estado de ionización

OPCIÓN A
CUESTIÓN 2.- Considera la serie de elementos: Li, Na, K, Rb y Cs.
a) Define energía de ionización.
b) Indica cómo varía la energía de ionización en la serie de los elementos citados.
c) Explica cuál es el factor determinante de esta variación.
Solución:
a) Energía de ionización es la mínima energía que hay que aplicar a un átomo neutro, gaseoso y
en su estado electrónicofundamental, para arrancarle un electrón de su capa de valencia y convertirlo en
un catión gaseoso y en su estado electrónico fundamental.
b) Disminuye al bajar en el grupo, pues, aunque aumenta su carga nuclear, el electrón se va
situando en niveles cada vez más alejado del núcleo y la fuerza atractiva núcleo-electrón más externo se
va haciendo cada vez menor, necesitándose, por ello, menos energíapara arrancar dicho electrón.
c) De lo expuesto en el apartado anterior, se deduce fácilmente que el factor determinante en la
disminución de la energía de ionización al bajar en un grupo es el volumen atómico, es decir, el aumento
de tamaño del átomo que es el que provoca el distanciamiento núcleo-electrón más externo.
CUESTIÓN 3.- Para el siguiente sistema en equilibrio: SnO2 (s) + 2 H2 (g) ⇆2 H2O (g) + Sn
(s), el valor de la constante de equilibrio Kp a 900 K es 1,5 y a 1000 K es 10. Razona si para
conseguir una mayor producción de estaño se deberá:
a) Aumentar la temperatura.
b) Aumentar la presión.
c) Adicionar un catalizador.
Solución:
a) El valor de la constante de equilibrio en función de las presiones parciales de productos y
2
PH 2O
reactivos es: Kp =
, por lo que,si al aumentar la temperatura se incrementa el valor de Kp, ello
2
PH 2
indica que se ha producido un aumento de la cantidad de H2O (g), lo que pone de manifiesto que el
equilibrio se ha desplazado hacia la derecha, deduciéndose, por tanto, que un aumento de la temperatura
provoca una mayor producción de estaño.
Otra forma de explicarlo es: Al aumentar Kp con la temperatura se pone demanifiesto que la
reacción es endotérmica, y por tanto, un aumento de la temperatura desplaza el equilibrio en el sentido en
el que se absorbe el calor suministrado, en el sentido endotérmico, hacia la derecha, lo que provoca un
incremento en la producción de Sn.
b) Un aumento de la presión provoca una disminución del volumen del reactor, ley de BoyleMariotte (P · V = P´· V´), por lo que, estadisminución de la capacidad del reactor hace que el equilibrio
se desplace en el sentido en el que aparece un mayor número de moles, pero como dicho número de
moles es el mismo para reactivos y productos, el equilibrio no se altera y, por tanto, no se produce
aumento ni disminución en la producción de estaño.
d) La adición de un catalizador no modifica el equilibrio del sistema, pues ésta sustanciasólo
sirve para incrementar la velocidad de una reacción, por lo que su adición, al aumentar la velocidad de las
reacciones directa e inversa, únicamente sirve para que el equilibrio se alcance más rápidamente.
PROBLEMA 2.- Se hacen reaccionar 200 g de piedra caliza que contiene un 60 % de Carbonato de
calcio con exceso de ácido clorhídrico, según: CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O. Calcula:a) Los gramos de cloruro de calcio que se obtienen.
b) El volumen de CO2 que se obtiene medido a 17 ºC y 740 mm Hg.
DATOS: Ar (C) = 12 u; Ar (O) = 16 u; Ar (Ca) = 40 u; R = 0,082 atm · L · mol−1 · K−1.
Solución:

a) Multiplicando la masa de carbonato por su pureza, los correspondientes factores de conversión
y relación molar, se determina la masa de cloruro de calcio que se obtiene en lareacción:
60 g CaCO 3 1 mol CaCO3 1 mol CaCl 2 111 g CaCl 2
⋅
⋅
⋅
= 133,2 g de CaCl2.
200 g caliza ⋅
100 g caliza 100 g CaCO 3 1 mol CaCO 3 1 mol CaCl 2
b) Procediendo igual que en el apartado anterior se obtienen los moles de CO2, que llevados a la
ecuación de estado de los gases ideales en las condiciones dadas, despejando el volumen y operando, se
obtiene el valor del volumen de CO2...