Química · Baleares 2025

El premio Nobel de Química del año 2024 fue otorgado conjuntamente a los investigadores David Baker, Demis Hassabis y John M. Jumper por el desarrollo de un modelo basado en inteligencia artificial que permite predecir la estructura compleja de las proteínas (figura 1). Uno de los aminoácidos esenciales presentes en la estructura de las proteínas de los seres vivos es la fenilalanina (figura 2).

Los halógenos son los elementos del grupo 17 de la tabla periódica y se caracterizan porque tienen siete electrones en la capa de valencia.

Los elementos $\ce{Na}$, $\ce{Mg}$, $\ce{S}$ y $\ce{Cl}$ pertenecen al tercer periodo de la tabla periódica y tienen, respectivamente, 1, 2, 6 y 7 electrones en la capa de valencia.

El descubrimiento del ácido acético o ácido etanoico ($\ce{CH3COOH}$) como una sustancia química tuvo lugar en el siglo XVIII. En 1782, el químico sueco Karl Wilhelm Scheele fue el primero en aislar y describir el ácido acético en su forma líquida. En un laboratorio, se valoran $20\,\text{mL}$ de una disolución $0{,}5\,\text{M}$ de ácido acético con una disolución $1{,}0\,\text{M}$ de hidróxido de potasio ($\ce{KOH}$):

El benceno ($\ce{C6H6}$) es un hidrocarburo peligroso, ya que emite vapores tóxicos, los cuales pueden producir cáncer. Este compuesto se encuentra presente en el humo del tabaco. La reacción de combustión del benceno es la siguiente: $$\ce{C6H6(l) + 15/2 O2(g) -> 6 CO2(g) + 3 H2O(l)}$$

Una pila electroquímica es un dispositivo experimental con el cual se puede generar electricidad mediante una reacción química de oxidación-reducción. Se construye una pila con la notación siguiente: $$\ce{Cd(s) | Cd^{2+}(aq, 1 M) || Cu^{2+}(aq, 1 M) | Cu(s)}$$

Indica si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas. Justifica, para cada uno de los casos, tu respuesta.

El amoníaco y las disoluciones acuosas de este gas desprenden un olor irritante y muy característico que se nota, por ejemplo, en los productos empleados para limpiar cristales. La industria química fabrica cada día miles de toneladas de amoníaco mediante la siguiente reacción química entre el dinitrógeno y el dihidrógeno: $$\ce{N2(g) + 3 H2(g) <=> 2 NH3(g)} \quad \text{con } \Delta H < 0$$ Hemos realizado un experimento en el laboratorio en el cual tenemos inicialmente los tres compuestos en equilibrio químico dentro de un recipiente. En un tiempo determinado, hemos adicionado dihidrógeno al recipiente y, mediante un conjunto de sensores conectados al sistema, hemos medido la concentración de los tres compuestos en función del tiempo, a temperatura constante, y hemos obtenido el gráfico siguiente:

Los óxidos de nitrógeno forman parte de la polución de las grandes ciudades a causa de la reacción que se produce en los motores de combustión. Estos óxidos, principalmente el dióxido de nitrógeno ($\ce{NO2}$) y el tetraóxido de dinitrógeno ($\ce{N2O4}$), son responsables del llamado smog urbano. De entre estos compuestos, el $\ce{NO2}$ es el más irritante para las vías respiratorias de las personas. A $298{,}15\,\text{K}$, el $\ce{N2O4}$ se descompone y forma $\ce{NO2}$ según la reacción química siguiente: $$\ce{N2O4(g) <=> 2 NO2(g)} \quad \text{con } \Delta H = 59\,\text{kJ mol}^{-1}$$ En un recipiente de $2\,\text{L}$ de capacidad se dispone de una cierta cantidad de $\ce{N2O4}$. El sistema se calienta hasta una temperatura de $298{,}15\,\text{K}$. Una vez alcanzado el equilibrio químico, la presión total dentro del recipiente es de $1{,}0\,\text{atm}$ y la presión parcial del $\ce{N2O4}$ es de $0{,}7\,\text{atm}$.