

36 . Al dilatarse un cuerpo slido su densidad dism inuye

en 0,6 g/m L y su volum en aum enta en un tercio de su

valor inicial. C ul es su densidad inicial?

a) 0,8 g / m L b) 1,9 c) 3,7

d) 1,5 e) 2,4

37. U na probeta contiene 20 m L de agua. Se introduce 20

gram os de granallas de cinc m etlico, obsdervndose

que el volum en del sistem a aum enta a 22,5 m L. H allar

la densidad de cinc.

a) 1 g/m L b) 0,88 c) 8

d) 5,5 e) 6,3

38. La m asa de una probeta vaca es 188 gram os. la m asa

de la probeta llena de gllicerina hasta la m itad de su

capacidad es 275,5 g. C ul es la capacidad de la

probeta. D ato: glicerina = 1,25 g / m L.

a) 75 m L b) 140 c) 70

d) 150 e) 180

39 . Sabiendo que la densidad de 100 m L de alcohol etlico

es 0,8 g.cm -3

, determ ine la densidad de 16 m L dealcohol etlico.

a) 0,8 kg/m L b) 80 kg/cm 3 c) 0,8 kg/L

d) 8 kg/L e) 40

40. Si al dilatarse un cuerpo su densidad dism inuye en 0,8

g / cm 3y su volum en vara en 2/3 de su valor inicial.

C ul es la densidad inicial en g / cm 3?

a) 0,4 g/cm 3 b) 0,6 c) 0,8

d) 2 e) 1,8

41. Si: A /B= 1,25, d B/C = 0,2; dC /D = 1,5.

H allar: A/D .

a) 4 b) 0,4 c) 0,0025

d) 0,1 e) 0,375

42 . C onvertir 80 C a grados Farenheit.

a) 144 F b) 176 c) 112

d) 100 e) 124

43. La tem peratura m edia del cuerpo hum ano es 37 C .

Q u valor se registrara en un term m etro farenheit?

a) 66,6 F b) 98,6 c)101d) 37 e) 121

44. La tem peratura prom edio del m edio am biente en la

tierra es 25C . Q u valor registra en un term m etro

Kelvin?

a) 25 K b) 298 c) 261

d) 77 e) 196

45. La tem peratura en Siberia desciende en invierno hasta

223 K. cul es su valor en grados C elcius?

a)- 40 C b) - 20 c) 20

d) - 50 e) 30

46. A cuntos grados C elsius, la tem peratura de un cuerpo

en grad os C elsius y en grados Farenheit son

num ricam ente iguales?

a) 46 C b) 36 c) - 40

d) -46 e) 67

47. C ul de las siguientes unidades de tem peratura es la

unidad oficial del S.I.?

a) C elsius b) Farenheit c) Kelvin

d) Rankine e) Todos

48. C ul de las siguientes lecturas de tem peratura n o

presenta significado fsico?

a) 1.103C b) 253 K c) - 4 C

d) -1 K e) -274 C

49. U n term m etro en la escala Farenheit registra 68 F

C unto registra el term m etro C elsius?

a) 36 C b) 0 c) 28

d) 100 e) 20

50 . La tem peratura a la cual em pieza a coagularse un huevo

es 60 C . C ul es el valor de dicha tem peratura en

grados Farenheit?

a) 68,7 F b) 108 c) 140

d) 157,3 e) 53,4

51. A qu tem peratura la lectura en grados Farenheit de

un cuerpo registra un valor num rico doble respecto a

lo registrado por el term m etro C elsius?

a) 160 C b) 250 c) 320

d) 100 e) 80

52. Si la lectura en grados C elsius es 20 unidades m ayor

que el valor registrado por el term m etro Farenheit,

para la tem peratura de un cuerpo. D eterm ine dicha

tem peratura.

a) 188 K b) 198 c) 208

d) 218 e) 245


23/307

TRILCE

27

53. A cuntos grados Celsius se cum ple que la diferencia

de lecuras de tem peratura de un cuerpo en las escalas

absolutas es igual a la sum a de sus escalas relativas.

a) 82,5 b) 93,5 c) 103,5

d) 110,2 e) 120,5

54. Seale la m enor tem peratura:

a) 20 C b) 294 K c) 530 R

d) 75 F e) Todos son iguales.

55 . Cul es la tem peratura de un cuerpo en grados C elsius,

sabiendo que la lectura en sta escala es 5/4 del valor

num rico que registra el term m etro Farenheit?

a) 82,5 b) 93,5 c) -32

d) 110,2 e) 120,5

56 . En qu proporcin volum trica se debe m ezclar el aguay el etilenglicol para obtener una solucin cuya densidad

sea 1,12 g/m L.

