2013

Alicante,27deabrilde2013
EXAMENDECUESTIONES
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
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Instrucciones para el Examen de Cuestiones La duración de la prueba será de 3 horas. Conteste a las preguntas en la hoja de respuestas suministrada. Sólo hay una respuesta correcta para cada cuestión. Cada respuesta correcta se valorará con 1 punto, en blanco 0, y cada incorrecta con ‐ 0.25. No se permite la utilización de libros de texto o Tabla Periódica. El examen de cuestiones pondera el 40% de la calificación final.
.‐ Laluzverdetieneunalongituddeondade
nm.Laenergíadeunfotóndeluzverdees:
–
J
a , ·
b , · J
c , · – J
d , · – J
e , ·
J
Datos:h= ,
· – J·s;c= , · m·s– .‐ La investigación del espectro de absorción de un determinado elemento, muestra que un
fotón con una longitud de onda de
nm proporciona la energía para hacer saltar un
electrón desde el segundo nivel cuántico hasta el tercero. De esta información se puede
deducir:
a Laenergíadelniveln= .
b Laenergíadelniveln= .
c Lasumadelasenergíasdelosnivelesn= yn= .
d Ladiferenciadelasenergíasentrelosnivelesn= yn= .
e Todaslasanteriores.
.‐ Consideraelsiguientediagramadenivelesdeenergíaparaelátomodehidrógeno:
La transición en la que se emite radiación de
mayorlongituddeondaes:
a n= n= b n= n= c n= n= d n= n= e n= n= 1
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.‐ ¿Cuántosorbitalesftienenelvalorn= ?
a b c d e .‐ LasconfiguracioneselectrónicasdelCu Z=
respectivamente:
a [Ar] s d y[Ar] s d b [Ar] s d y[Ar] d c [Ar] s d y[Ar] d d [Ar] s d y[Ar] s d e [Ar] s d y[Ar] s d ydelionCu +ensuestadofundamentalson,
.‐ ElordencrecientecorrectodeenergíasdeionizaciónparalosátomosLi,Na,C,O,Fes:
a Li<Na<C<O<F
b Na<Li<C<O<F
c F<O<C<Li<Na
d Na<Li<F<O<C
e Na<Li<C<F<O
.‐ ¿Cuáldelossiguientesátomostienelasegundaenergíadeionizaciónmásalta?
a Mg
b Cl
c S
d Ca
e Na
.‐ Delasmoléculas,CO ,C( ,N( ,BeCl ¿Cuálespolar?
a CO
c N(
b C(
d BeCl
e Ninguna
.‐ Laformageométricadelamoléculadeformaldehído,( CO,es:
a Lineal
b Triangularplana.
c Angular.
d Piramidaltriangular
e Tetraédrica
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.‐ ¿Cuáldelossiguientescompuestosiónicostienemenorenergíareticular?
a LiF
b Cs)
c NaCl
d BaO
e MgO
.‐ ¿Cuáldelassiguientesmoléculaspresentamayorángulodeenlace?
a O b OF c (CN
d ( O
e Todastienenelmismoángulodeenlace.
.‐ ¿En cuál de las siguientes series de sustancias, éstas se encuentran ordenadas por
temperaturasdefusióndecrecientes?
a Cl ,Na,NaCl,SiO b Na,NaCl,Cl ,SiO c SiO ,NaCl,Na,Cl d NaCl,SiO ,Na,Cl e SiO ,Na,NaCl,Cl .‐ Undeterminadosólidoesmuyduro,tieneunaelevadatemperaturadefusiónynoconducela
corrienteeléctricamientraspermaneceeneseestado.Setratade:
a ) b NaCl
c CO d ( O
e Cu
.‐ ¿Cuáldelassiguientessustanciaspuedeconsiderarsecomoejemplodeunaredcovalente?
a S s b SiO s c MgO s d NaCl s e C ( s .‐ ¿(asta qué volumen hay que diluir litro de ácido sulfúrico de riqueza
densidad ,
g·cm– paraquesuconcentraciónsea mol·L– ?
a , L
b , L
c , L
d , L
e , L
Datos.Masasmolares g·mol– :(= ;S= ;O= % en masa y
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.‐ Unadisoluciónquecontiene
, gdeMg NO porlitrodedisolucióntieneunadensidad
de ,
g·mL‐ .Lamolaridaddeladisoluciónes:
a ,
M
b ,
M
c ,
M
d ,
M
e ,
M
Datos.Masasmolares g·mol– :N= ;O= ;Mg= , .‐ Sedisponedetresmatracesde Lquecontienengasesenlasmismascondicionesdepresión
ytemperatura.ElmatrazAcontieneN( ,elmatrazBcontieneNO ,yelmatrazCcontieneN .
¿Cuáldelostresmatracescontienemayornúmerodemoléculas?
a MatrazA
b MatrazB
c MatrazC
d Todoscontienenlasmismas.
e Ningunodelosanteriores.
.‐ Se introducen en un recipiente rígido de L de capacidad g de oxígeno y g de
hidrógeno.Sisehacesaltarunachispaambosgasesreaccionanparaformaragua.Sisedeja
enfriar la mezcla hasta la temperatura de °C y se considera despreciable el volumen
ocupado por el líquido, suponiendo comportamiento ideal, la presión en el interior del
recipientees:
a , atm
b , atm
c , atm
d atm
e , atm
atm·L·K– ·mol– Datos.Masasmolares g·mol– :(= ;O= ;constanteR= ,
.‐ Elhierroesbiológicamenteimportanteeneltransportedeoxígenoporpartedelosglóbulos
rojosdesdelospulmonesalosdiferentesórganosdelcuerpo.Enlasangredeunadulto,hay
glóbulos rojos con un total de , g de hierro. Por término medio,
alrededor de , ·
¿cuántosátomosdehierrohayencadaglóbulorojo? masamolardelFe= , g·mol– a , · ‐ b , · c , ·
d , ·
‐
e , ·
.‐ ¿Cuál de los siguientes procesos físicos o químicos puede considerarse como un proceso
endotérmico?
a Evaporacióndeagua
b Combustióndegasolina
c Disolucióndeácidosulfúricoenagua
d Congelacióndeetanol
e Todoslosprocesosanterioressonendotérmicos.
