Fisicoquímica - 2do año - Evaluación - Trabajo Práctico

1. Durante la clase de laboratorio, un grupo de alumnos mezcló en un recipiente de vidrio los siguientes ingredientes: 150 ml de agua destilada, 50 ml de alcohol etílico, tres monedas de cobre, una cucharada de grafito en polvo (carbono insoluble) y dos cucharadas de azúcar fina. Luego de agitar, el estudiante Julián anotó en su informe: "Dado que el agua, el alcohol y el azúcar se unieron perfectamente anulando sus propiedades individuales, y considerando que las monedas y el grafito no cuentan químicamente porque son sólidos que no reaccionan, el sistema resultante es totalmente homogéneo. Cuenta con solo 3 componentes y 2 fases (la líquida y la sólida general)".

• a) Julián ha cometido varios errores conceptuales importantes en su conclusión y en su forma de contar. Identifica cuáles son los errores lógicos en su texto y redacta la corrección que le harías en su informe.

• b) Clasifica correctamente el sistema final (homogéneo o heterogéneo), e indica exactamente cuántas fases tiene en total y cuáles son los componentes de cada una de esas fases.

2. En un acelerador de partículas se analiza un átomo neutro misterioso, al que llamaremos "Átomo Z". Los físicos lograron observar su núcleo y determinaron lo siguiente: Su núcleo posee un Número Másico (total de nucleones) de 31. Al contar las partículas cuidadosamente, notaron que la diferencia matemática entre el número de partículas neutras y las partículas con carga positiva es exactamente 1, existiendo una mayor cantidad de las neutras. En la corteza, partículas de masa despreciable orbitan en niveles de energía.

• a) A partir del texto, plantea cómo deducir la cantidad exacta de protones, neutrones y electrones que tiene el "Átomo Z". Justifica brevemente tus cálculos.

• b) ¿Cuál es su Número Atómico (Z) y su Número Atómico (A)?

• c) Dibuja un esquema sencillo de cómo se vería este átomo ubicando las partículas donde corresponden según el modelo atómico de Bohr.

3. Utilizando tu tabla periódica y lo descubierto en el punto anterior, resuelve el siguiente misterio (concéntrate solo en los períodos 2 y 3):

• a) ¿Qué elemento real de la tabla periódica es el "Átomo Z" que descubriste en la Consigna 2? Indica su nombre, símbolo, grupo y período.

• b) El elemento Z forma moléculas estables, pero suele ser comparado con el "Átomo Q". El Átomo Q es un gas noble que posee exactamente la misma cantidad de electrones que el Átomo Z cuando este último adquiere una carga iónica de -3. ¿Quién es el Átomo Q?

• c) Un tercer "Átomo R" se encuentra en el mismo período que el Átomo Z, pero está clasificado como un metaloide y tiene un protón menos en su núcleo. ¿De qué elemento estamos hablando?

4. Lee la siguiente situación cotidiana y presta atención a los detalles: 

"Martina dejó una botella de vidrio transparente y fuertemente sellada, que contenía un poco de alcohol líquido, bajo el sol directo de una tarde calurosa de enero. Notó que el líquido pareció "reducirse" en volumen y la botella estaba tensa. Horas más tarde, guardó esa misma botella sellada en un congelador a -18°C. Al sacarla al día siguiente, el nivel del alcohol líquido había vuelto a la normalidad dentro del recipiente, pero observó que la superficie exterior del vidrio se había cubierto rápidamente de una capa blanca de escarcha (hielo sólido)."

• a) Utilizando el Modelo Cinético Corpuscular, explica paso a paso qué pasó con las partículas de alcohol en el interior de la botella (al sol y luego al congelador) y qué pasó con las partículas de agua del ambiente exterior al final. (Debes mencionar movimiento, distancia y energía).

• b) Nombra los tres cambios de estado distintos que ocurrieron en esta historia e indica en qué momento y lugar específico sucedió cada uno.

5. Tomando al "Átomo Q" que descubriste en la Consigna 3 (b): Sabemos que a temperatura ambiente (20°C) este elemento se encuentra en estado gaseoso. Imagina que encerramos las partículas de ese gas dentro de un globo cerrado a 20°C. (Dato extra: La temperatura de fusión de Q es de -189°C y su ebullición es -185°C).

• a) Describe (o dibuja) cómo estarían distribuidas y cómo se moverían las partículas a 20°C según el modelo cinético corpuscular.

• b) Luego, responde: ¿Qué cambio de estado ocurriría si tomamos ese globo y lo sumergimos en un tanque criogénico a -200°C? Describe qué ocurriría con la energía cinética y las fuerzas de atracción entre sus partículas.