D ato:d etilenglicol = 1,20 g/m L

a) 1 a 3 b) 2 a 3 c) 1 a 5

d) 1 a 4 e) 1 a 1

57. Se tiene 22 gram os de alcohol n-proplico cuya

densidad es 0,795 g / m L. C ul es la densidad de

820 m L de alcohol n-proplico?

a) 795 g/m L b) 0,795 c) 632

d) 7,95 e) 79,5

58. La m asa de un cuerpo es 5 veces la de otro y su volum en

es la m itad de la del segundo. D eterm ine la densidad

relativa del prim ero respecto al segundo.

a) 2,5 b) 10 c) 0,1

d) 0,25 e) 5

59. En qu proporcin de volm enes se deben m ezclar el

alcohol etlico y la glicerina, para obtener una solucin

cuya densidad es 1 g/m L?

D ato: alcohol = 0,8 g/m L y

glicerina = 1,25 g/m L

a) 5 / 2 b) 5 / 3 c) 5 / 4

d) 2 / 3 e) 3/2

60. U na aleacin de cobre y oro pesan 370 g y tiene un

volum en de 30 cm 3. Si las densidades del oro y el

cobre son 19 g / cm 3y 9 g / cm 3, respectivam ente.

H allar la m asa de cobre en la aleacin.

a) 80 g b) 100 c) 180

d) 300 e) 120


24/307

Qumica

28

lavesClaves

V

F

F

V

V

F

F

F

F

V

F

d

a

c

b

c

c

a

b

b

a

c

b

b

a

a

c

c

b

a

c

a

c

a

d

e

c

b

c

d

e

b

b

b

d

c

c

d

e

c

a

c

b

a

c

b

b

b

c

c

01.

02 .

03 .

04 .

05 .

06 .

07 .

08 .

09 .

10 .

11 .

12 .

13 .

14 .

15 .

16 .

17 .

18 .

19 .

20 .

21 .

22 .

23 .

24 .

25 .

26 .

27 .

28 .

29 .

30 .

31 .

32 .

33 .

34 .

35 .

36 .

37 .

38 .

39 .

40 .

41 .

42 .

43 .

44 .

45 .

46 .

47 .

48 .

49 .

50 .

51 .

52 .

53 .

54 .

55 .

56 .

57 .

58 .

59 .

60 .


25/307

TRILCE

29

Captulo

TOM O

D EMCRITO D E ABD ERA

N aci en Abdera en el ao 460 antes de C risto. Se le atribuyen nm erosos viajes a Egipto y a la

India, entre otros, habiendo adquirido en el curso de ellos conocim ientos de Teologa, Astrolo-

ga, G eom etra, etctera. Tam bin se le sita en Atenas escuchando las lecciones de Scrates o

de A naxgoras, segn recoge D igenes Laercio: "Parece, dice D em etrio, que tam bin pas a

Atenas, y que por desestim a de su propia gloria no se cuid d e ser conocido; y aunque l

conoci a S crates, ste no lo cono ci. "Fui -dice- a A tenas, y nadie m e conoci". Se dice

tam bin que fue discpulo de Leucipo, a quien se atribuye la creacin del atom ism o, doctrina

defend ida por D em crito. (Sobre la existencia m ism a de L eucipo hay quienes han llegado aponerla en duda apoyndose en el desconocim iento prcticam ente total que tenem os de l y en

afirm aciones com o las de E picuro, quien negaba su existencia.)

ESTRUCTURA ATMI CA

Sonra! Toda la materia en el Universo

est hecha de partculas Fundamentales.

H ISTORIA D EL TOMOD urante los siglos VI a IV antes de C risto, en las ciudades griegas surgi una nueva m entalidad, una nueva form a de ver el

m undo no com o algo controlado por los D ioses y m anejado a su capricho, sino com o una inm ensa m quina gobernada

por unas leyes fijas e inm utables que el hom bre poda llegar a com prender. Fue esta corriente de pensam iento la que puso

las bases de la m atem tica y las ciencias experim entales.

Demcr i to, uno de estos pensadores griegos, en el siglo IV antes de C risto, se interrog sobre la divisibilidad de la m ateria.

A sim ple vista, las sustancias son continuas. Es posible dividir una sustancia indefinidam ente? D em crito pensaba que no,

que llegaba un m om ento en que se obtenan unas partculas que no podan ser divididas m s; a esas partculas las

denom intomos, que en griego significa indivisible. C ada elem ento tena un tom o con propiedades y form a especfica,

distintas a las de otros elem entos.

Las ideas de D em crito, sin estar olvidadas com pletam ente, cayeron en desuso durante m s de dos m il aos.

