13
Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259 Corrección del examen de Química Selectividad Junio 2017 EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau ¡¡¡LO HEMOS VUELTO A CONSEGUIR!!! Los libros "Una química para todos" (tercera edición. Versión ampliada) y el cuaderno de ejercicios. ¡¡ Buscando el 10!! han respondido al 100% de las preguntas de ambas opciones en el examen de Química Selectividad 2017 de MADRID. Un año más el libro “Una Química Para Todos” ha conseguido responder a todas las preguntas de Selectividad en esta comunidad, hasta el punto de que estas soluciones son un “copia y pega” de los procedimientos, razonamientos y ejercicios del libro. Aprovecho la ocasión para dar las gracias a todas aquellas personas que se han animado a estudiar con esta metodología y a todos los mensajes de agradecimiento y apoyo a esta labor. La mejor recompensa es ver como conseguís mejorar vuestras notas y alcanzar todas vuestras metas académicas A partir de Julio, la academia Osorio continuará su enseñanza especializada en Química y el lanzamiento en Septiembre de la siguiente edición de los libros “Una Química Para Todos” que incluirá todas las actualizaciones, novedades y mejoras para el curso 2017/18 con el objetivo de hacerlo lo más completo posible y seguir cumpliendo su meta de obtener las mejores calificaciones, facilitando el entendimiento de esta materia. Además de….¡¡ Nuevas asignaturas!! ¡¡Tenemos unas cuantas sorpresas más reservadas para vosotros el próximo curso!! Atentamente, vuestro amigo y vecino: Pablo Osorio Lupiáñez

EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

Corrección del examen de Química Selectividad Junio 2017

EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau

¡¡¡LO HEMOS VUELTO A CONSEGUIR!!! Los libros "Una química para todos" (tercera edición. Versión ampliada) y el

cuaderno de ejercicios. ¡¡ Buscando el 10!! han respondido al 100% de las preguntas de ambas opciones en el examen de Química Selectividad 2017 de MADRID.

Un año más el libro “Una Química Para Todos” ha conseguido responder a todas las preguntas de Selectividad en esta comunidad, hasta el punto de que estas soluciones son un “copia y pega” de los procedimientos, razonamientos y ejercicios del libro. Aprovecho la ocasión para dar las gracias a todas aquellas personas que se han animado a estudiar con esta metodología y a todos los mensajes de agradecimiento y apoyo a esta labor. La mejor recompensa es ver como conseguís mejorar vuestras notas y alcanzar todas vuestras metas académicas

A partir de Julio, la academia Osorio continuará su enseñanza especializada en Química y el lanzamiento en Septiembre de la siguiente edición de los libros “Una Química Para Todos” que incluirá todas las actualizaciones, novedades y mejoras para el curso 2017/18 con el objetivo de hacerlo lo más completo posible y seguir cumpliendo su meta de obtener las mejores calificaciones, facilitando el entendimiento de esta materia. Además de….¡¡ Nuevas asignaturas!!

¡¡Tenemos unas cuantas sorpresas más reservadas para vosotros el próximo curso!!

Atentamente, vuestro amigo y vecino: Pablo Osorio Lupiáñez

Page 2: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

OPCIÓN A

Pregunta A1.- Responda justificadamente las siguientes preguntas:

a) Para el elemento con Z = 7 indique cuántos electrones tiene con número cuántico m = 0 y detalle en qué orbitales.

b) Para cada uno de los elementos X (Z = 17), Y (Z = 19) y Z (Z = 35) indique cuál es su ion más estable y explique cuál de esos iones tiene menor radio.

c) Identifique el compuesto binario formado por el hidrógeno y el elemento Z=7. Razone si es polar y nombre todas las posibles interacciones intermoleculares que pueda presentar.

a) → 1s2 2s2 2p3

↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑

m= 0 0 -1 0 +1

Hay cinco electrones con m=0. Dos electrones en el orbital (1,0,0); dos en el orbital (2,0,0) y uno en el orbital (2,1,0).

b)

X (Z=17): 1s2 2s22p6 3s23p5 Ion estable: X-: 1s2 2s22p6 3s23p6

Y (Z=19): 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1 Ion estable: Y+: 1s2 2s22p6 3s23p6

Z (Z=35): 1s2 2s22p6 3s23p64s23d104p5 Ion estable: Z-: 1s2 2s22p6 3s23p64s23d104p6

Podemos descartar Z- ya que al tener una capa electrónica más, será el ion con mayor radio. Con respecto a X- e Y+, ambos tienen el mismo número de electrones (isoelectrónicos), por lo que tendrá menor radio el que tenga mayor Z (ya que el núcleo atraerá con más fuerza a los electrones periféricos y el radio disminuirá).Por lo tanto, el ion con menor radio es Y+.

c) El elemento central (N) formará tres enlaces covalentes con el hidrógeno dando lugar al compuesto binario de NH3.

