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Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
17ª OLIMPÍADA ARGENTINA DE QUÍMICA
2 DE OCTUBRE DE 2007
CERTAMEN ZONAL - EXAMEN NIVEL 2-BIS
(Utiliza la información de tu tabla periódica para obtener los datos atómicos que consideres
necesarios.)
EJERCICIO 1.
En el paso final de un proceso de alto horno, el hierro colado se forma como resultado de
las reacciones siguientes:
3 Fe(s) + C(s) → Fe3C(s)
FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g)
FeO(s) + C(s) → Fe(s) + CO(g)
(1)
(2)
(3)
En la tabla siguiente, se dan valores de fHºm y Sºm para todas las sustancias que participan
en las reacciones, a 298,15 K:
Compuesto
fHºm / kJ mol–1
Sºm /J K–1 mol–1
FeO CO
CO2 Fe C Fe3C
–266 –110 –393 0 0
31
57 198 214 24 6 101
(a) Calcula el porcentaje en masa y el porcentaje en moles de Fe3C en una mezcla de Fe3C y
Fe, sabiendo que un análisis elemental mostró que dicha mezcla contiene 4,2 % en masa de
carbono.
(b) Calcula las energías de Gibbs para las reacciones (1), (2) y (3).
(c) Suponiendo que H y S de las reacciones no dependen de la temperatura, estima las
temperaturas a las cuales son espontáneas las reacciones (1), (2) y (3).
(d) Sabiendo que de las tres reacciones, la reacción (2) es la que ocurre principalmente,
indica cómo se modificará la conversión a Fe(s) si se aumenta la temperatura del proceso.
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CERTAMEN ZONAL – EXAMEN NIVEL 2-BIS
EJERCICIO 2.
El oxalato de calcio, CaC2O4, componente principal de los cálculos renales, es insoluble en
agua. Por esta razón, se puede usar para determinar la cantidad de iones calcio(II) presentes
en los fluidos como la sangre. El oxalato de calcio aislado de la sangre se disuelve en ácido
y se valora con una solución patrón de KMnO4, donde el manganeso se reduce a Mn2+ y el
oxalato se oxida a CO2(g).
En una prueba se encontró que la valoración del oxalato de calcio obtenido de una muestra
de 10,0 mL de sangre consumió 24,2 mL de solución de KMnO4 9,56×10–4 mol/L.
(a) Calcula la concentración de calcio en sangre, expresada en miligramos de calcio por
mililitro de sangre.
(b) Dibuja una estructura de Lewis razonable para el anión oxalato, predice la geometría
alrededor de uno de los átomos de carbono según la TREPEV e indica la hibridación de los
átomos de carbono y oxígeno, según la teoría de enlaces de valencia.
EJERCICIO 3.
(a) Dada la siguiente reacción,
Cl CH
CH3
3
HCl
+
Cl
A
B
indica cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). Escribe las
letras F o V en el casillero correspondiente.
(i) El compuesto A es un producto minoritario se forma.
(ii) los compuestos A y B se forman en relación (1:1).
(iii) El compuesto A es quiral.
(iv) El compuesto A es el producto mayoritario (97%)
por que proviene del catión más estable.
(b) Dibuja en los casilleros correspondientes los productos que se obtienen en cada una de
las reacciones.
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CERTAMEN ZONAL – EXAMEN NIVEL 2-BIS
Br2 / H2O
Br2
i) O3 / CH2Cl2
ii) H2O2 / NaOH
HBr
Peróxidos
(c) i) Dibuja en los correspondientes casilleros los productos que se forman en la siguiente
reacción:
A
B
+
hCl2
D
C
+
ii) ¿Cuáles de los tres productos es el mayoritario? Marca con una X la respuesta que
consideres correcta en el casillero correspondiente.
(i) A
(iii) C
(ii) B
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(iv) D
CERTAMEN ZONAL – EXAMEN NIVEL 2-BIS
iii) Indica cuál es el mecanismo por el que ocurre la reacción. Marca con una X la respuesta
que consideres correcta en el casillero correspondiente.
(i) Adición electrofílica
(ii) Sustitución radicalaria
Datos útiles:
 0C  273,15 K
 1 atm  1,01325 bar  760 torr
 R = 0,082 L atm K–1 mol–1  8,31 J K–1 mol–1
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(iii) Reacción en cadena