TOMO [ A = s in, tomo = d iv isin]

El tom o es la m nim a porcin de m ateria que conserva las propiedades de un elem ento qum ico. H oy da, sabem os que

los tom os no son, com o crea D em crito, indivisibles. D e hecho estn form ados por partculas subatm icas fundam enta-

les. Estas partculas son:

Elect rn

D escubierto en 1897 por el fsico ingls J. J. Thom son (1856 - 1940). Los electrones son partculas con carga elctrica

negativa que dan origen a la electricidad cuando fluyen en un conductor. El electrn pertenece a la fam ilia de los leptones.

Neut rn

Se encuentra norm alm ente, com o el protn, en los ncleos atm icos. El neutrn no tiene carga elctrica, est hecho de tres

quarks y no es una partcula estable en general. C uando se encuentra libre, fuera del ncleo, sta decae en un protn, una

partcula beta y un neutrino. Fue descubierto po r el fsico ingls Jam es C hadw ick en 1932. La m asa del neutrn es

ligeram ente m ayor que la del protn.


26/307

Qumica

30

Protn

Es una partcula de carga elctrica igual a la del electrn pero positiva y con una m asa 1836 veces m ayor a la del electrn. U n

protn est form ado por tres quarks y se encuentra norm alm ente dentro de los ncleos atm icos. En am bientes de m uy alta

energa com o en el Sol, los protones se encuentran libres.

Partcula Protn (p+ ) N eutrn (n) Electrn (e-)

ZONA NCLEO NUBEELECTRNICA

M asa (g) 1,672 6.10-24

1,674 9.10-24

9,109 4.10-28

M asa de um a 1,0073 1,0087 0,000 548 6

C arga absoluta (C ) + 1,602.10-19

0 -1,602.10-19

C arga relativa + 1 0 -1

O bservaciones:

* Respecto a las m asas: mn> mp+> > me-m

n~ m

p+* A los protones, neutrones y electrones se les denom inan partculas subatm icas fundam entales, debido a que en

cualquier tipo de m ateria son los m ism os e indistinguibles unos de otros.

NCLIDO

El trm ino nclido se usa para referirse a las diferentes form as atm icas de un elem ento qum ico form ado por un slo

ncleo. Esta representacin brinda inform acin de la com posicin de un istopo especfico.

EAZ

E: Sm bolo del elem ento qum ico

Z : N m ero atm ico

A : N m ero de m asa

NMERO ATMIC O (Z). D enota la carga nuclear de los nclidos. Es decir, el nm ero de protones contenidos en el

ncleo atm ico. Este nm ero determ ina la identidad qum ica de un elem ento y perm ite ubicar a los elem entos en la tabla

peridica .

Z = # p +

Si el tom o es elctricam ente neutro:

# p+= # e-

NMERO D E MASA (A ). D eterm ina el nm ero de nucleones. Es decir, la sum a del nm ero de protones y el nm ero de

neutrones contenidos en el ncleo de un tom o.

A = Z + # n

# n= A - Z

IN: Es toda especie qum ica con carga elctrica. U n cat inm onoatm ico es un tom o cargado positivam ente. Esta

condicin se da cuando un tom o neutro pierde electrones (se oxida).

1N a23

11: C atin m onovalente

# p+ = 11

# e-= 11-1 = 10

# n= 23-11 = 12


27/307

TRILCE

31

U n anin m onoatm ico es un tom o cargado negativam ente. Esta condicin se da cuando un tom o neutro gana electro-

nes (se reduce).

135

17C l : Anin m onovalente

# p+

= 17 # e-= 17 + 1 = 18

# n = 35 - 17 = 18

INTERRELACIN D E TOM OS

ISTOPOS O H LID OS

Los tom os del m ism o elem ento pueden tener diferente nm ero de neutrones; los diferentes tom os de cada elem ento son

llam adas istopos. Por ejem plo, el istopo m s com n del hidrgeno, el protio, no tiene ningn neutrn; tam bin hay un

istopo del hidrgeno llam ado deuter io, con un neutrn, y otro, t r i t i o , con dos neutrones.

+ +

+

Protio D euterio Tritio

Puede un tomo t ener cual qui er can t i dad d e neut r ones?

No; hay com binaciones preferidas de neutrones y protones, en las cuales las fuerzas que m antienen la cohesin del

ncleo parecen balancearse m ejor. Los elem entos ligeros tienden a tener tantos neutrones com o protones; los elem entos

pesados aparentem ente necesitan m s neutrones que protones para m antener la cohesin. Los tom os con algunos

neutrones en exceso o no los suficientes, pueden existir durante algn tiem po; pero son inestables.

Los istopos m s com unes son los istopos del hidrgeno:

N om bre Protio D euterio Tritio

HH11

DH21

TH31

Z 1 1 1

# e- 1 1 1

# n 0 1 2

A 1 2 3

M asa (en um a) 1,007825 2,0140 3,01605

A bundancia 99,985% 0,015% radiactivo

ISBAROS

Son tom os de elem entos diferentes con el m ism o nm ero de m asa. Sus propiedades fsicas y qum icas son diferentes.

