Cap0 Prob Sol

Solución de los Problemas. Capítulo 0

1. Indique si las siguientes propiedades son físicas o químicas.
a) El color verde de la malaquita. La malaquita muestra color verde
porque después de incidir sobre ella la luz blanca, absorbe todo el
espectro electromagnético de la zona del visible, excepto el verde. Sin
embargo, una vez absorbida la luz, la malaquita sigue siendo el mismo
compuestoquímico, por tanto el color de la malaquita es una propiedad
física

b) El

endurecimiento de una pieza de cerámica que se
introduce en el horno de cocción. Cocer la cerámica supone

someterla a un proceso de calentamiento controlado hasta que alcanza
valores muy altos de temperatura (mayores que 1000º C). Durante este
proceso la cerámica fresca (arcilla y agua, puede haber otros
componentes) sufren unaserie de transformaciones químicas. Es
decir las sustancias primitivas dejan de ser lo que eran para
transformarse en otras.
Información adicional. Procesos en la cocción de la cerámica:
• Pérdida de la humedad sobre los 100º C
• Quema de las sustancias orgánicas de 275 a 380 ºC.
• Pérdida del agua de cristalización, se descompone la arcilla en
SiO2 y Al2O3, que después se vuelve combinar.
• Loscarbonatos pierden CO2 desde 550 a 950ºC.
• Sobre los 1000ºC comienza a combinarse en silicatos,
aluminosilicatos.
c) La atracción de un clavo de hierro por un imán. Como
consecuencia de la estructura electrónica del Fe, éste siempre genera una
perturbación de origen magnético a su alrededor, por tanto interacciona
con el campo magnético del imán de la manera más favorable y se mueve
en el campomagnético del imán. Sin embargo, con y sin el campo
magnético del imán el Fe del clavo no cambia, por tanto, el magnetismo
es una propiedad física de las sustancias
d) La fusión del hielo en agua líquida. Cuando el agua sólida (hielo)
absorbe calor y se transforma en agua líquida, no rompe los enlaces que
mantienen unido al átomo de oxígeno de agua con los dos átomos de
hidrógeno. La molécula nocambia por este proceso de absorción de calor.
Lo que se rompen son las fuertes interacciones entre las moléculas de
agua, de manera que entre las moléculas las interacciones son más
bajas, en consecuencia la movilidad molecular el mayor y el agua
adquiere el estado líquido (fusión) por tanto es un proceso físico.
e) La electrólisis del agua. La corriente eléctrica que sale de los
electrodos en elfenómeno de la electrólisis del agua es capaz de
descomponer a la molécula de agua en sus componentes: hidrógeno y
oxígeno, de manera que lo que sucede es una reacción química, o sea
una trasformación de una sustancia (agua) en otras sustancias
(hidrógeno y oxígeno)

2. De acuerdo con la ley de Coulomb, la fuerza, F, que se ejerce en el
vacío entre dos cargas q1 y q2 depende de la distancia deseparación
entre ellas, r, de la siguiente forma:

Enlace Químico y Estructura de la materia

1

Solución de los Problemas. Capítulo 0
F=

1

q1 q 2

4πε 0 r 2
Deduzca las unidades de la permitividad del vacío, ε0, en el S.I.
Sol: ε 0 = C 2 kg −1 m −3 s 2
Pongamos las unidades de fuerza (magnitud derivada) en función de las unidades
de las magnitudes fundamentales: masa, longitud, tiempo. Pongamostambién las
unidades del segundo miembro y despejemos las unidades que debe tener la
permitividad del vacío para que la ecuación anterior sea homogénea.

kg.m.s −2 =

1 C2
;
ε 0 m2

ε 0 = C 2 kg −1 m −3 s 2 ;

ó bien

ε 0 = C 2 N −1 m −2

3. La constante de Planck, h, tiene unidades de energía x tiempo. En el
S.I.; mks, estas unidades son J.s. ¿Por qué factor de conversión se
debe multiplicar este valorde h para expresarlo en unidades del
sistema cgs, o sea erg.s? (erg=ergio)
Sol: 107 (erg/J)
W = Fuerza x longitud
J = kg. m.s-2. m= kg.103(g/kg). m2.104(cm2/m2).s-2= 107 g.cm2.s-2=107 erg ;
factor de conversión: 107 (erg/J)
h(erg.s) = h(J.s) x 107 (erg/J)

4. El diamante tiene una densidad de 3,513 g/cm3. La masa de los
diamantes a menudo se mide en creates; un create es igual a 0,200 g
¿Qué...