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.‐ Una sustancia está formada por el elemento X e hidrógeno. Un análisis determina que el
compuestocontieneun %enmasadeX,yquecadamoléculadelmismocontieneeltriple
deátomosdehidrógenoquedeX.¿CuáleselelementoX?
a (e
b C
c F
d S
e Ningunodelosanteriores.
Datos.Masasmolares g·mol– :(= ;(e= ;C=
;S=
.‐ Paralacombustióndelalcoholetílicoqueserepresentaenlasiguienteecuación:
C ( O( l + O g  CO g + ( O l ΔH°=‐ , · kJ
Delassiguientesafirmaciones:
).‐Lareacciónesexotérmica.
)).‐Lavariacióndeentalpíapodríaserdiferentesiseformaraaguagas.
))).‐Noesunareaccióndeoxidación‐reducción.
)V.‐Losproductosdelareacciónocupanmásvolumenquelosreactivos.
¿cuálessoncorrectas?
a ),))
b ),)),)))
c ),))),)V
d ))),)V
e )
.‐ Apartirdelassiguientesecuacionestermoquímicas:
Cu O s +½O g  CuO s Cu O s Cu s +CuO s CalculelaentalpíadeformaciónestándardelCuO s .
a ‐
kJ·mol– b ‐
kJ·mol– c +
kJ·mol– d +
kJ·mol– e ‐
kJ·mol– .‐ SabiendoqueΔHf°del( O g =‐
decondensacióndelaguaes:
a ‐ kJ·mol‐ b ‐
, kJ·mol‐ c + kJ·mol‐ d +
, kJ·mol‐ e + kJ·mol‐ ;F=
ΔH°=‐
ΔH°=+
, kJ·mol‐ yΔHf°del( O l =‐
kJ
kJ
, kJ·mol‐ ,laentalpía
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.‐ ¿Cuáles de las siguientes condiciones darán lugar a una reacción espontánea a cualquier
temperatura?
a ΔH< ,ΔS< b ΔH> ,ΔS= c ΔH> ,ΔS> d ΔH> ,ΔS< e ΔH< ,ΔS> .‐ Delassiguientesreacciones,
).‐) s ) g ΔHo=
)V.‐N g + Cl g  NCl l unaesespontáneasóloabajastemperaturas.¿Cuáldeellases?
a La)
b La))
c La)))
d La)V
e Ningunadeellas
ΔHo=
)).‐ N( NO s  N g + ( O g +O g ))).‐ Fe s + O g  Fe O s ΔHo=‐
ΔHo=‐
,
kJ
, kJ
, kJ
kJ
.‐ En
, (enry Deacon desarrolló un proceso que permitía aprovechar las emisiones de
clorurodehidrógenodelprocesodeobtencióndesosaideadoporLeblancyobtenercloro,
que podía ser utilizado como agente blanqueante en las industrias textil y papelera. Este
procesotienelugardeacuerdoconelsiguienteequilibrio:
ΔHo=‐
, kJ
(Cl g +O g  Cl g + ( O l ¿CuálesdelassiguientesoperacionespuedenmejorarlaproduccióndeCl ?
a Aumentarlapresiónydisminuirlatemperaturadelsistema.
b Aumentarlapresiónyaumentarlatemperaturadelsistema
c Disminuirlapresiónyaumentarlatemperaturadelsistema
d Disminuirlapresiónydisminuirlatemperaturadelsistema.
e Añadiralsistemaenequilibrioclorurodecobre )) comocatalizador.
.‐ Adeterminadatemperatura,elN( Cl s sedescomponesegúnelsiguienteequilibrio:
N( Cl s N( g +(Cl g Kp= , · ‐ SeintroduceN( Cl s enunrecipientedeparedesrígidas,inicialmentevacío,ysecierra.Una
vezalcanzadoelequilibrio,lapresióntotalenelinteriordelrecipienteserá:
a , · ‐ atm
b ,
atm
c ,
atm
d , atm
e )mposiblecalcularlasinconocerelvolumendelrecipienteylatemperaturadeequilibrio
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.‐ ParaunadeterminadareacciónenequilibriosesabequeKpa
Kvale , yqueKpa
vale , ;portanto,sepuedeafirmarque:
Kvale , .
a Kpa
b Elaumentodelapresióndelsistemafavorecelaformacióndeproductos.
c Lareacciónesexotérmica.
d Kpaumentaalaumentarlapresión.
e Lareacciónesendotérmica
N( Cl s N( g +(Cl g CuáldelassiguientesexpresionesdelaconstantedeequilibrioKpesincorrecta:
a Kp=PN( ·P(Cl
b Kp= PN( c Kp= Ptotal/ d Kp= Ptotal e Kp= P(Cl .‐ La constante de velocidad para la reacción de primer orden correspondiente a la
deshidratacióndelalcoholt‐butílicoa
°Ces , · ‐ s‐ .Silaconstantedevelocidadpara
‐
‐
s ,laenergíadeactivacióndelareacciónes:
esteprocesoa
°Ces , ·
‐
a ‐
kJ·mol b +
kJ·mol‐ c +
kJ·mol‐ d +
kJ·mol‐ e + , kJ·mol‐ Dato.R= ,
J·K‐ ·mol‐ .‐ CalculalaconstantedevelocidaddelareacciónA+BCapartirdelossiguientesdatos
experimentales:
[A] mol·L‐ K
.‐ Enunmatrazenelquesehahechoelvacío,seintroduceunaciertacantidaddeN( Cl s yse
calientaadeterminadatemperaturaalaquetienelugarlareacción:
Experimento
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a b c d e ,
,
,
,
,
,
L ·mol‐ ·s‐ L ·mol‐ ·s‐ L ·mol‐ ·s‐ , L ·mol‐ ·s‐ , L·mol‐ ·s‐ [B] mol·L‐ ,
,
,
Vinicial mol·L‐ ·s‐ ,
,
,
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.‐ UnmatrazAcontiene
mLdeunadisolucióndeácidoclorhídrico,(Cl, , Myotromatraz
Bcontiene
mLdeunadisolucióndeácidoacético,C( COO(, , M.Ambasdisoluciones
se valoran con hidróxido de sodio, NaO(, , M. ¿Cuál de las siguientes propuestas es
verdadera?
a Tienenelmismop(inicial.
b Necesitanelmismovolumendeladisolucióndesosaparasuvaloración.
c Tienenelmismop(enelpuntodeequivalencia.
d Enelpuntodeequivalenciasecumpleque[(+]=[O(‐].
e Todassonfalsas
.‐ Elp(deunadisolucióndesosacáustica,NaO(,es .¿Quévolumendeaguahayqueañadir
a Ldedichadisoluciónparaquesup(seade ? Supongalosvolúmenesaditivos .
a L
b L
c L
d L
e , L
.‐ Unadelasproposicionesquesehacensobreelpuntodeequivalenciadeunavolumetríade
unácidodébil,(A,conNaO(esincorrecta:
a ElnúmerodemolesdeO(‐añadidoesigualalnúmerodemolesdeácido(Ainicialmente
presenteenladisolución.
b Unindicadoradecuadamenteelegidoparalatitulaciónrealizadacambiadecolor.
c Elp(dependedecuálsealasustanciaquesehayaformadoenlareacción.
d Enunaneutralizaciónelp(siemprees .
e Elp(dependedelafortalezadelácido(Atitulado.
