Química · Navarra 2010

Disponemos de una disolución acuosa de hidróxido de sodio cuya riqueza en peso es del $16{,}0\%$ y su densidad $1{,}175\,\text{g/cm}^3$. Exprese su concentración en gramos de soluto por litro, molaridad, normalidad y molalidad.

Describa dos isómeros de fórmula empírica $\ce{C4H8O}$ de cada una de las siguientes isomerías: cadena, función, posición, geométrica y óptica.

Justifique el enlace existente en las siguientes sustancias: diamante (carbono), fluoruro de potasio, amoníaco, sodio. ii) Compare a nivel cualitativo su solubilidad en agua y su temperatura de fusión.

i) Indique la ubicación en el sistema periódico (grupo y periodo) de los elementos cuyos números atómicos son $10, 17, 23, 55$ y $8$. ii) Justifique además cuál de ellos será el elemento más oxidante y cuál el más reductor. Identifique los elementos de esa serie que presentarán carácter metálico.

i) Prediga cuál de las reacciones siguientes será más exotérmica por mol de combustible: $$\ce{CH4(g) + O2(g) -> CO2(g) + H2O(g)}$$ $$\ce{H2(g) + O2(g) -> H2O(g)}$$ (no ajustadas) Razone cuál de los dos combustibles elegiría como sustituto de la gasolina en los futuros motores de automóvil.

Introducimos una cierta cantidad de amoníaco a $400\,^{\circ}\text{C}$ en un recipiente cerrado de $5\,\text{L}$ de capacidad. Alcanzado el equilibrio a dicha temperatura, el $4\%$ del amoníaco se ha descompuesto en nitrógeno e hidrógeno y la presión total del recipiente es de $0{,}5\,\text{mmHg}$. Calcule: i) La cantidad inicialmente introducida de amoníaco. ii) El valor de la constante de equilibrio $K_c$ a la temperatura del estudio.

i) Calcule el volumen de hidróxido de potasio necesario para alcanzar el punto de equivalencia durante una valoración con $10\,\text{mL}$ de ácido benzoico ($\ce{C6H5-COOH}$) $0{,}6\,\text{M}$. ii) Indique la concentración de la sal formada al llegar al punto de equivalencia.

i) Complete las siguientes reacciones de hidrólisis y calcule las correspondientes constantes de equilibrio: $$\ce{C6H5-COO- (ac) + H2O <=> ?}$$ $$\ce{ClO- (ac) + H2O <=> ?}$$ $$\ce{NH4+ (ac) + H2O <=> ?}$$ ii) Prediga cualitativamente cuál de las citadas reacciones presentará un mayor pH para una concentración inicial de ión $0{,}1\,\text{M}$.

Describa los mecanismos de polimerización habituales en la obtención de polímeros de origen artificial. Ponga un ejemplo de cada caso.

Muchas de las baterías de los automóviles se basan en el acumulador de plomo, cuya reacción reversible es: $$\ce{PbO2(s) + Pb(s) + H2SO4(ac) <=> PbSO4(s) + H2O}$$ y cuyo $E^0 = +2{,}05\,\text{V}$. i) Calcule los pesos equivalentes del plomo y del dióxido de plomo, así como el potencial de reducción estándar del cátodo sabiendo que el del ánodo es $E^0_{\ce{PbSO4/Pb}} = -0{,}36\,\text{V}$. ii) Si recargamos la batería con una corriente de $2\,\text{A}$, calcule el tiempo de recarga hasta conseguir la deposición de $10\,\text{g}$ de plomo en el electrodo correspondiente.