A r4018 K

4019 C a

4020

Z 18 19 20

# n 22 21 20

A 40 40 40


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Qumica

32

ISTONOS

Son tom os de elem entos diferentes con el m ism o nm ero de neutrones. Sus propiedades fsicas y qum icas son diferentes.

Z 25 26

# n 30 30

A 55 56

M n5525 Fe

5626

ESPECIES ISOELECTRNIC AS

Son especies con la m ism a configuracin electrnica y por consiguiente, con el m ism o nm ero de electrones.

17

1-C l : # e = 17 + 1

-

20

2+C a : # e = 20 - 2

-

18Ar: # e = 18

-

ACERCA DE LA S PARTCU LA S ELEMENTALES

LAS IDEAS BASICAS SON:

Part cul as por tado ras de fuer za:C ada tipo de fuerza fundam ental es transportada por una partcula portadora de

fuerza (el fotn es un ejem plo).

Part cul as m ater ial es:El M odelo Standard establece que la m ayora de las partculas de las cuales tenem os conocim iento

estn com puestas en realidad de partculas m s fundam entales llam adas quarks. H ay otra clase de partculas fundam entales

llam adas leptones (el electrn es un ejem plo).

Lo que hace que el M odelo Standard sea tan am plio es el hecho que todas las partculas observadas pueden ser explicadas

con:

* 6 tipos de leptones

* 6 tipos de quarks, y...* 4 partculas portadoras de fuerza

Q U A RKS LEPTO N ES

U (U p) Electrn

D (D ow n) N eutrino - electrn

S(Strange) M un

C (C harm ) N eutrino - m un

B (Bottom ) Tau

T (Top/B ottom ) N eutrino - tau

FUERZA PARTCU LA PO RTAD O RA

Electrom agntica Fotn

N uclear Fuerte G lun

N uclear D bil Bozones: W , ZG ravedad G ravitn

Los leptones pueden existir sin necesidad de la com paa de otras partculas. Los quarks, en cam bio, slo se encuentran en

grupos. H asta este m om ento; no hay evidencias de que los leptones tengan alguna estructura interna o tam ao.

Las prxim as partculas m ateriales que vam os a discutir son los llam ados quarks.


29/307

TRILCE

33

PROBLEMA S PROPUESTOS

A . VERDADERO - FA LSO . C alifique cada uno de los siguientes enunciados com o falso (F) o verdadero (V), segn

corresponda:

01. El electrn fue descubierto por J.J. Thom son. ( )

02. El protn fue descubierto por Jam es C hadw ick en 1932. ( )

03. U n tom o de 108Ag(Z= 47) contiene 47 protones, 47 electrones y 108 neutrones. ( )

04. El electrn est form ado por quarks. ( )

05. El protn est form ado por quarks. ( )

06. Todos los istopos de un elem ento tienen el m ism o nm ero de neutrones. ( )

07. El istopo m s com n del hidrgeno es el protio. ( )

08. El tritio es el istopo m s pesado y radiactivo del helio. ( )

09 . El neutrn fue descubierto en 1932 por:

a) D alton. b) Thom son.

c) R utherford. d) C hadw ick.

e) Bohr.

10. El nom bre del istopo que contiene un protn, un

neutrn y electrn es:

a) Protio. b) D euterio. c) tritio.

d) Alfa. e) Positrn.

11. U n ncleo de 63C u2+ ( Z = 29 ) contiene:

a) 29 protones, 27 electrones y 34 neutrones.

b) 29 protones, 29 electrones y 34 neutrones.

c) 29 protones y 34 neutrones.

d) 27 protones y 34 neutrones.

e) 27 electrones y 34 neutrones.

12. C ul de las siguientes partculasnotiene carga elctrica

neta?

a) U n electrn. b) U n protn.

c) Un tom o. d) Un ncleo.

e) U n nuclen.

13. Si un elem ento est form ado por varios istopos, todos

ellos tienen:

a) La m ism a m asa.

b) La m ism a carga nuclear.

c) El m ism o nm ero de nucleones.

d) El m ism o nm ero de neutrones.

e) El m ism o nm ero de positrones.

14 . Las especies:F-, Ne , Na+ y Mg2+ todos tienen el

m ism o nm ero de:

D ato: Z(F= 9, N e = 10, M g = 12, N a = 11)

a) Protones. b) Istopos.

c) N eutrones. d) E lectrones.

e) Positrones.

15. Los istopos del hidrgeno se diferencian en:

a) M asa atm ica prom edio.

b) C arga nuclear.

c) N eutrones.

d) Electrones.

e) Protones.