.‐ Cuál de las siguientes sales: KCl, N( NO , RbF, NaC( COO y K(CO al ser disuelta en agua
formaunadisolucióncuyop(sea .
a KCl
b N( NO c RbF
d NaC( COO
e Li(CO .‐ Paraprepararunadisoluciónreguladoraconp(= , sehautilizadounácidodébil ylasal
delmismoácido cuyaconstantedeacidez,Ka,vale , · – .¿Cuáldebeserlarelación[sal]/
[ácido]?
a , b , c , d , e , 8
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.‐ ¿Cuáldelassiguientesreaccionesnoimplicaunprocesoredox?
a C( + O  ( O+CO b Zn+ (ClZnCl +( c Na+ ( O NaO(+( d MnO + (ClCl + ( O+MnCl e Todassonreaccionesredox.
.‐ CalculaelvalordeΔGoparalasiguientereaccióna
Ag s +Ca) aq Ca s + Ag) s a +
kJ
b +
kJ
c +
kJ
d ‐
kJ
e +
kJ
Datos.Potencialesdereducción E° :Ag)/Ag=‐ ,
V;Ca
+/Ca=‐
,
V;F=
C·mol‐ .
.‐ Calculalamasadeoroquesedepositaenunacubaelectrolíticacuandocirculaunacorriente
de , Adurante minutosatravésdeunadisoluciónacuosadeAu +.
a ,
g
b , g
c ,
g
d , g
e , g
C·mol‐ Datos.Masamolardeloro=
g·mol‐ ;F=
.‐ El aluminio se obtiene por el proceso (all‐(eroult a partir de la bauxita. Este mineral se
purifica y el Al O puro se funde y se somete a electrólisis. Las semirreacciones en cada
electrodoson:
Ky atm:
Al + l +
e– Al l O ‐ l  O g + e–
Siatravésdelacubacirculaunacorrientede Adurante h,lamasadeAl expresadaen
gramos quesedepositayelelectrodocorrespondienteson,respectivamente:
a , g–cátodo
b , g–ánodo
c , g–cátodo
d , g–ánodo
e Ningunadelasanterioresescorrectayaquesenecesitaconocerlariquezadelabauxita.
C·mol‐ Datos.Masaatómicadel:Al= , g·mol– ;F=
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.‐ LaoxidacióndeuncompuestodefórmulamolecularC ( Oloconvierteenotrocompuesto
cuyafórmulamolecularesC ( O.Elcompuestooriginal,C ( O,podríaserun:
).Alcoholprimario
)).Alcoholsecundario
))).Alcoholterciario
a ),))y)))soncorrectas
b )y))soncorrectas
c ))y)))soncorrectas
d Solo)escorrecta
e Solo)))escorrecta.
.‐ Por una cuba electrolítica que contiene una disolución de sulfato de cobre )) circula una
corriente continua durante un cierto tiempo. La sustancia que se deposita en el cátodo y el
gasquesedesprendeenelánodoson,respectivamente:
a SyO b Cuy( c CuySO d CuyO e Cuy( S
.‐ ¿Cuálesdelossiguientesparesdecompuestossonisómeros?
a ‐Propanoly ‐propanol
b Ácidometanoicoyácidoetanoico
c Metanolymetanal
d Etanoyetanol
e Etenoyetino
.‐ ¿Cuáldelassiguientesmoléculaspresentaisomeríageométricaocis‐trans?
a C( ‐C(=C(Cl
b C( ‐C(=CBr c C( =C(‐C( C( d C( C=C C( e C( =C( 10
«codigo»
Hoja de respuestas del Examen de Cuestiones
Marque con una cruz (x) la casilla correspondiente a la respuesta correcta
Código de identificación
Nº
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e
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Nº
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22
23
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Correctas:_____
Incorrectas: _______
Puntuación:
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EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA1
Códigodeidentificación
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PROBLEMA1
UnproductotípicodelareposteríadelaComunidadValencianaesla“Cocadellanda”o“Coca
boba”.Receta:
 3huevosdegallina(180g)
 350gdeazúcarblanco
 220gdeaceitedegirasol
 0,5Ldelecheenteradevaca
 500gdeharinablanca
 Lacortezaralladadeunlimón
 Gasificante:3,3gdebicarbonatosódicoy
zumodelimón(ácidocítrico:H C H O )
O
Semezclanlosingredientesylamasaobtenidasehorneaenunmoldea180 Cdurante30
minutosaproximadamente.
Lareaccióndegasificaciónqueseproduce(sinajustar)eslasiguiente:
NaHCO +H C H O CO (g)+H O+Na C H O Con objeto de conocer con más profundidad el proceso químico, nos planteamos realizar
previamente unos cálculos, basados en la adición de 3,3 g de ácido cítrico a los 3,3 g de
bicarbonatosódicoqueseutilizanenlareceta.
Calculeycontestejustificandolarespuesta:
a) ¿Cuáleselreactivolimitante?(5puntos)
b) ¿Qué volumen de CO se obtiene a la presión de 1 atmósfera y 25 oC de temperatura? (5puntos)
c) ¿Cuántosgramosdelreactivoenexcesoquedansinconsumir?(5puntos)
d) ¿Cuántos gramos de zumo de limón son necesarios para producir la gasificación de la
masapropuestaenlarecetaconsumiendotodoelbicarbonatopuesto?¿Cuántoslimones
sedebenexprimirparaconseguirlo?(5puntos)
e) Calculeelvolumendelmoldeautilizarparahornearlacoca,considerandodespreciable
el volumen aportado por la ralladura de limón y los productos no gaseosos de la
gasificación. Indique el molde comercial más adecuado para el horneo de la coca, de
entrelostamañosdisponibles.(5puntos).
