El examen incluye tabla periódica como anexo. Contesta hasta un máximo de 5 preguntas de entre todas las propuestas en las opciones A y B del examen. Utiliza la tabla periódica adjunta. Puedes usar la calculadora.
La puntuación máxima de la pregunta está indicada al inicio de cada una. La nota del examen corresponde a la suma de las puntuaciones de las preguntas.
Ejercicio 1 · Opción A
Ejercicio1Opción A
2 puntos
a
El premio Nobel de Química del año 2017 fue concedido a los investigadores Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson (figura 1) por el desarrollo de nuevas técnicas que permiten la observación y la determinación estructural de biomoléculas en alta resolución. Un ejemplo de biomolécula es la vainillina (figura 2).
Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard HendersonEstructura química de la vainillina
a.i
Determina el peso molecular de la vainillina.
a.ii
Indica dos grupos funcionales presentes en la vainillina.
b
Formula/nombra los compuestos siguientes: sulfato de hierro (III) y CHX3COOH.
Para la elaboración casera de yogur a partir de la leche se pueden utilizar bacterias, como el Lactobacillus bulgaricus, las cuales producen ácido láctico, un ácido orgánico monoprótico (figura 3).
a
Calcula el pH de un yogur, a 25∘C, que contiene 8,1g L−1 de ácido láctico, considerando que el único ácido presente y responsable de su acidez es el ácido láctico.
Datos
Ka=1,25⋅10−4a 25∘C
b
En el laboratorio, podemos determinar la cantidad de ácido láctico presente en una disolución acuosa por volumetría utilizando hidróxido de sodio (NaOH)0,1M como disolución valorante.
b.i
Escribe la reacción de neutralización que tiene lugar.
b.ii
Indica el material de vidrio de laboratorio que se necesita para llevar a cabo la valoración.
Una pila electroquímica es un dispositivo con el cual se puede generar electricidad mediante una reacción química de oxidación-reducción. Se construye una pila electroquímica con la notación siguiente:Cd(s)∣CdX2+(aq,1M)∣∣CuX2+(aq,1M)∣Cu(s)
Datos
E0(CdX2+/Cd)=−0,40V
E0(CuX2+/Cu)=0,34V
a
Escribe las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo de la pila.
b
¿Cuál es la fuerza electromotriz (FEM) estándar de esta pila?
c
¿Es espontáneo el proceso redox que tiene lugar en la pila? Justifica la respuesta.
La formación de los precipitados de cloruro de plata (AgCl), bromuro de plata (AgBr) e ioduro de plata (AgI) es la base de la determinación de estos aniones en agua mediante una valoración de precipitación.
Para determinar el contenido de anión cloruro (ClX−) en 25,0mL de una muestra de agua, se lleva a cabo una valoración con una disolución de nitrato de plata (AgNOX3)0,01M. Para conseguir la precipitación completa de ClX− en forma de AgCl se consumen 30,0mL de la disolución de AgNOX30,01M.
Datos
Kps(AgCl)=1,8⋅10−10a 25∘C
a
¿Cuál es la concentración de ClX− (en g L−1) en esta muestra de agua?
b
Calcula la solubilidad molar del AgCl en agua a 25∘C.
Considera los siguientes elementos químicos de la tabla periódica: potasio (K), con número atómico igual a 19, y calcio (Ca), con número atómico igual a 20.
a
Escribe las configuraciones electrónicas del K y del Ca.
b
¿Cuál de los dos elementos tiene el radio atómico más pequeño? Justifica la respuesta.
c
Explica, de forma razonada, cuál es el ion más probable para el K.
d
Para el elemento Ca, ¿es verdad que la segunda energía de ionización es mayor que la primera energía de ionización? Razona la respuesta.
La formamida (HCONHX2), también conocida como metanamida, se utiliza en la fabricación de papel como suavizante para descomponer las fibras de papel. A altas temperaturas, la formamida se descompone en amoníaco (NHX3) y monóxido de carbono (CO) de acuerdo con el equilibrio químico siguiente:HCONHX2(g)NHX3(g)+CO(g)ΔH0>0En un recipiente de 10L de volumen donde previamente se ha hecho el vacío, depositamos 9,0g de formamida y lo calentamos hasta alcanzar una temperatura de 500K. Cuando se alcanza el equilibrio químico, la presión en el interior del reactor es de 1,56atm. En estas condiciones:
a
Calcula el valor de la constante de equilibrio en concentraciones (Kc).
b
Razona cómo se verá afectado el rendimiento de la reacción directa en los supuestos siguientes:
El sulfato de potasio (KX2SOX4) es un compuesto utilizado como aditivo alimentario (código E515) con la finalidad de regular la acidez.
Una de las formas de obtener el KX2SOX4 es a partir de la reacción del bromuro de potasio (KBr) con ácido sulfúrico (HX2SOX4), de acuerdo con la reacción química siguiente:KBr(s)+HX2SOX4(aq)BrX2(l)+KX2SOX4(s)+SOX2(g)+HX2O(l)
a
Ajusta las reacciones iónica y molecular correspondientes a la reacción química anterior por el método del ion-electrón.
b
¿Qué volumen de SOX2(g) se obtendrá, a 1 atmósfera de presión y a una temperatura de 50∘C, cuando se hacen reaccionar 130g de KBr con HX2SOX4 en exceso?
Unos autores han propuesto que la cinética de la reacción química de descomposición del peróxido de hidrógeno (HX2OX2) en presencia de ioduro (IX−) es de primer orden respecto del HX2OX2 y también respecto del IX−.
A partir de esta información, indica, de forma razonada, la veracidad de las afirmaciones siguientes:
a
Un aumento de la concentración de HX2OX2 no tiene ningún efecto sobre la velocidad de reacción.
b
Cuando aumenta la temperatura a la que se produce la descomposición del HX2OX2, aumenta la velocidad de reacción.
c
Las unidades de la constante de velocidad de la reacción química de descomposición del HX2OX2son: mol L s−1.
d
Cuando añadimos un catalizador a la reacción de descomposición del HX2OX2 la energía de activación de la reacción aumenta.
Justifica la geometría y la polaridad de las moléculas siguientes según la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV): NHX3 (amoníaco) y BClX3 (tricloruro de boro).
b
Justifica si alguna de las moléculas anteriores podrá formar enlaces de hidrógeno.
c
Indica el significado del pictograma siguiente, que aparece en la ficha de seguridad química del amoníaco.
