Química · Cataluña 2013

Escriba la reacción de transformación de la cal viva en cal apagada y explique razonadamente si la reacción absorbe o desprende calor, en condiciones estándar y a $298\,\text{K}$, cuando se lleva a cabo a presión constante.

Explique razonadamente si la reacción de transformación de la cal viva en cal apagada es espontánea, en condiciones estándar y a $298\,\text{K}$.

Calcule la entalpía estándar de esta reacción, a $298\,\text{K}$, empleando los valores de la tabla siguiente:

Explique razonadamente si la variación de entropía de esta reacción ($\Delta S^\circ$) es positiva o negativa, y también si la reacción será espontánea a temperaturas altas o bajas.

Calcule la concentración de formamida que contiene el recipiente una vez se ha alcanzado el equilibrio, expresada en $\text{mol L}^{-1}$.

Explique razonadamente cómo variará la concentración de formamida si a la mezcla en equilibrio se le añade un poco de amoníaco. ¿Y si aumentamos el volumen del recipiente?

Explique razonadamente, a partir de los cálculos necesarios, la formación del precipitado.

El estudiante separa el precipitado blanco de la solución acuosa incolora mediante un proceso de filtración. Con la solución acuosa del filtrado llena dos tubos de ensayo hasta la mitad; en uno añade un poco de una solución acuosa concentrada de $\ce{Na2SO4}$ y en el otro, un poco de agua destilada. Explique razonadamente qué sucederá en cada tubo.

Dado que el descalcificador comercial es demasiado concentrado para valorarlo directamente, decidimos diluirlo diez veces con agua destilada, de manera que la concentración de ácido láctico en la solución diluida será del $4{,}5\,\%$ en masa. Para hacerlo, disponemos de los lotes de material de vidrio siguientes: <table><tr><td>Lote A</td><td>pipeta aforada de 5 mL<br>probeta de 50 mL</td></tr><tr><td>Lote B</td><td>pipeta aforada de 10 mL<br>matraz aforado de 1 000 mL</td></tr><tr><td>Lote C</td><td>pipeta aforada de 10 mL<br>matraz aforado de 100 mL</td></tr><tr><td>Lote D</td><td>probeta de 10 mL<br>matraz aforado de 100 mL</td></tr></table> Explique razonadamente cuál de los cuatro lotes permitirá hacer la dilución con más precisión, y justifique la eliminación de los otros tres.

Explique el procedimiento experimental que seguiría en el laboratorio para llevar a cabo la valoración de $5{,}00\,\text{mL}$ de la solución diluida del descalcificador con una solución de $\ce{NaOH}$ $0{,}200\,\text{M}$, e indique el material y los reactivos que utilizaría.

Escriba las semirreacciones que se producen en cada electrodo, y la reacción global cuando se lleva a cabo la electrólisis de cloruro de magnesio fundido, e indique el nombre y la polaridad de los electrodos.

Justifique por qué hay que realizar el proceso de obtención de magnesio en una celda electrolítica y no en una celda galvánica (pila). Si por la celda electrolítica de cloruro de magnesio fundido circula una intensidad de corriente de $5{,}0\,\text{A}$, ¿cuántas horas deben transcurrir para conseguir $100\,\text{g}$ de magnesio?

¿En qué consiste la difusión gaseosa? ¿Qué relación hay entre la velocidad de difusión del oxígeno y la del monóxido de carbono?

El volumen molar del $\ce{CO}$ es $22{,}40\,\text{L mol}^{-1}$ y el del $\ce{CO2}$ es $22{,}26\,\text{L mol}^{-1}$, a $0\,^\circ\text{C}$ y $1{,}0\,\text{atm}$. Determine el volumen molar de un gas ideal en estas condiciones y justifique la posible desviación del comportamiento ideal de los dos gases a partir de la teoría cinético-molecular de los gases.

Disponemos de una solución de hidróxido de sodio $2{,}000\,\text{M}$. ¿Qué volumen de esta solución necesitamos para preparar $250{,}0\,\text{mL}$ de una solución de hidróxido de sodio $0{,}400\,\text{M}$? Indique el material necesario para preparar esta solución en el laboratorio.

Explique el procedimiento experimental para llevar a cabo la valoración de $5{,}0\,\text{mL}$ de la muestra de salfumán con la solución de hidróxido de sodio $0{,}400\,\text{M}$, e indique el material y los reactivos que utilizaría.

Calcule la concentración de hidrógeno en el reactor cuando la concentración de monóxido de nitrógeno es $0{,}15\,\text{mol L}^{-1}$. ¿Cuál es la velocidad de la reacción en este instante?

¿Cómo se ve afectada la velocidad de la reacción si introducimos un catalizador en el reactor? ¿Y si aumentamos la temperatura? Explique razonadamente las respuestas a partir de un modelo cinético.

Explique razonadamente si el bromuro de amonio se formará en el punto A, B o C de la figura.

El amoníaco gaseoso tiene una densidad de $769{,}6\,\text{g m}^{-3}$ a $1{,}0\,\text{bar}$ y a $273\,\text{K}$. Calcule su densidad en estas condiciones de presión y temperatura si se comportara como un gas ideal, y justifique la diferencia a partir del modelo cinético-molecular de los gases.

Las guías de calidad de la Organización Mundial de la Salud recomiendan que las aguas destinadas al consumo humano no sobrepasen los $0{,}3\,\text{mg L}^{-1}$ de hierro. Si suponemos que esta concentración es toda de $\ce{Fe^{2+}}$, ¿qué pH tendrá el agua cuando comience la precipitación del hidróxido de hierro(II)?

En un vaso de precipitados tenemos un poco de hidróxido de hierro(II) sólido en contacto con una solución acuosa saturada de este hidróxido. Una manera de solubilizar el sólido es añadir agua destilada. Explique otras dos maneras de solubilizarlo.

Indique qué magnitud se representa en el eje de abscisas del espectro de masas. Interprete la información del espectro indicando a qué pueden ser debidos los picos que se obtienen en los valores 15, 43 y 58.

¿Qué magnitudes se representan en los dos ejes de un espectre infrarrojo? ¿Qué información útil nos proporcionaría el espectro infrarrojo de una muestra de acetona para comprobar si está o no impurificada con 2-propanol?

Justifique, desde un punto de vista electroquímico, si elegiría añadir ácido sulfúrico o ácido nítrico.

Escriba la reacción del ácido nítrico en agua, según el modelo ácido-base de Brönsted-Lowry. Si tenemos una solución de ácido nítrico y otra de ácido sulfúrico de la misma concentración molar, ¿cuál de las dos soluciones tiene un pH más alto? Explíquelo razonadamente.

Explique razonadamente qué halógeno o halógenos pueden hacer que la reacción anterior sea espontánea, y calcule la variación de energía libre estándar, a $298\,\text{K}$, de una de estas reacciones.

A partir de la configuración electrónica de los átomos o iones, y utilizando el modelo atómico de cargas eléctricas, compare el radio atómico de los elementos $\ce{Cl}$ y $\ce{Br}$, así como el radio de las especies químicas $\ce{Br}$ y $\ce{Br-}$.