Datos:
Masasmolares(g·mol–1):H=1;C=12;O=16;Na=23;R=0,082atm·L·mol 1 ·K 1 Contenidomediodeácidocítricoenzumodelimón:7%(enpeso)
Contenidomediodezumoenlimones:44limonesaportan1Ldezumo.
ContenidomediodeH Oenleche:80%(envolumen)
Densidades(g/cm3):huevosdegallina:1,033;azúcarblanco:1,590;aceitedegirasol:0,925;
harinablanca:0,740;zumodelimón:1,051
Considereparahacerloscálculosquetodaelaguaprocedentedelalecheesatrapadaporelalmidón
delaharinaduranteelprocesodecocción,yqueladilatacióndelamasaseproduceexclusivamente
porlaretencióndel100%delCO formado.
Medidasdemoldescomerciales(encm):a)25x20x5;b)25x25x5;c)25x30x5
1
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EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA1
PROBLEMA1.‐CuestiónA
a) ¿Cuáleselreactivolimitante?(5puntos)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareaccióndegasificaciónes:
3NaHCO +H C H O 3CO (g)+3H O+Na C H O Paradeterminarcuáleselreactivolimitanteesprecisocalcularelnúmerodemolesdecada
reactivo:
3,3gNaHCO
1molNaHCO
=3,93·10 2 molNaHCO 84gNaHCO
3,3gH C H O
1molH C H O
=1,72·10 2 molH C H O 192gH C H O
Larelaciónmolares:
3,93·10 2 molNaHCO
=2,3<3
1,72·10 2 molH C H O
Al ser esta relación molar menor que la relación estequiométrica quiere decir que sobra
,eselreactivolimitante.
H C H O yqueelbicarbonatodesodio,
PROBLEMA1.‐CuestiónB
b) ¿Qué volumen de CO se obtiene a la presión de 1 atmósfera y 25°C de temperatura?
(5puntos)
TodoelCO formadoenlareacciónprocededelNaHCO .Relacionandoambassustancias:
3,93·10 2 molNaHCO
3molCO
=3,93·10 2 molCO 3molNaHCO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=
3,93·10 2 mol 0,082atm·L·mol 1 ·K
1atm
1
25+273 K
= 0,960LCO2 PROBLEMA1.‐CuestiónC
c) ¿Cuántosgramosdelreactivoenexcesoquedansinconsumir?(5puntos)
Relacionandoelreactivolimitanteconelreactivoenexceso:
3,93·10 2 molNaHCO
1molH C H O 192gH C H O
=2,5gH C H O 3molNaHCO 1molH C H O
3,3gH C H O (inicial)
2,5g H C H O (consumido)= 0,8gH3 C6 H5 O7 (exceso)
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EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA1
PROBLEMA1.‐CuestiónD
d) ¿Cuántos gramos de zumo de limón son necesarios para producir la gasificación de la
masapropuestaenlarecetaconsumiendotodoelbicarbonatopuesto?¿Cuántoslimones
sedebenexprimirparaconseguirlo?(5puntos)
Relacionandoelreactivolimitanteconelácidocítricoyzumodelimón:
3,93·10 2 molNaHCO
35,9gzumo
1molH C H O 192gH C H O 100gzumo
=35,9gzumo
3molNaHCO 1molH C H O 7gH C H O
1cm3 zumo
1Lzumo
44limones
3
= 1,5limones
3
1,051gzumo 10 cm zumo 1 Lzumo
PROBLEMA1.‐CuestiónE
e) Calculeelvolumendelmoldeautilizarparahornearlacoca,considerandodespreciable
el volumen aportado por la ralladura de limón y los productos no gaseosos de la
gasificación. Indique el molde comercial más adecuado para el horneo de la coca, de
entrelostamañosdisponibles.(5puntos).
Paracalcularelvolumendelmoldeautilizaresnecesarioconocerelvolumenqueocupanlas
masas de los ingredientes y el gas formado retenido por estas. Suponiendo que todos los
volúmenessonaditivos.
180ghuevos
220gaceite
1cm3
1cm3
=174cm3 350gazú car
=220cm3 1,033ghuevos
1,590gazú car
1cm3
1cm3
=238cm3 500gharina
=676cm3 0,925gaceite
0,740gharina
Durante la cocción, el CO formado se dilata por el aumento de la temperatura. De acuerdo
conlaleydeCharleselvolumenocupadoporestees:
Vcm3 CO
960cm3 CO
=
V=1459cm3 25+273 K
180+273 K
Sumando a todos estos volúmenes el correspondiente a la leche se obtiene que el volumen
ocupadoporlosingredienteses3267cm3 .
Calculandolosvolúmenescorrespondientesalosmoldescomercialesycomparandoconelde
lamezcladeingredientes:
Moldede25x20x5cm2500cm
Moldede25x25x5cm3125cm
Moldeadecuado:25x30x5cm
Moldede25x 30x5cm
3
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA2
Códigodeidentificación
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
PROBLEMA2
Elyesonatural(sulfatodecalciodihidratoCaSO ·2H O)esunmineralampliamentedistribuido
enlacortezaterrestreyparticularmenteabundanteentodoelmediterráneoespañol.Desdela
antigüedad ha sido utilizado como material de construcción porque cuando se calienta pierde
rápidamente su agua de hidratación, produciendo yeso calcinado o escayola (sulfato de calcio
hemihidrato, CaSO ·½ H O) que cuando se amasa con agua, recupera de nuevo su estructura
cristalina,hidratándose,fraguandoyendureciendo.
Lacapacidaddelyesocalcinadodeendurecer enpoco
tiempoalañadirleaguavolviendoasuestadooriginal
dedihidratoesloqueseconocecomofraguado.Ocurre
al solubilizarse el hemihidrato en agua y restituirse el
agua combinada necesaria para formar el dihidrato.
Los cristales de dihidrato formados se entrecruzan
formando una estructura rígida como las que se
observa en la fotografía obtenida por microscopía
electrónicadebarrido.
Debido a esta capacidad de fraguar y endurecer, el yeso es ampliamente utilizado para los
enlucidos y revestimientos de las paredes y techos de los interiores de nuestras viviendas así
comoparalaproduccióndeprefabricadostalescomoplacasymoldurasdeescayolaoplacasde
cartón–yesotipoPladur.
