PROGRAMA DE MAESTR ÍA Y DOCTORADO EN INGENIERÍA Subcomité Académico por Campo del Conocimiento Ingeniería Ambiental CONOCIMIENTOS GENERALES Química Nomenclatura 1. Del siguiente grupo de sustancias diga cuáles son hidrácidos a) KOH, CaF, Ca(OH)2 b) H3PO4, H2Cr2O7, H2S c) H2S, HF, HI d) RbI, H2Pt(CN)4, HClO3 Balanceo de ecuaciones 2. Colocar los coeficientes estequiométricos adecuados en la siguiente reacción química, sugerencia: balancear por óxido-reducción. H2O2 + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 +MnSO4+ H2O+O2 a) b) c) d) 5, 3, 3 3, 6, 4,5 5,2,3 1, 2, 8,5 15, 2, 3 11, 2, 8,25 14, 1, 6 2, 6, 7,45 Concentración de disoluciones 3. ¿Qué volumen de ácido fosfórico colocaría para preparar un litro de una solución 0.05N, sabiendo que el peso molecular del ácido es de 98 g/mol, su densidad es de 1.78 g/ml y su pureza es de 85.87%? a) b) c) d) 0.1069 mL 1.069 mL 64.115 mL 6.4 mL Tabla periódica. 4. Diga cuál es el elemento más electronegativo de la Tabla Periódica a) H b) Fr c) F d) Cl 1 Configuración electrónica 5. La configuración electrónica del sodio (número atómico 11) es: a) 1s2 2s2 2p6 3s1 b) [Ne] 3s2 c) 1s2 2s2 2p3 d) [Ar] 4s1 Constantes de equilibrio 6. Uno de los métodos que permite aplicar la energía solar en sistemas de calefacción utiliza sulfato sódico decahidratado (Na2SO4*10H20) situado en un depósito cerrado en el tejado de la casa. Este depósito almacena el calor procedente del sol durante el día. El calor almacenado procede de la siguiente reacción endotérmica Na2SO4*10H20(S) Na2SO4(S) + 10H20(l) -1033.5kcal/mol -330.9kcal/mol -68.3kcal/mol Esta reacción es reversible y está completamente desplazada hacia la derecha a temperaturas superiores a 32.4°C por la noche cuando la temperatura desciende por debajo de esa temperatura se invierte totalmente la reacción hacia la izquierda. El calor liberado por el depósito se hace circular por la casa mediante un sistema de ventiladores. Suponiendo que las reacciones químicas y la transferencia de calor se realicen con un rendimiento del 100% ¿Qué cantidad de calor proporcionaría durante la noche una carga de 322 kg de Na2SO4*10H20 a una casa calentada por este sistema? a) -1.96*104 kcal b) +68.3 kcal c) +19.6 kcal d) +1.96*104 kcal Ácidos y bases 7. Una base: a) Tiene pH inferior a 6 b) Tiene pH superior a 7 c) Disuelve a los metales d) Ninguna de las anteriores Alcalinidad y acidez 8. La acidez: a) Se mide como mg/L como CaCO3 b) Se refiere a la capacidad que va a tener una solución para neutralizar un ácido c) Se mide por medio de una valoración oxido-reducción d) Todas las anteriores 2 Reacciones de óxido reducción 9. Calcular el potencial de la celda y decir si se lleva a cabo la reacción como está escrita. Pt/ClO4-(0.1M), ClO3-(0.01M),H+(0.05) // Fe3+(0.10M), Fe2+(0.001M)/Pt E2°=1.19V E1°=0.77V La ecuación de Nerst E=E°-(0.591/n)log[red]/[ox] y las ecuaciones parciales son: Fe3++ 1e Fe2+ ClO4-+2H++2e ClO3-+ H2O a) b) c) d) +0.253 v, no se lleva a cabo la reacción así como está escrita -0.253 v, no se lleva a cabo la reacción así como está escrita -0.253 v, si se lleva a cabo la reacción así como está escrita +0.253 v, si se lleva a cabo la reacción así como está escrita 10. La diferencia de potencial que origina el flujo de corriente desde un electrodo de potencial más elevado a otro menos se denomina. a) Reducción b) Electrodiálisis c) Fuerza electromotriz d) Pila FISICOQUÍMICA Ley General de los gases 11. La presión de un neumático de automóvil medida en invierno a 32°F fue de 30psi. La aguja marca la diferencia entre la presión de la rueda y la presión atmosférica (15psi). Es decir, la presión de la rueda es igual a la lectura de la aguja en (psi) más 15psi. La misma rueda se utilizó durante el verano y su temperatura se elevó a 122°F. Si suponemos que el volumen de la rueda no había cambiado y que no había perdido aire entre el invierno y el