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la cuevadel empollón
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Datos

  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R=0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1} =8,314 J⋅mol−1⋅K−1=8{,}314\,\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
  • F=96500 C⋅mol−1F=96500\,\text{C}\cdot\text{mol}^{-1}
  • Kw (298 K)=10−14K_{\mathrm{w}}\,(298\,\text{K})=10^{-14}

5

2 puntos
LA QUÍMICA DE LAS CUEVAS En muchas regiones del planeta, especialmente en zonas donde predominan rocas sedimentarias como la caliza (formada mayoritariamente por CaCOX3\ce{CaCO3}), se desarrollan complejos sistemas de cuevas naturales. La caliza no debe confundirse con la cal apagada o hidróxido de calcio, que se obtiene al mezclar la cal viva (CaO\ce{CaO}) con agua. La cal apagada se utiliza en Andalucía para encalar las fachadas de las casas, dándoles ese aspecto blanco. El mecanismo geológico esencial para la aparición de cuevas es la reacción entre el CaCOX3\ce{CaCO3} y el ácido carbónico (ácido débil que se forma cuando el COX2\ce{CO2} procedente del aire se disuelve en el agua), dando lugar a la formación de agua cargada con iones HCOX3X−\ce{HCO3-}. Con el tiempo, a medida que circula por las fisuras de la roca y aumenta la temperatura, se puede liberar parte del COX2\ce{CO2} disuelto, favoreciendo la reacción inversa, es decir, la precipitación del CaCOX3\ce{CaCO3}:CaX2+(ac)+2 HCOX3X−(ac)→CaCOX3(s)+COX2(g)+HX2O(l)ΔH=−18 kJ⋅mol−1\begin{gathered}\ce{Ca^{2+}(ac) + 2HCO3^{-}(ac)}\\\ce{-> CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)}\\\Delta H=-18\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}\end{gathered}Esta reacción explica la formación de las estalactitas y estalagmitas. Para que este proceso ocurra es necesario que la temperatura esté en torno a 10 °C10\,\text{°C}.
Datos
  • Masas atómicas relativas: Ca=40\ce{Ca}=40 C=12\ce{C}=12 O=16\ce{O}=16
Interior de una cueva con estalactitas y estalagmitas.
a
En el proceso de precipitación del CaCOX3\ce{CaCO3} la entropía tiene un valor de 95 J⋅K−1⋅mol−195\,\text{J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}, ¿es espontánea la reacción en estas condiciones? Justifique la respuesta.0,5 pts
b
Determine la energía total liberada durante el proceso de formación de una estalactita que contiene 450 g450\,\text{g} de CaCOX3\ce{CaCO3}0,5 pts
c
Si la solubilidad del CaCOX3\ce{CaCO3} es 0,0013 g0{,}0013\,\text{g} en 100 mL100\,\text{mL}, determine la solubilidad molar y su KSK_{\mathrm{S}}0,5 pts
d
Nombre o formule según corresponda: – El ácido débil que se forma a partir del COX2\ce{CO2} – El producto gaseoso de la reacción de precipitación del CaCOX3\ce{CaCO3} – El componente principal de la roca caliza. – La sustancia empleada para encalar las fachadas de las casas en Andalucía.0,5 pts