Lafabricacióndelyesocalcinadooescayola,que seempleacomomaterialdeconstrucción,se
realizapordeshidrataciónparcialporcalefaccióndelyesonaturaleninstalacionesindustriales.
DATOS.LosvaloresdeΔH°ydeΔS°delassustanciasqueintervienenenelprocesosemuestran
enlasiguientetabla.Además,considéresequelosmismosnovaríanconlatemperatura.
CaSO ·½H O(s)
CaSO ·2H O(s)
H O(g)
ΔfH°/kJ·mol 1 ‐1574,6
‐2022,6
‐241,8
S°/J·mol 1 ·K 1 134,3
194,1
188,7
a) Calcule el porcentaje en masa del agua de hidratación en la escayola y en el yeso natural.
(3puntos)
b) Escribalareacciónquetienelugarenlafabricación,deescayolaycalculenuméricamentesi
setratadeunprocesoendooexotérmico.(3puntos)
c) Calculelacantidaddeyesonaturalquesenecesitaparaobtener1kgdeescayolayelcalor
absorbidoodesprendidoeneseproceso.(3puntos).
d) ¿Cuál es la temperatura mínima a la que se producirá espontáneamente la reacción de
formacióndeescayolaapartirdeyesonatural?(5puntos)
e) En un recipiente cerrado de 5 L de capacidad a 25°C y 1 atm se colocan 100 g de CaSO ·2 H Oysecalientaelevándoselatemperaturaa130°Chasta alcanzarelequilibrio.
CalculelasconstantesdeequilibrioK yK aesatemperatura.(6puntos)
f)
Calculeeneseinstante(esdecir,unavezalcanzadoelequilibrio)lapresiónparcialdelagua
ylasmasasdeyesoyescayolapresentesenelinteriordelrecipiente.(5puntos).
Datos:Masasmolares(g·mol 1 ):H=1;O=16;S=32;Ca=40.
4
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA2
PROBLEMA2.‐CuestiónA
a) Calcule el porcentaje en masa del agua de hidratación en la escayola y en el yeso
natural.(3puntos)
Escayola(CaSO ·½H O)
18gH2 O 1molCaSO ·½H2 O
½molH2 O
100=6,2%
1molCaSO ·½H2 O 1molH2 O 145gCaSO ·½H2 O
Yeso(CaSO ·2H O)
18gH2 O 1molCaSO ·2H2 O
2molH2 O
100 =20,9%
1molCaSO ·2H2 O 1molH2 O 172gCaSO ·2H2 O
PROBLEMA2.‐CuestiónB
b) Escriba la reacción que tiene lugar en la fabricación, de escayola y calcule
numéricamentesisetratadeunprocesoendooexotérmico.(3puntos)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealatransformacióndelyesoenescayolaes:
CaSO4·2H2O(s)CaSO4·½H2O(s)+1,5H2O(g)
Laentalpíadelareacciónsepuedecalcularapartirdelasentalpíasdeproductosyreactivos:
Δ H°=ΣΔ H°(productos)–ΣΔ H°(reactivos)
Δ H°= 1,5molH2 O
‐241,8kJ
‐1574,6kJ
–
+1molCaSO ·½H2 O
molH2 O
molCaSO ·½H2 O
– 1molCaSO ·2H2 O
‐2022,6kJ
=85,3kJ
molCaSO ·2H2 O
Setratadeunprocesoendotérmicoenelqueseabsorbecaloryaque
°>0.
PROBLEMA2.‐CuestiónC
c) Calcule la cantidad de yeso natural que se necesita para obtener 1 kg de escayola y el
calorabsorbidoodesprendidoeneseproceso.(3puntos).
Relacionandolascantidadesdeescayolayyeso:
1000gCaSO ·½H O
1molCaSO ·½H O 1molCaSO ·2H O
=6,90molCaSO ·2H O
145gCaSO ·½H O 1molCaSO ·½H O
6,90molCaSO ·2H O
172gCaSO ·2H O 1kgCaSO ·2H O
=1,19kg
1molCaSO ·2H O 1000gCaSO ·2H O
·2
RelacionandolacantidaddeescayolayΔ H°:
6,90molCaSO ·2H O
85,3kJ
=588,2kJ
1molCaSO ·2H O 5
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA2
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
PROBLEMA2.‐CuestiónD
d) ¿Cuál es la temperatura mínima a la que se producirá espontáneamente la reacción de
formacióndeescayolaapartirdeyesonatural?(5puntos)
LaenergíalibredeGibbssecalculamediantelaexpresión:
Δ G=Δ H–TΔ S
EnelequilibriosecumplequeΔ G=0.
Laentropíadelareacciónsepuedecalcularapartirdelasentropíasdeproductosyreactivos:
Δ S°=ΣS°(productos)–ΣS°(reactivos)
Δ S°= 1,5molH O
188,7J
134,3J
–
+1molCaSO ·½H O
K·molH O
K·molCaSO ·½H O
– 1molCaSO ·2H O
194,1J
=223,25J/K
K·molCaSO ·2H O
SustituyendoenlaexpresióndeΔ G:
T=
85,3kJ 103 J
=382,1K108,9°C
223,25J/K 1kJ
PROBLEMA2.‐CuestiónE
e) En un recipiente cerrado de 5 L de capacidad a 25°C y 1 atm se colocan 100 g de
CaSO ·2H O y se calienta elevándose la temperatura a 130°C hasta alcanzar el
equilibrio.CalculelasconstantesdeequilibrioK yK aesatemperatura.(6puntos)
ConsiderandoΔ H°yS°novaríanconlatemperatura,quelapresióndereferenciaes1atmy
relacionandolassiguientesexpresionesdelaenergíalibredeGibbssepuedecalcularelvalor
delaconstantedeequilibriodelproceso:
Δ G°=Δ H°–T·Δ S°
ΔrG°=–RT·lnK
lnK =
–Δ H° Δ S°
+
RT
R
Sustituyendoseobtiene:
lnK =
–85,3·103 J·mol
8,314·J·mol 1 ·K
1
1
130+273 K
+
223,25J·mol 1 ·K
8,314J·mol 1 ·K
1
1
=1,39K =4,03
LarelaciónentrelasconstantesdeequilibrioK yK vienedadaporlaexpresión:
K =K · RT
Δν
siendoΔν=Σ(coeficientesgaseososenproductos)−Σ(coeficientesgaseososenreactivos)
K =4,07·[0,082· 130+273
1,5
K =2,14·10
2
6
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA2
PROBLEMA2.‐CuestiónF
f) Calculeeneseinstante(esdecir,unavezalcanzadoelequilibrio)lapresiónparcialdel
aguaylasmasasdeyesoyescayolapresentesenelinteriordelrecipiente.(5puntos).