Fuerzas intermoleculares: Fuerzas de Van der Waals (Dispersión o London y dipolo-dipolo o dipolos permanentes) y enlaces de Hidrógeno.

Page 3: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

*

Pregunta A2.- Calcule el pOH de las siguientes disoluciones 0,20 M.

a) CH3COOH; pKa = 5

b) Ca(OH)2

c) NH3; pKb = 5

a)

𝐶𝐶3𝐶𝐶𝐶𝐶 + 𝐶2𝐶 ⇄ 𝐶𝐶3𝐶𝐶𝐶− + 𝐶3𝐶+

Conc. Inicial 0,2 - 0 0

Conc. Equilibrio 0,2– x x x

𝐾𝑎 = 10−5 = [ 𝐶𝐶3𝐶𝐶𝐶−] ∙ [𝐶3𝐶

+] [𝐶𝐶3𝐶𝐶𝐶𝐶]

= 𝑥2

0,2 − 𝑥 ≈𝑥2

0,2 →

10−5 ∙ 0,2 = 𝑥2 → 𝒙 = �10−5 ∙ 0,2 = 𝟏,𝟒𝟏 ∙ 𝟏𝟏−𝟑 M

𝑝𝐶 = − 𝑙𝑙𝑙 [𝐶3𝐶 +] = − 𝑙𝑙𝑙 (1,41 ∙ 10−3) = 2,85

𝒑𝒑𝒑 = 14 − 𝑝𝐶 = 14 − 2,85 = 𝟏𝟏,𝟏𝟏

b) Para facilitar su resolución, vamos a plantear las bases fuertes según Arrhenius:

𝐶𝐶(𝐶𝐶)2 → 𝐶𝐶2+ + 𝟐 𝐶𝐶−

0,2 M 2· 0,2 M

𝒑𝒑𝒑 = − log [𝐶𝐶 −] = − log 0,4 = 𝟏,𝟒

[𝐶𝐶 −] = 𝟐 · [𝐶𝐶(𝐶𝐶)2] 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑎𝑖

Al ser Ca (OH)2 una base fuerte (se disocia por completo) simplemente tenemos en cuenta la estequiometría de la reacción:

Page 4: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

*

*

𝐶2𝐶 + 𝑁𝐶3 ⇄ 𝐶𝐶− + 𝑁𝐶4+

Conc. Inicial - 0,2 M 0 0

Conc. Equilibrio 0,2 M – x x x

𝑲𝒃 = 10−5 = [ 𝑁𝐶4+] ∙ [𝐶𝐶−]

[𝑁𝐶3 ]=

𝑥2

0,2 − 𝑥= ≈

𝑥2

0,2 →

10−5 ∙ 0,2 = 𝑥2 → 𝑥 = �10−5 ∙ 0,2 = 𝟏,𝟒𝟏 ∙ 𝟏𝟏−𝟑 M

𝒑𝒑𝒑 = −log [𝐶𝐶 −] = −𝑙𝑙𝑙 ( 1,41 ∙ 10−3) = 𝟐,𝟖𝟏

Podemos hacer esta aproximación con valores de Ka o Kb ≤ 10-5 ya que consideramos que lo que se disocia (x) es despreciable comparado con la concentración inicial del ácido o de la base

Page 5: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

LiAlH4

H2SO4, calor

Pregunta A3.- Formule las reacciones propuestas, escriba de qué tipo son y nombre los compuestos orgánicos empleados y los productos mayoritarios obtenidos:

a) Aldehído lineal de 4 átomos de carbono en condiciones reductoras (LiAlH4).

b) Ácido carboxílico de 3 átomos de carbono con un alcohol secundario de 3 átomos de carbono.

c) Alcohol secundario de 3 átomos de carbono en presencia de H2SO4 y calor.

d) Alqueno de 3 átomos de carbono con HBr.

a) CH3 – CH2 – CH2 – CHO → CH3 – CH2 – CH2 – CH2OH

Butanal Butan-1-ol

Reacción de reducción

b) CH3 – CH2 – COOH + CH3 – CHOH – CH3 → CH3 – CH2 – COO – CH (CH3)– CH3 + H2O

Ácido propanoico Propan-2-ol Propanoato de isopropilo

Reacción de esterificación

c) CH3 – CHOH – CH3 → CH2 = CH – CH3 + H2O

Propan-2-ol Propeno

Reacción de eliminación (deshidratación)

d) CH2 = CH – CH3 + HBr → CH3 – CHBr – CH3

Propeno 2-bromopropano

Reacción de adición de bromuro de hidrógeno

Page 6: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

Pregunta A4.- En un matraz de 2 L se introducen 0,5 mol de A2 y 1,0 mol de B2 y se lleva a 250 °C. Se produce la reacción A2 (g) + 2 B2 (g) ⇄ A2B4 (g), reaccionando el 60% del reactivo A2.

a) Sabiendo que para esta reacción ΔH > 0, proponga justificadamente dos formas diferentes de aumentar su rendimiento sin añadir más cantidad de reactivos.

b) Calcule Kp.

