Química · Cataluña 2023

La hidrazina ($\ce{N2H4}$) y la dimetilhidrazina ($\ce{N2H2(CH3)2}$) son combustibles líquidos. La hidrazina reacciona con el oxígeno y se obtiene $\ce{H2O(g)}$ y $\ce{N2(g)}$. La dimetilhidrazina reacciona con el oxígeno y se obtiene $\ce{H2O(g)}$, $\ce{N2(g)}$ y $\ce{CO2(g)}$.

El diagrama de la figura adjunta representa la energía de algunos orbitales que pueden ser ocupados por el electrón más externo del átomo de sodio.

En una empresa química que produce disolventes tienen un problema de identificación de dos lotes elaborados, uno de etanol y otro de acetona, también llamada propanona. Para poder identificar qué disolvente hay en cada lote, realizan un espectro de masas de una muestra de cada uno de los lotes.

Para montar una pila, en condiciones estándar y a $25\,{}^\circ\text{C}$, disponemos de una placa metálica de cobre y otra de aluminio, una botella que contiene una solución $1{,}0\,\text{m}$ de sulfato de cobre(II) y otra botella que contiene una solución $1{,}0\,\text{m}$ de cloruro de aluminio.

El cloruro de sulfurilo ($\ce{SO2Cl2}$) es un líquido a temperatura ambiente de olor punzante que a menudo se utiliza como fuente de cloro gaseoso, ya que por ser un líquido es más fácil de almacenar y manipular. Es muy empleado en la síntesis de compuestos orgánicos para transformar enlaces $\ce{C-H}$ en enlaces $\ce{C-Cl}$. También se ha utilizado en el tratamiento de la ropa de lana para que no encoja. El cloruro de sulfurilo se obtiene industrialmente por reacción entre el cloro y el dióxido de azufre, usando carbón activo como catalizador. Se ha realizado la reacción de obtención de $\ce{SO2Cl2}$ en un recipiente cerrado de $1{,}0\,\text{L}$ a $400\,\text{K}$: $$\ce{Cl2(g) + SO2(g) <=> SO2Cl2(g)}\quad \Delta H^\circ < 0$$

En las bodegas donde se elabora vino, y durante el tiempo que dura el proceso de fermentación del mosto, se oye un susurro constante que rompe el silencio, aquello que en el mundo de la enología se conoce con la expresión «el vino hierve». El azúcar (glucosa) se convierte en etanol y, al mismo tiempo, se produce dióxido de carbono gaseoso: $$\ce{C6H12O6 -> 2CH3CH2OH + 2CO2}$$ glucosa etanol

El ácido hipocloroso ($\ce{HClO}$) se considera uno de los desinfectantes más potentes y se utiliza en centros sanitarios con la voluntad de extremar las medidas de desinfección de sus instalaciones a raíz de la covid-19. A menudo este ácido débil se utiliza como desinfectante en soluciones de concentración $0{,}05\,\text{m}$.

El yoduro de hidrógeno es un gas incoloro, fácilmente soluble en agua, que se utiliza en química como agente reductor. Lo podemos sintetizar a partir de yodo e hidrógeno, en fase gaseosa, según la reacción siguiente: $$\ce{H2(g) + I2(g) <=> 2HI(g)}\quad K_c\,(\text{a }703\,\text{K}) = 54{,}3$$ En un reactor de $1{,}00\,\text{L}$ mezclamos $0{,}0130\,\text{mol}$ de $\ce{H2}$, $0{,}0080\,\text{mol}$ de $\ce{I2}$ y $0{,}0440\,\text{mol}$ de $\ce{HI}$; lo calentamos a $703\,\text{K}$ de temperatura, y se inicia la reacción. Dos horas más tarde, observamos que el reactor contiene $0{,}0480\,\text{mol}$ de $\ce{HI}$.

El acetaldehído ($\ce{CH3CHO}$) se descompone en metano y monóxido de carbono según la reacción siguiente: $$\ce{CH3CHO(g) -> CH4(g) + CO(g)}\quad \Delta H^\circ(298\,\text{K}) = -20\,\text{kJ mol}^{-1}$$ Esta reacción tiene una energía de activación de $188\,\text{kJ mol}^{-1}$ sin utilizar ningún catalizador y una energía de activación de $135\,\text{kJ mol}^{-1}$ utilizando yodo como catalizador.

A raíz de la pandemia provocada por el coronavirus SARS-CoV-2, a mediados de marzo de 2020 la Agencia Catalana de Seguridad Alimentaria publicó en su web un conjunto de recomendaciones de limpieza y desinfección de instalaciones de empresas alimentarias para la prevención de este virus. La Agencia recomendó el uso, como desinfectante, de una solución de hipoclorito de sodio ($\ce{NaClO}$) al $0{,}1\,\%$ en masa, después de la limpieza con un detergente neutro.

El sulfato de bario ($\ce{BaSO4}$) es un compuesto poco soluble en agua que se utiliza como contraste radiológico en análisis de rayos X del esófago, el estómago y los intestinos. Generalmente, hay que beber una suspensión de sulfato de bario una o dos veces antes del análisis radiológico.

En la superficie terrestre, el ozono ($\ce{O3}$) es uno de los indicadores de la contaminación del aire. Diversos estudios indican que, cuando el ozono se encuentra en estado estacionario, es decir, cuando la velocidad de la reacción de producción y de destrucción del ozono es la misma, su concentración es $2{,}0 \times 10^{-8}\,\text{mol L}^{-1}$. Suponga que el único proceso de destrucción del ozono es la formación de oxígeno molecular, según la reacción química siguiente: $$\ce{2O3(g) -> 3O2(g)}$$

El recubrimiento electrolítico con cromo se utiliza para proteger superficies metálicas de la corrosión, así como para mejorar su aspecto y sus prestaciones.

La litiasis urinaria consiste en la presencia de cálculos en el riñón o en las vías urinarias debidos a concentraciones altas de ciertas sustancias que deberíamos eliminar por la orina. En la litiasis cálcica, que es la más frecuente, estos cálculos se forman a causa de un aumento de la concentración de calcio en la orina, que provoca la precipitación de diversas sales, como el fosfato de calcio, $\ce{Ca3(PO4)2}$.