LaexpresióndelaconstantedeequilibrioK es:
K = p
1,5
Delamismaseobtieneque:
p
=
1,5
Kpp
=2,55atm
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeH Oenelrecipientees:
n=
2,55atm·5L
0,082atm·L·mol 1 ·K
1
130+273 K
=0,385molH O
RelacionandoH OyCaSO ·2H O:
0,385molH O
1molCaSO ·2H O 172gCaSO ·2H O
=44,2gCaSO ·2H O(descom.)
1,5molH O
1molCaSO ·2H O
Lacantidaddeyesoquequedaenelrecipientealalcanzarseelequilibrioes:
100gCaSO ·2H O(ini.)–44,2gCaSO ·2H O(descom.)=55,8g
·2
(equi.)
RelacionandoH OyCaSO ·½H O:
0,385molH O
1molCaSO ·½H O 145gCaSO ·½H O
=37,3g
1,5molH O
1molCaSO ·½H O
·½
(equi.)
7
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XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA3
Códigodeidentificación
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
PROBLEMA3
Un agua mineral contiene 60 mg/L de Ca y 80 mg/L de Mg
mineralseañade,sinquevaríeelvolumen,NaFsólido.
. Sobre 100 mL de agua
1.‐ Calcula:
a) Lasal(CaF ,MgF )queprecipitaenprimerlugarylaqueprecipitaensegundolugar.
(3puntos)
b) LaconcentracióndeaniónF necesariaencadacaso.(3puntos).
c) Laconcentracióndelprimercatiónqueprecipitacuandoseinicialaprecipitacióndel
segundocatiónqueprecipita.(3puntos).
2.‐ Se mezclan 100 mL de agua mineral con 10 mL de disolución 0,1 M de Na C O . ¿Se
produciráprecipitadodeCaC O ?Encasoafirmativocalculelamasadeestasalqueha
precipitadoylasconcentracionesfinalesdeCa ,Na ,yC O presentesendisolución.
(10puntos)
3.‐ CalculelamasadeNa C O necesariaparaqueprecipiteel90%delcatiónCa presente
en1Ldeaguamineral.(6puntos).
Datos.
Masasmolares(g·mol 1 ):Na C O :134;CaC O :128;Ca:40;Mg:24,3
Productosdesolubilidad,K :MgF :6,3·10 ;CaF :4,0·10
;CaC2O4:1,3·10 8
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA3
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
PROBLEMA3.‐Apartado1.CuestiónA
a) Lasal(CaF ,MgF )queprecipitaenprimerlugarylaqueprecipitaensegundolugar.
(3puntos)
Lasconcentracionesmolaresdelosionesson,respectivamente:
1mmolCa 40mgCa
=1,50·10 3 M
1000mLdisolució n
60mgCa
[Ca ]=
1mmolMg 24,3mgMg
=3,29·10 3 M
1000mLdisolució n
80mgMg
[Mg
]=
Paraqueprecipiteunasustanciaesprecisoquesealcancesuproductodesolubilidad.
ElequilibriocorrespondientealCaF2 es:
CaF2 (s)Ca (aq)+2F (aq)
ysuproductodesolubilidad:
K =[Ca ][F
=4,0·10
11
Elvalorde[F paraquecomienceaprecipitarestasustanciaes:
[F ]=
K
4,0·10 11
[F ]=
=1,63·10
[Ca ]
1,50·10 3
4
ElequilibriocorrespondientealMgF2 es:
MgF2 (s)Mg
(aq)+2F (aq)
ysuproductodesolubilidad:
K =[Mg
][F
=6,3·10 9 Elvalorde[F paraquecomienceaprecipitarestasustanciaes:
K
[F ]=
[Mg
]
[F ]=
6,3·10
3,29·10
9
3 =1,38·10
3
PrecipitaenprimerlugarelCaF2 yaquerequiereunmenorvalorde[F ]paraquesealcance
suK .
Precipita en segundo lugar el MgF2 ya que requiere un mayor valor de [F ] para que se
alcancesuK .
9
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA3
PROBLEMA3.‐Apartado1.CuestiónB
b) LaconcentracióndeaniónF necesariaencadacaso.(3puntos).
Esteapartadoseencuentrarespondidoenelapartadoanterior.
PROBLEMA3.‐Apartado1.CuestiónC
c) La concentración del primer catión que precipita cuando se inicia la precipitación del
segundocatiónqueprecipita.(3puntos).
Paraquecomienceaprecipitarelsegundocatión(Mg
concentracióndelcatiónCa eneseinstantees:
[Ca ]=
K
[F
[Ca
]=
4,0·10
11
1,38·10
3
)esnecesarioque[F ]=1,38·10 3 M,la
=2,09·10
5
PROBLEMA3.‐Apartado2
2.‐ Se mezclan 100 mL de agua mineral con 10 mL de disolución 0,1 M de Na C O . ¿Se
producirá precipitado de CaC O ? En caso afirmativo calcule la masa de esta sal que ha
precipitado y las concentraciones finales de Ca , Na , y C O presentes en disolución.
(10puntos)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCa yNa C O es:
Ca (aq)+Na C O (s)2Na (aq)+CaC O (s)
Paraqueseformeprecipitadoesprecisoqueelproductoiónicoseamayorqueelproductode
solubilidad.
ElequilibriocorrespondientealCaC O es:
CaC O (s)Ca (aq)+C O (aq)
ysuproductodesolubilidad:
K =[Ca ][C O
=1,3·10 9 Considerandovolúmenesaditivos,lasconcentracionesdelosionesunavezefectuadalamezcla
son,respectivamente:
1,50·10 3 mmolCa 1mLCa 1,50·10 3 M
=1,36·10 3 M
10+100 mLdisolució n
100mLCa 1,50·10 3 M
[Ca ]=
0,1mmolC O
1mLC O 0,1M
=9,09·10 3 M
10+100 mLdisolució n
10mLC O 0,1M
[C O ]=
Elvalordelproductoiónicoes:
1,36·10
3
9,09·10
3
=1,24·10 5 Como se observa, el producto iónico es mayor K , por tanto, sí se forma precipitado de
.
