Problemas Capítulo 2 Del Libro Fundamento De La Ciencia E Ingeniería De Los Materiales, Autor: William F. Smith

Problemas  del capítulo 2 del libro 
Fundamento de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales, Autor: William F. Smith

2Problemas.

2.1 ¿Cuál es la masa en gramos de: a) un protón, b) un neutrón, c) un electrón?
Respuesta:
Masa del protón: 1.673x10-24 gr 
Masa del neutrón: 1.675x10-24 gr
Masa del electrón: 9.109x10-28 gr

2.2 ¿Cuál es la carga eléctrica en culombios de: a) un protón,b) un neutrón, c) un electrón?
Respuesta:
Carga eléctrica del protón: +1.602x10-19 C 
Carga eléctrica del neutrón:         0 C
Carga eléctrica del electrón: -1.602x10-19 C

2.3Defina: a) número atómico, b) unidad de masa atómica, c) número de avogadro y d) masa de un átomo relativa
Respuesta:
a) Numero atómico: Es el número de protones que hay en el núcleo de un átomo.
b) Unidad de masaatómica: Se define como un doceavo de la masa de un átomo de carbono.
c) Numero de avogadro: Es el número de átomos en un mol-gramo relativo o mol de un elemento.     
d) Masa de un átomo relativa: Es la masa en gramos de 6,023x1023 átomos de ese elemento.

2.4 ¿Cuál es la masa en gramos de un átomo de oro?
Respuesta:
La masa atómica del oro “Au” es de 197.0 g/mol. Dado que en 197.0 g de orohay 6.023*10^23 átomos, el número de gramos en un átomo es de: 
197.0g
----------------- = 3.270795285*10^-22
6.023*10^23
Un átomo de oro “Au” es de 3.27*10^-22

2.5 ¿Cuántos átomos hay en un gramo de oro?
Respuesta:
1 mol Au 6,022 *10^23 átomos Au
1 g Au * ------------- * ------------------------------------ ≅ 3,06 *10^21 átomos Au
197 g Au1 mol Au

2.6Un alambre de oro tiene 0.70mm de diámetro y 8.0 cm de largo. ¿Cuántos átomos contiene? La densidad del oro es 19.3g/cm^3.
Respuesta:
0.70mm = 0.070 cm
V = largo x ancho x alto
V = 0.8 cm x0.070 cm x 0.8 cm
V = 0.0448cm3

Densidad = masa/volumen
19.3g/cm3 x 0.0448 cm3 = g Au
g Au = 0.86464 g

el nº de moles de oro: 0.86464g/196.97g/mol = 0.00439 moles

1 mol deAu =6.02x10^23 átomos de Au
0.00439 moles de Au =x átomos de Au
Y por regla de tres=2.634^21

x = 2.64x10^21 átomos de oro “Au”

2.7 ¿Cuál es la masa en gramos de un átomo de molibdeno?
Respuesta:
La masa atómica del molibdeno “Mo” es de 95.94 g/mol. Dado que en 95.94 g de molibdeno hay 6.023*10^23 átomos, el número de gramos en un átomo es de: 

95.94g
----------------- =1.592893907*10^-22
6.023*10^23
Un átomo de molibdeno “Mo” es de 1.6*10^-22

2.8 ¿Cuántos átomos hay en un gramo de molibdeno?
Respuesta:
Masa atómica= 95.94g/mol
Na=6.023 átomos/mol
1 mol Mo 6,022 *10^23 átomos Mo
1 gramo * ------------- * ------------------------------------ ≅ 6.2778*10^23 átomos Mo
95.94gr 1 mol

2.9 Una soldaduracontiene 52% en peso de estaño y 48% en peso de plomo. ¿Cuáles con los porcentajes atómicos de estaño y plomo en la soldadura?
Respuesta:
Suponiendo que se tiene 100 g de soldadura. 
Entonces hay 52 g de estaño “Sn” y 48 g de plomo “Pb”.
Un mol de estaño “Sn” pesa 118.7 g y un mol de plomo “Pb” pesa 207.2 g
52 g de estaño “Sn” equivalen a 52 /118.7 = 0.438 moles
48 g de plomo “Pb” equivalen a48 / 207.2 = 0.162 moles
por un total de 0.438 + 0.162 = 0.600 moles.
Siendo el numero de moles proporcional al número de átomos, los porcentajes atómicos son respectivamente son:
0.438 /0.600 = 0.73*100 = 73% de estaño “Sn”
0.162 /0.600 = 0.27 *100= 27% de plomo “Pb”

2.10 Una aleación de nonel está formada por 70% en peso de níquel y 30% en peso de cobre. ¿Cuáles son los porcentajesatómicos de Ni y Cu en esta aleación?
Respuesta:
En la aleación de nonel se tiene un 70% de níquel “Ni” y 30% de cobre “Cu”
Masa atómica níquel “Ni”= 58.69g/mol
Masa atómica cobre “Cu”=63.54g/mol
70 gramos (6.023*10^23 átomos/mol)
Níquel “Ni”=----------------------------------------------------- = 7.1837*10^23atomos
58.69g/mol...