16 . U n tom o de yodo tiene 54 electrones, 74 neutrones y

53 protones. C ul es la notacin qum ica?

a) I12753

b) 112754

I c) I12754

d) 112753

I e) 112753

I

17. C ul de las notaciones proporciona m s inform acin

acerca del tom o de sodio?

a) N a b) 11N a c)23N a

d) 24N a e) Todos igual.

18. L os nm eros de electron es de 3 isb aros

elctricam ente neu tros sum an 24 2. A dem s, los

nm eros de neutrones sum an 262. H allar el nm ero

de m asa.

a) 124 b) 168 c) 86

d) 87 e) 81

19 . En cierto tom o, el nm ero de neutrones es el doble

del nm ero de protones. Si la sum a del nm ero de

m asa y de neutrones es 120. C alcular el nm ero de

neutrones que posee.

a) 10 b) 20 c) 30

d) 48 e) 40


30/307

Qumica

34

20. El sm bolo 31 P+ (Z= 15) se refiere a una especie que

es un istopo. De cul de las siguientes alternativas?

protones neutrones electrones

a) 28 13 28

b) 27 15 26

c) 15 13 13

d) 14 13 13

e) 13 13 13

21 . La diferencia de los nm eros de m asa de dos istonos

es 3 y la sum a de sus nm eros atm icos es 21. Cuntos

protones tiene el tom o m s liviano?

a) 9 b) 10 c) 8

d) 12 e) 7

22. La sum a de los nm eros de m asa de dos istopos es

146 y la sum a de sus neutrones es 74. C untos

electrones tiene el elem ento en su estado fundam ental?

a) 36 b) 45 c) 72

d) 54 e) 18

23. El elem ento cloro est form ado p or dos istopo s

naturales:35C l y 37C l, cuyas abundancias estn en una

relacin de 3 a 1 respectivam ente. H allar la m asa atm ica

prom edio del elem ento cloro.

a) 10 b) 36 c) 35,5

d) 36 e) 36,5

24 . La diferencia de nm eros de neutrones de dos istopos

de un elem ento es 2 y la sum a de los nm eros de m asaes 72. C untos neutrones tiene el istopo m s pesado,

si el tom o neutro de dicho elem ento contiene 17

electrones?

a) 16 b) 19 c) 20

d) 11 e) 17

25. Indique correctam ente la relacin: partcula-

caracterstica.

A. neutrn. I. carga elctrica positiva.

B. protn. II. carga elctrica negativa.

C . electrn. III. sin carga elctrica.

D . neutrino.

a) AI, BII, C III, D I b) AII, BIII, C I, D I

c) AIII, BI, C II, D III d) AIII, BI, C III, D III

e) AII, BI, CIII, D III

26. Seale verdadero (V) o falso (F) segn corresponda:

* El nm ero atm ico define la identidad qum ica de

un elem ento qum ico.

* El neutrn es la partcula subatm ica m s pesada.

* La nube electrnica es la zona de m ayor densidad

del tom o.

a) VVV b) VFV c) VFF

d) VVF e) FVF

27. Seale verdadero (V) o falso (F) segn corresponda:

* El ncleo atm ico es elctricam ente neutro.

* El protn d el hidrgeno es m s pequeo que el

protn del oxgeno.

* La m asa del protn es aproxim adam ente 1836 ve-

ces la m asa del electrn.

a) VVV b) VFV c) FFV

d) VVF e) FVF

28. El nm ero de m asa y el nm ero de protones en un

tom o estn en la relacin de 16 a 7. Si el nm ero de

neutrones de su catin pentavalente es 15 unidades

m ayor que su nm ero de electrones. D eterm ine la carga

nuclear de dicho tom o.

a) 30 b) 35 c) 40

d) 45 e) 50

29. El elem ento X est form ado por dos istopos cuyadiferencia en el nm ero de neutrones es 2. Sabiendo

que la m asa atm ica prom edio X del es 63,3; el nclido

m s liviano tienen una abundancia de 85 % y es

istono con el 62Ni(Z= 28). D eterm inar que relacin

presenta el nclido m s pesado con 65Zn (Z= 30).

a) Istopos. b) Isbaros.

c) Isoelectrnicos. d) Istonos.

e) Ism eros.