10
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA3
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
Llamando x a la cantidad (mol/L) de CaC O que precipita y sustituyendo en la expresión del
productodesolubilidad:
1,36·10
3
x 9,09·10
3
x =1,3·10 9 x=1,36·10 3 M
LamasadeCaC O queprecipitaes:
110mLCaC O 1,36·10 3 M
1,36·10 3 mmolCaC O
128mgCaC O
=19,1mgCaC2 O4
1mLCaC O 1,36·10 M 1mmolCaC O
3
Lasconcentracionesdelosionesenladisoluciónson,respectivamente:
[Ca ]=
K
[C O
[Ca ]=
[C O ]= 9,09·10
[Na ]=
3
1,36·10
9,09·10 3 mmolC O
1mLdisolució n
3
1,3·10
9,09·10
=7,73·10
2mmolNa
1mmolC O
3
3
9
1,36·10
3
=1,68·10
7
=1,82·10
2
M
PROBLEMA3.‐Apartado3
3.‐ CalculelamasadeNa C O necesariaparaqueprecipiteel90%delcatiónCa presente
en1Ldeaguamineral.(6puntos).
LacantidaddeCa aprecipitares:
1000mLagua
1,50·10 3 mmolCa
1mLagua
90mmolCa (prec.)
=1,35·10 3 mmolCa 100mmolCa (total)
LamasadeNa C O necesariaparaprecipitarel90%delCa es:
1,35·10 3 mmolCa
1mmolNa C O 134mgNa C O
=180,9mgNa C O 1mmolCa
1mmolNa C O
Además, es necesario tener en cuenta la cantidad de Na C O necesaria para mantener en
equilibrioendisoluciónel10%delCa restante:
[C O ]=
K
[Ca
[C O ]=
1,3·10
1,50·10
3
9
1,35·10
3
=8,67·10 6 M
LamasadeNa C O necesariaparaaportaresacantidaddeC O es:
1000mLagua
8,67·10 6 mmolC O
1mLagua
1mmolNa C O 134mgNa C O
=1,2mgNa C O 1mmolNa C O
1mmolC O
LamasadeNa C O totaleslasumadelasdoscantidadesanteriores,182,1mgNa2 C2 O4 .
11
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA4
Códigodeidentificación
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
PROBLEMA4
Uncompuestoorgánicocontieneun52,13%decarbonoyun13,15%dehidrógeno,siendoel
restooxígeno.
a) Determine la fórmula molecular de dicho compuesto sabiendo que cuando se disuelven
9,216 g del mismo en 80 g de agua, la disolución resultante tiene una temperatura de
congelaciónde‐4,65°C.(6puntos).
b) Existen dos isómeros que tienen la fórmula molecular determinada en el apartado
anterior. Dibuje la estructura de Lewis de cada uno de ellos y nómbrelos. Diga cuál de
ellostendráunpuntodeebulliciónmayor,justificandolarespuesta.(5puntos)
c) Elcompuestoquetienemayorpuntodeebullición(A)seoxidaaunácidocarboxílicode
fórmula molecular C H O cuandosetrataconpermanganatodepotasio,obteniéndose
también como producto dióxido de manganeso. Calcule los gramos de dicho ácido
carboxílicoqueseobtendráncuandosehaganreaccionar20,736gdelcompuestoAcon
88,000 gde permanganatodepotasiodel98%depurezaen presenciadeunexcesode
ácidosulfúrico.(6puntos).
d) Dibuje la estructura de Lewis del ácido carboxílico obtenido en el apartado anterior y
nómbrelo.(2puntos)
Dicho ácido carboxílico se puede considerar como un ácido débil y con él se prepara una
disolución 0,1 M. Se toman 25 mL de esa disolución y se valora con una disolución de
hidróxido de sodio 0,15 M. En el punto de equivalencia, el pH de la disolución es 8,76.
Suponiendoquelosvolúmenessonaditivos,calcule:
e) Volumen de la disolución de hidróxido de sodio consumido para alcanzar el punto de
equivalencia.(1punto)
f) Laconstantededisociaciónácida,K ,delácidocarboxílico.(5puntos)
Datos.
Masasmolares(g·mol 1 ):H=1,C=12;O=16;K=39;Mn=55.
Constantecrioscópicamolaldelagua,k =1,86°C/m=1,86°C·kg·mol 1 ConstanteK =1,0·10
12
EXAM
MENDEPROB
BLEMAS
PROBLEMA
A4
Alicante,27deabrillde2013
XXVI OL IMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
Q
PROBL
LEMA4.‐CuestiónA
a) D
Determinellafórmulam
moleculardeedichocom
mpuestosabiiendoquecuuandosediisuelven
9
9,216 g del mismo en 80 g de agu
ua, la disolu
ución resulta
ante tiene uuna tempera
atura de
ccongelación
nde4,65°C
C.(6puntos)
s).
Para faacilitar los cálculos y evitar prooblemas co
on redonde
eos es prefferible dete
erminar
previam
mentelamassamolarde
elasustanciia.Estapuedeobtenersseapartirddelaexpressiónque
relacion
na la variaciión de temperatura dee congelació
ón de la dissolución co n la concen
ntración
molaldeelamisma,Δ
ΔT=k m.
Sustituyyendoenlaeexpresiónan
nteriorseob
btienelamaasamolarde
elasustanciiaX:
(0
0 ‐4,65 )°°C=1,86
°C·kg 9,216gX
X 1molX 10
1 gH O
M= 46g·mol 1
mo
ol 80gH O MgX 1kgH O
Paraobtenerlafórmulamoleccularserelaacionanlosm
molesdeátomosdecaadaelementoconla
mpuestoX:
masamolardelcom
52,13gC
C 1molC 4
46gX
molC
m
=2
100gX 12gC 1molX
molX
m
13,15gH 1molH 4
46gX
molH
m
=6
100gX 1gH 1m
molX
m
molX
 fó rmulam
molecular:C2 H6 O
1
10052,1313,15 gO
O 1molO 4
46gX
molO
m
=1
16gO 1
1molX
molX
m
100gX
PROBL
LEMA4.‐Cu
uestiónB
b) E
Existen doss isómeros que tienen la fórmula molecular determinadda en el apartado
aanterior. Diibuje la estrructura de LLewis de cada uno de ellos
e
y nóm
mbrelos. Di cuál
c
de
eellostendrááunpuntod
deebullición
nmayor,justtificandolarespuesta. (5puntos)
Existendosisómero
osquesecorresponden
nconlafórm
mulamolecu
ularC2 H6 O:
−
−O−
Etanoloalcoholettílico
Metoxim
metanoodiimetiléter
Lewiscorrespondientessalasmism
masson:
LasestructurasdeL
Lam
mayortemp
peraturadeeebullición
nle
correesponde al etanol ya que sus
s
molééculassonca
apacesdefoormarentre
esí
enlacesdehidr
rógeno.