verano ¿Cuál es la nueva presión medida por la aguja? Recordar que: °C=5/9 (°F-32) a) ≈32 psi b) ≈1.18 psi c) ≈53 psi d) ≈38 psi 3 Leyes de la Termodinámica 12. Se encuentran 600 gramos de hierro a una temperatura de 20°C. ¿Cuál será su temperatura final si le suministran 8,000 calorías? Cp Fe = 0.113 cal/g°C a) b) c) d) 137.99 °C 117.99 °C 68.8 °C 50 °C 13. Al cambio directo de energía que resulta de un proceso que involucra un cambio de volumen, es la definición de: a) b) c) d) Entalpía Entropía Trabajo Temperatura 14. Indique cuál de las siguientes reacciones es endotérmica a) b) c) d) 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) + energía Energía + 2HgO (s) 2Hg (l) + O2 (g) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 2O3(g) 3 O2 (g) 15. Considere la siguiente reacción sin balancear: N2 (g) + H2 (g) NH3 (g) calcular la variación de entropía estándar para la formación de dos moles de amoníaco a partir de sus elementos. Sustancia a) b) c) d) H°f (kJ) S°f (J K-1) N2 (g) 0 191.5 0 H2 (g) 0 130.58 0 NH3 (g) - 46.19 192.5 -16.4 ≈ -200 J/K ≈ 121 J/K ≈ -121 J/K ≈ 200 J/K Fenómenos de superficie y sistemas dispersos: 16. Los puentes de hidrógeno: a) b) c) d) Gºf (kJ/ mol) Reducen la presión de vapor Aumentan los puntos de ebullición Aumenta la viscosidad Todas las anteriores 4 17. Propiedades que dependen únicamente de la cantidad (concentración) de soluto añadida (moles o moléculas de soluto), pero no de su naturaleza (de qué soluto sea). a) b) c) d) Propiedades físicas Propiedades coligativas Propiedades químicas Propiedades bioquímicas 18. Mediante el proceso de adsorción se traspasa materia desde una corriente gaseosa o líquida a una superficie de un sólido. El sólido sobre el que se produce la adsorción se denomina: a) b) c) d) sustrato adsorbato adsorbente soluto 19. Es el pproceso mediante el cual el agua disuelve, y se da por la atracción de cargas del agua con las del soluto “cargas opuestas se atraen”. a) Disolución b) Dilución c) Solución d) Solvatación 20. Un proceso de membranas trata 100 L/s de agua con una concentración de sólidos disueltos totales de 1200 mg/L. No hay acumulación de agua en el interior del proceso. El caudal de agua tratada es de 75 L/s y tiene una concentración de sólidos disueltos totales de 85 mg/L. Además del agua tratada hay una corriente de rechazo que contiene todos los sólidos disueltos que no traspasaron las membranas ¿Cuál es el caudal del rechazo? ¿Cuál es la concentración de sólidos disueltos totales en la salmuera de rechazo? a) b) c) d) 25 L/s y 2,800 mg/L 25 L/s y 4,545 mg/L 30 L/s y 3,801.7 mg/L 30 L/s y 2,800 mg/L. 5 MANEJO DE FLUIDOS Y MATERIALES Viscosidad – Fluidos Newtonianos y no-newtonianos 21. Si se considera un fluido no viscoso (por consecuencia el esfuerzo cortante es cero) e incompresible, entonces éste se conoce como un fluido: a) b) c) d) Fluido Newtoniano Fluido No Newtoniano Fluido Ideal Ninguno de los anteriores. Fenómenos de difusión 22. La difusión considera aspectos generales tales como son: a) La difusión es el flujo neto causado por el desplazamiento aleatorio. b) El flujo difusivo es proporcional, pero de signo opuesto, al gradiente de concentración. c) Actúa diluyendo la concentración y reduciendo los gradientes de concentración. d) Todas las anteriores Balance de materia y energía 23. Un evaporador se carga con una solución de NaCl al 25 %. Se van a producir 14670 kg de sal seca por hora. La sal formada retiene 20 % con respecto a su peso de la salmuera (26.9 % de la sal) ¿Cuántos kilos de solución se cargan al evaporador por cada hora? : a) b) c) d) 61837 kg/h 15459 kg/h 61873 kg/h 15495 kg/h 6 Química orgánica 24.- ¿A qué tipo de hidrocarburo pertenece la siguiente estructura orgánica: C6 H6 ? a) b) c) d) Cíclico Alcano Aromático Alqueno Química Orgánica 25.- ¿Qué grupo funcional tienen los ácidos orgánicos? a) b) c) d) -COOH -OH -NH2 S= 7