Lunes 9 de septiembre de 2013

Lunes 9 de septiembre de 2013
Autor: Q.I. Eduardo García Ramírez
BB1. Rojo y blanco. En la famosa serie Breaking Bad (BB), Walter White elabora el gas fosfina a partir de fósforo
rojo mediante la reacción representada en la siguiente ecuación:
a P4 + b NaOH + c H2O → e NaH2PO2 + f PH3
Utilizando los números enteros pequeños posibles para balancear la ecuación, ¿cuál es el valor de la suma a + b + c?
Respuesta corta: La suma es 7.
Respuesta desarrollada:
Se trata de una reacción redox, así que procedemos a su balance asignando a el número de oxidación que
corresponde a cada elemento:
P40 + Na1+O2- H1+ + H1+2O2- → Na1+ H1+2P1+ O2-2 + P3-H1+3
El único elemento que cambia de número de oxidación es el fósforo:
P40 + 12 e → 4 P3- Reducción
P40 → 4 P1+ + 4 e Oxidación
Balanceando para igualar electrones ganados y perdidos tenemos
4 (P40 + 12 e → 4 P3- )
12 (P40 → 4 P1+ + 4 e )
Reduciendo términos:
1 (P40 + 12 e → 4 P3- ) = P40 + 12 e → 4 P33 (P40 → 4 P1+ + 4 e ) = 3 P40 → 12 P1+ + 12 e
La ecuación redox balanceada es:
4 P40 → 4 P3- + 12 P1+
La cual se puede reducir aún más dividiendo entre 4:
P40 → P3- + 3 P1+
Colocando estos coeficientes en la ecuación original y completando el resto de los elementos tenemos:
P4 + 3 NaOH + 3 H2O → 3 NaH2PO2 + PH3
Por lo tanto, los valores de a, b y c son, respectivamente, 1, 3 y 3. La suma de estos números es 7.
El elemento fósforo existe en dos formas alotrópicas, el fósforo rojo, que emplea Walter en la serie y el fósforo
blanco, el cual debe guardarse sumergido en agua porque puede reaccionar con el oxígeno de la atmósfera.
Miércoles 11 de septiembre de 2013
Autor: Q.I. Eduardo García Ramírez
BB2. Un cristal para Walter. Para impresionar al Tuco Salamanca, Walter emplea un cristal explosivo
conocido como fulminato de mercurio (II), Hg(ONC)2. Este explosivo es sensible a la fricción y detona
fácilmente, la reacción es la siguiente;
Hg(ONC)2 (s) → Hg (s) + N2 (g) + 2 CO (g)
¿Cuál es el volumen que ocupan, a 1 atm de presión y 30 ºC, los gases que se generan por explosión de 10
gramos de fulminato de mercurio?
Respuesta corta: El volumen es de 2.62 litros
Respuesta desarrollada:
Inicialmente determinamos los moles de fulminato de mercurio:
Moles de Hg(ONC)2 = (10 g) / (284.6 g/mol) = 0.0351 mol
A continuación, evaluamos los moles totales de gases generados en la reacción, como se puede observar, a
partir de un mol de fulminato se obtienen 3 moles de gases (1 de nitrógeno y 2 de monóxido de carbono),
así que el total de moles de gases es de:
Moles de gases = 3 (0.0351 mol) = 0.1054 mol
Y el volumen que ocupan estos moles los calculamos mediante la ecuación de los gases ideales:
V = [ (0.1054 mol) (0.082 atm L / K mol) ( 303 K) ] / 1 atm = 2.62 litros
Viernes 13 de septiembre de 2013
Autor: Q.I. Eduardo García Ramírez
BB3. ¡Signore Volta, tenemos un problema! El vehículo de Walter se queda sin batería en medio del
desierto, así que debe armar una celda con los siguientes materiales: Partes metálicas que contienen
zinc, hidróxido de sodio y balatas que contienen óxido de mercurio. ¿Cuál es la ecuación de la
reacción que ocurre en esta celda?
Respuesta corta: La reacción efectuada es
Zn + HgO
→ ZnO + Hg
Respuesta desarrollada:
La reacción espontánea que se realiza incluye la oxidación del zinc de las partes metálicas y la
reducción del mercurio de las balatas, el hidróxido de sodio sirve como electrolito:
Zn + HgO → ZnO + Hg
El voltaje que desarrolla esta celda es de 2.0 V. Walter arma un circuito en serie con seis de estas
celdas para arrancar el motor de su vehículo, es decir, cuenta, en teoría con 12 volts, suficientes en
cuanto a voltaje, la gran duda es, ¿puede suministrar este circuito la suficiente intensidad de
corriente que requiere el vehículo? Los expertos opinan que la resistencia del circuito debe tomarse
en cuenta y que se queda corto en el número de amperes necesarios para operar el vehículo.