30. Los iones E 2-y J 3+ tienen un total de 41 electrones. Si

sus nucleon es neutros sum an 46 . D eterm ine el

prom edio aritm tico de sus nm eros m sicos.

a) 88 b) 82 c) 44

d) 92 e) 48

31. La sum a de los nm eros de m asa de los 5 istopos de

un elem ento es 360. Si el prom edio aritm tico de sus

neutrones es 39. D eterm ine la carga nuclear de uno de

ellos.

a) 33 b) 34 c) 35

d) 36 e) 37

32 . La diferencia de los nm eros de m asas de dos istonos

es 12 y la sum a d e sus nm eros atm icos es 72.D eterm ine el m enor nm ero atm ico.

a) 23 b) 30 c) 37

d) 42 e) 85

33 . La sum a de los electrones de los iones J 5 -y L 4+es

51. D eterm ine la sum a de los electrones de los iones

J1+yL 2+.

a) 17 b) 35 c) 47

d) 48 e) 51


31/307

TRILCE

35

34 . C on respecto a las proposiciones:

I. Los protones y neutrones son d eno m inad os

nucleones.

II. Los protones, neutrones y electrones se denom i-

nan partculas subatm icas fundam entales.

III. El neutrn es la partcula subatm ica fundam ental

m as pesada.

Es correcto afirm ar:

a) I y II b) I y III c) II y III

d) Slo II e) I , II y III

35. Los nm eros m sicos de dos istonos se encuentran

en la relacin num rica de 7 a 9. Si la diferencia entre

sus cargas nucleares es 28. D eterm ine el nm ero de

m asa del tom o m s pesado.

a) 120 b) 122 c) 126

d) 160 e) 204

36. La sum a de los nm eros de m asa de 3 istopos es 120

y sus nucleones neutros sum an 63. D eterm ine el

nm ero de electrones de un in de este tom o que al

oxidarse se transform a en una especie m onovalente.

a) 18 b) 19 c) 20

d) 21 e) 22

37. C on respecto a los tom os:8X(A= 17) y 8Y(A= 18), se

puede afirm ar que:

I. El neutrn de Xes m s pesado que el neutrn de

Y.

II. Xe Yson istopos.III. La relacin de los protones de Xa Yes 10 a 9.

IV. Poseen igual nm ero de electrones.

a) I y II b) III y IV c) II y III

d) II y IV e) I y III

38. C on respecto a las siguientes especies: 119

9327

13FA l

I. El Al3+ posee 10 electrones y es isoelectrnico con

el F1-.

II. El catin posee 14 neutrones.

III. El anin posee 29 partculas subatm icas funda-

m entales.Es correcto afirm ar:

a) Slo I y II b) Slo I y III c) Solo II y III

d) Slo II e) I , II y III


72. Si en total poseen 38 neutrones, determ ine la carga

nuclear de uno de los istopos.

a) 17 b) 18 c) 35

d) 37 e) 20

40 . U n anin m onovalente con 118 partculas subatm icas

fundam entales, posee 45 neutrones. D eterm ine su

nm ero atm ico.

a) 16 b) 18 c) 32

d) 34 e) 36

41. La relacin entre el nm ero de m asa y el nm ero

atm ico de un tom o neutro es de 16 a 7. Si posee 45

neutrones, cu ntos electrones po see su catin

divalente?

a) 43 b) 45 c) 35

d) 37 e) 33

42. En un tom o neutro el nm ero de protones es al

nm ero de neutrones com o 3 es a 7. Si su nm ero de

m asa es 80, determ ine su nm ero atm ico.

a) 24 b) 56 c) 32d) 48 e) 104

43 . La diferencia de los nm eros atm icos de dos isbaros

es 2 y la sum a de sus neutrones es 42. D eterm ine el

nm ero de neutrones del isbaro con m ayor carga

nuclear.

a) 18 b) 20 c) 22

d) 24 e) 26

44 . La diferencia de los nm eros de m asa de dos istonos

es 1 y la sum a d e sus nm eros atm icos es 69.

D eterm ine el nm ero atm ico del tom o m s ligero.

a) 35 b) 34 c) 33

d) 32 e) 31

45. La sum a de los electrones de las siguientes especies

isoelectrnicas:S2 -y Ca2+es 36. Si el de m ayor carga

nuclear posee 22 neutrones, determ ine su nm ero de

m asa.

a) 16 b) 18 c) 20

d) 38 e) 42


42 y su diferencia es 2. Si, adem s, el nm ero atm ico

es la m itad del m enor nm ero de m asa. D eterm ine

cuntos neutrones posee el istopo m s pesado.

a) 10 b) 12 c) 15

d) 18 e) 30

47. D eterm ine el nm ero de electron es de un catin

divalente, cuyo nm ero de m asa es 200 y en el cual la

cantidad de protones es a la cantidad de neutrones

com o 2 es a 3.

a) 78 b) 80 c) 82d) 118 e) 122


32/307

Qumica

36

48 . C on respecto a las propo siciones, seale verdadero

(V) o falso (F) segn corresponda:

* Los nclidos C -12 y C -14 poseen propiedades

qum icas sim ilares.