1
13
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA4
PROBLEMA4.‐CuestiónC
c) Elcompuestoquetienemayorpuntodeebullición(A)seoxidaaunácidocarboxílicode
fórmula molecular C H O cuando se trata con permanganato de potasio, obteniéndose
también como producto dióxido de manganeso. Calcule los gramos de dicho ácido
carboxílico que se obtendrán cuando se hagan reaccionar 20,736 g del compuesto A con
88,000 g de permanganato de potasio del 98% de pureza en presencia de un exceso de
ácidosulfúrico.(6puntos).
Laecuaciónquímicaaajustares:
KMnO +C H O+H SO MnO +C H O Laecuacióniónicaes:
K MnO +C H O+2H SO MnO +C H O Lassemirreacionesquetienenlugarson:
Reducción:4 MnO +4H +3e MnO +2H O Oxidación:3 C H O+H OC H O +4H +4e Laecuaciónglobales:
4MnO +3C H O+4H 4MnO +3C H O +5H O
Añadiendolosionesquefaltan(12K y8SO )seobtienelaecuaciónmolecularfinal:
4KMnO +3C H O+2H SO 4MnO +3C H O +5H O+2K SO Comoinicialmenteexistenlasdosespeciesqueintervienenenlareacciónesprecisodeterminar
cuáldeellaseselreactivolimitante.Elnúmerodemolesdecadaunaes:
88gKMnO 90%
20,736gC H O
98gKMnO
1molKMnO
=0,546molKMnO 100gKMnO 98% 158gKMnO
1molC H O
=0,451molC H O
46gC H O
Larelaciónmolarentreambassustancias:
0,546molKMnO
=1,21
0,451molC H O
Comolarelaciónmolaresmenorque1,33quieredecirquequedaC H Osinreaccionar,porlo
quedeterminalacantidaddeC H O queseforma.
tanto,ellimitantees
0,546molKMnO
3molC H O 60gC H O
= 24,562g
4molKMnO 1molC H O
14
Alicante,27deabrillde2013
XXVI OL IMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
Q
EXAM
MENDEPROB
BLEMAS
PROBLEMA
A4
PROBL
LEMA4.‐CuestiónD
d) Dib
buje la estru
uctura de Lewis del áccido carboxíílico obtenid
do en el appartado ante
erior y
nóm
mbrelo.(2p
puntos)
Elácido
ocarboxílico
oquesecorrrespondecoonlafórmullamolecularrC H O esselácidoaccéticoo
etanoicco(
−
)ysuestructurade Lewises:
PROBL
LEMA4.‐CuestiónE
Dicho ácido carbo
oxílico se pu
uede consid
derar como un ácido débil y con éél se prepara una
disolucción 0,1 M. Se toman 25 mL de esa disolucción y se valora con uuna disolución de
hidróxido de sodiio 0,15 M. En el puntto de equivaalencia, el pH
p de la diisolución ess 8,76.
Suponiiendoquelo
osvolúmene
essonaditivvos,calcule:
e) Volumen de laa disolución
n de hidróxiido de sodio consumid
do para alcaanzar el punto de
equ
uivalencia.((1punto)
La ecuaación químicca ajustada correspond
diente a la reacción
r
de
e neutralizacción entre el
e ácido
acéticoyyelhidróxid
dodesodioes:
CH
H COOH(aq
q)+NaOH(a
aq)Na CH COO(aq
q)+H O(l)
Relacion
nandoCH COOHconNa
C
aOH:
25
5mLCH CO
OOH0,1M
2,5mmolNaO
OH
1mmolNaO
0,1mmolCH
0
H COOH
OH
=2,5m
mmolNaOH
H
1mLCH COO
OH0,1M 1mmolCH COOH
1mLNa
aOH0,15M
= 16,7mLN
NaOH0,15M
0,15mm
molNaOH
PROBL
LEMA4.‐CuestiónF
f) Lacconstantedeedisociaciónácida,K , delácidocaarboxílico.((5puntos)
Elacetaatodesodio (NaCH COO
O)formado enelapartaadoanteriorseencuenntracomplettamente
ionizado
osegúnlasiiguienteecu
uación:
NaaCH COO(aaq)Na (aq)+CH COO (aq)
ElionNa nosehid
drolizayaqu
ueproceded
delNaOH(b
basefuerte).
ElionCH
H COO seh
hidrolizaprroduciendoiionesOH ssegúnlareaccción:
CH
H COO (aq
q)+H O(l)
CH C
COOH(aq)+
+OH (aq)
Aplicand
doloscorreespondientessbalancesyyaproximacionessepue
edeescribirr:
[C
CH COOH]=
=[OH ]=x
[C
CH COO ]=c[OH ]=
=c–x
1
15
EXAMENDEPROBLEMAS
PROBLEMA4
Alicante,27deabrilde2013
XXVI OLIMPIADA NACIONAL DE QUIMICA
siendoclaconcentracióninicialdeNaCH COO.
Laexpresióndelaconstantequedacomo:
K =
[CH COOH][OH ]
x
=
c– x
[CH COO ]
ApartirdelpHdeladisoluciónseobtieneelvalorde[OH ]:
pH+pOH=14pOH=14–8,76=5,24[OH ]=5,75·10
M
Suponiendovolúmenesaditivoselvalordelaconcentracióndeladisolucióndelasales:
2,5mmolCH COOH 1mmolNaCH COO
=0,06M
25+16,7 mLdisolució n 1mmolCH COOH
Sustituyendoenlaexpresióndelaconstante:
K =
5,75·10
0,06
5,75·10
=5,52·10
Apartirdelvalordelaconstantedebasicidad(hidrólisis)delacetatosepuedeobtenerelvalor
delaconstantedeacidezdelácidoacético(K )deacuerdoconlasiguienteexpresión:
K
=
K
K
K
=
1,0·10
5,52·10
=1,81·10
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