* Para dos isbaros: el de m ayor carga nuclear presen-

ta m enor cantidad de neutrones.

* Para dos istonos: la diferencia de sus nm eros

m sicos es igual a la d iferencia d e sus nm eros

atm icos.

a) VVV b) VFV c) VFF

d) VVF e) FVF

49 . En un tom o, la diferencia de cuadrados del nm ero

m sico y el nm ero atm ico es 60 veces el nm ero de

neutrones. Si, adem s, el nm ero d e protones es al

nm ero de neutrones com o 3 es a 4. D eterm ine cuntos

nucleones posee el tom o.

a) 37 b) 40 c) 42d) 43 e) 45

50. S e tiene tres istopo s con n m eros de m asa

consecutivos. Si el prom edio de dichos n m eros

m sicos es 16 y el istopo m s pesado po see 10

neutrones. D eterm ine la sum a de los neutrones de los

otros dos.

a) 14 b) 15 c) 16

d) 17 e) 19

51. C om pletar el siguiente cuadro para las especies

isoelectrnicas: K 1+ S 2-

ESPECIE Z e- A n

K1+

S2- 34 18

21

Q u relacin existe entre el catin K + 1y el C a-40

(Z= 20)?

a) Istopos. b) Isbaros. c) Istonos.

d) H lidos. e) Isoelectrnicos.

52 . La diferencia de cuadrados entre l nm ero de m asa yl nm ero atm ico de un tom o neutro es 2580. Si

posee 30 neutrones, determ ine su carga nuclear.

a) 28 b) 58 c) 86

d) 114 e) 144

53. Seale la proposicin incorrecta:

a) Todos los tom os tienen protones.

b) La especie qum ica m onoatm ica 35626

E tiene 30

neutrones.

c) El in 33115

P tiene 18 electrones.

d) En toda especie qum ica m onoatm ica neutra, elnm ero de protones es igual al nm ero de electro-

nes.

e) Tod os los tom os siem pre tienen protones y

neutrones en su ncleo atm ico.

54 . Responda verdadero (V) o falso (F) segn corresponda:

I. H istricam ente, el neutrn fue la prim era partculasubatm ica en descubrirse.

II. D ado que un ncleo puede em itir electrones, el

ncleo de un tom o est conform ado por protones,

neutrones y electrones.

III. El nm ero de neutrones de un tom o puede calcu-

larse restando el nm ero atm ico del nm ero de

m asa.

a) VVV b) VFF c) FVV

d) FVF e) FFV

55. El elem ento boro (m .A. = 10,8) est form ado por dosistopo s naturales que se diferencian en 1 neutrn.

Sabiendo que las abundancias estn en una relacin

de 1 a 4 y el nclido m s pesado, es m s abundante.

D eterm ine el nm ero de m asa del istopo m s liviano.

a) 10 b) 11 c) 12

d) 13 e) 9

56. Para la especie qu m ica: Ag10847 , indique la

proposicin incorrecta:

a) El nm ero atm ico de la plata es 47.

b) En 10 tom os de plata, existen 610 neutrones.

c) El catin plata contiene 48 electrones.

d) El nm ero de nucleones de la plata es 108.

e) En 10 tom os de plata, existen 470 protones.

57. Seale com o verdadero (V) o falso (F) las proposiciones

siguientes:

I. El protn y el neutrn tienen la m ism a m asa.

II. El 12311

N a y 2168O el tienen el m ism o nm ero de

electrones.

III. E l C a4020

y A r4018

tienen igual n m ero de

neutrones.

a) FFF b) FVF c) FVV

d) VFV e) VVV

58. C ules de las siguientes proposiciones son correctas?

I. En el ncleo, se generan una diversidad de partcu-

las subatm icas.

II. Los electrones estn form ados por quarks.

III. Los electrones pertenecen a la fam ilia d e los

hadrones.

a) Slo I b) Slo II c) Slo III

d) I y III e) II y III


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TRILCE

37

59. U n catin divalente y un anin trivalente poseen igual

nm ero de electrones y 71 protones totales. Si el catin

posee 50 neutrones. Cul es el nm ero de m asa del

catin?

a) 49 b) 76 c) 88d) 91 e) 33

60. Si un elem ento tiene dos istopos, qu proposiciones

son correctas:

I. La m asa atm ica relativa prom edio siem pre es m a-

yor que la m asa atm ica relativa del istopo m s

liviano y m enor que la m asa atm ica relativa del

istopo m s pesado.

II. Si la m asa atm ica relativa prom edio de un ele-

m ento es aproxim adam ente el prom edio d e las

m asas atm icas relativas de sus istopos; entonces,

la abundancia relativa de cada istopo es aproxi-

m adam ente 50% .

III. En una determ inada cantidad de tom os se encon-trar que la m ayor parte de estos tienen una m asa

igual a su m asa atm ica relativa prom edio expre-

sada en um a.

a) II y III b) II c) I y III

d) I y II e) I,II y III


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Qumica

38

lavesClaves

V

F

F

F

V

F

V

F

d

b

c

c

b

d

c

d

b

b

d

c

a

a

c

b

c

d

c

b

b

c

a

b

c

e

c

a

d

e

a

e

e

a

b

b

e

b

a

a

c

d

b

a

e

e

a

c

b

a

c

d

01 .

0 2 .

0 3 .

0 4 .

0 5 .

0 6 .

0 7 .

0 8 .

0 9 .

1 0 .

1 1 .

1 2 .

1 3 .

1 4 .

1 5 .

1 6 .

1 7 .

1 8 .

1 9 .

2 0 .

2 1 .

2 2 .

2 3 .

2 4 .

2 5 .

2 6 .

2 7 .

2 8 .

2 9 .

3 0 .

3 1.

3 2.

3 3.

3 4.

3 5.

3 6.

3 7.

3 8.

3 9.

4 0.

4 1.

4 2.

4 3.

4 4.

4 5.

4 6.

4 7.

4 8.

4 9.

5 0.

5 1.

5 2.

5 3.

5 4.

5 5.

5 6.

5 7.

5 8.

5 9.

6 0.


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TRILCE

39

C a pt ulo

QU M ICA NUCLEAR

4ANTOI NE HENRY BECQUEREL (1852 - 1908)

N acido en Pars, descubri la radiactividad natural en 1896 (de form a casual, al estudiar la fosforescen-

cia de las sales de uranio y estableci que se trataba de una propiedad del tom o de uranio) y a ello le

debe su fam a. Identific la existencia de dos tipos diferentes de radiacin que denom in rayos alfa y

beta y dem ostr que provocan la ionizacin de los gases. Investig tam bin la polarizacin rotatoria

m agntica y la absorcin de la luz por los cristales. La unidad de actividad radiactiva, el becquerel (Bq)

le debe su nom bre.

LA RADIACTIVIDADLas reacciones qumicastradicionales ocurren com o resultado de la interaccin entre los electrones de valencia alrededor

delncleodel tom o. Las reacciones nucleares im plican trasm utaciones de los ncleos atm icos debido a que no existe una

relacin ideal neutrn / protn. El descubrim iento de la radiactividad se debe al fsico francs H enri Becquerel, al com probar

casualm ente en 1896 cm o quedaba im presa una placa fotogrfica en la que se haban colocado cristales de uranio y

potasio, aun sin la intervencin de la luz solar.

La radiactividad supone que las sustancias llam adas radiactivas em iten espontneam ente radiaciones capaces de atravesar

la m ateria, im presionar placas fotogrficas o producir ionizacin o fluorescencia. Poco despus del descubrim iento de

Becquerel, M arie Sklodow ska (M arie C urie) em pez a estudiar la radiactividad y com plet en gran m edida el prim er trabajo

sobre cam bios nucleares. C urie descubri que la radiacin era proporcional a la cantidad de elementosradioactivos

presentes, y propuso que la radiacin era una propiedad de los tom os (al contrario a una propiedad qum ica de un

compuesto). M arie C urie fue la prim era m ujer en ganar el Prem io N obel y la prim era persona en ganar dos (el prim ero,com partido con su esposo Pierre y con B ecquerel por descubrir la radiactividad; y el segundo por descubrir los elementos

radioactivos radio y polonio).

LA RADIA CIN NU CLEARLos procesos nucleares naturales em iten tres clases de radiaciones principalm ente:

Part cu las : Son ncleos de helio, com puestos por 2 neutrones y 2 protones. Tienen carga elctrica positiva y se desvan

poco al pasar a travs de un cam po elctrico o m agntico, son em itidos desde el ncleo a una velocidad entre 10 000 y 30

000 km /s.

C uando un ncleo radiactivo em ite una partcula alfa, su nm ero atm ico Z dism inuye en 2 unidades, y su nm ero de m asa

en 4 unidades. El nuevo ncleo corresponde a otro elem ento qum ico y el proceso se denom ina transm utacin.

24

2

4A

2Z

A

ZH eLE

D esintegracin

Por ejem plo, cuando un ncleo de U ranio 238 (Z= 92) em ite una partcula alfa, el ncleo hijo es Torio-234 (Z= 90).

24

2

234

90

238

92H eThU

Part cu las : Son partculas de naturaleza sem ejante a los electrones, em itidos desde el ncleo a velocidades com prendi-

das entre 100 000 y 200 000 km /s, que se desvan fcilm ente ante un cam po elctric

quimica trilce

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