Dato. R = 0,082 atm·L·mol−1·K−1

a) Según el principio de Le Chatelier: “Cuando un sistema en equilibrio es perturbado desde el exterior modificando sus condiciones, se desplazará en el sentido (reactivos o productos) que tienda a contrarrestar dicha perturbación”. De esta manera:

1. Al aumentar la presión del sistema (o disminuir el volumen), el sistema se desplazará hacia donde sea menor el número de moles gaseosos para compensar dicho aumento de presión. Puesto que hay 3 moles gaseosos a la izquierda y 1 en la derecha, se desplazará hacia →.

2. Al aumentar la temperatura, el sistema tratará de compensarlo favoreciendo la reacción que absorba esa energía (reacción endotérmica). Puesto que la reacción directa (→) es endotérmica, el equilibrio se desplazará en este mismo sentido favoreciendo su rendimiento.

A2 (g) + 2 B2 (g) ⇄ A2B4 (g)

Moles iniciales

0,5 1 0

Moles equilibrio

0,5 - x 1 - 2x x

Concentraciones en el equilibrio

0,5 − 𝐱2

1 − 𝟐x

2

x 2

El valor de la x se corresponde con los moles de A2 que han reaccionado (60% de los 0,5 moles iniciales), luego x=0,3 y ya podemos calcular las presiones parciales en el equilibrio y Kp:

𝐏𝑨𝟐 =𝑛𝐴2 · R · T

V=

(0,5 − x) · R · TV

=0,2 · 0,082 · 523

2= 𝟒,𝟐𝟖𝟖𝟐 𝒂𝒂𝒂

𝐏𝐵2 =𝑛𝐵2 · R · T

V=

(1 − 𝟐x) · R · TV

=0,4 · 0,082 · 523

2= 𝟖,𝟏𝟓𝟓𝟐 𝒂𝒂𝒂

𝐏𝐴2𝐵4 =𝑛𝐴2𝐵4 · R · T

V=

x · R · TV

=0,3 · 0,082 · 523

2= 𝟐,𝟒𝟑𝟐𝟒 𝒂𝒂𝒂

𝐾𝑝 =𝑃𝐴2𝐵4

𝑃𝐴2 ∙ 𝑃𝐵2𝟐 =

6,4329

4,2886 ∙ 8,57722 = 𝟏,𝟏𝟐𝟏𝟒

Page 7: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

Pregunta A5.- En la electrolisis de una disolución acuosa de cloruro de sodio se hace pasar corriente de 3,0 kA durante 2 horas. Mientras transcurre el proceso, se observa desprendimiento de hidrógeno y se obtiene cloro en medio básico.

a) Escriba y ajuste las semirreacciones que se producen en el ánodo y en el cátodo y la reacción molecular global. Utilice el modelo de ajuste de ion-electrón.

b) A 25 °C y 1 atm, ¿qué volumen de cloro se obtiene?

c) ¿Qué masa de hidróxido de sodio se habrá formado en la cuba electrolítica en ese tiempo?

Datos. E° (V): Na+ /Na = -2,71; Cl2/Cl- = 1,36; H2O/H2 = -0,83.

Masas atómicas: H = 1; O = 16; Na = 23; F = 96485 C; R = 0,082 atm·L·mol-1·K-1

𝑁𝐶𝐶𝑙 + 𝐶2𝐶 → 𝐶2 + 𝐶𝑙2

a) Teniendo en cuenta los potenciales de reducción y la información proporcionada por el enunciado acerca de los productos de la reacción, deducimos que se producirá la oxidación del Cl- a Cl2 en el ánodo y la reducción de H2O a H2 y produciendo OH- (medio básico):

Á𝑛𝑙𝑛𝑙 (𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝐶𝑆𝑆𝑆ó𝑛 𝑙𝑥𝑆𝑛𝐶𝑆𝑆ó𝑛 ): 2𝐶𝑙− → 𝐶𝑙2 + 2𝑆−

𝐶á𝑡𝑙𝑛𝑙 (𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝐶𝑆𝑆𝑆ó𝑛 𝑅𝑆𝑛𝑅𝑆𝑆𝑆ó𝑛): 2 𝐶2𝐶 + 2𝑆− → 𝐶2 + 2 𝐶𝐶−

𝐸𝑆𝑅𝐶𝑆𝑆ó𝑛 𝑆ó𝑛𝑆𝑆𝐶 𝑆𝑆𝑛𝑙𝑥: 2 𝐶𝑙− + 2 𝐶2𝐶 → 𝐶𝑙2 + 𝐶2 + 2 𝐶𝐶−

𝐸𝑆𝑅𝐶𝑆𝑆ó𝑛 𝑆𝑙𝑙𝑆𝑆𝑅𝑙𝐶𝑆 𝑆𝑆𝑛𝑙𝑥: 2 𝑁𝐶𝐶𝑙 + 2 𝐶2𝐶 → 𝐶𝑙2 + 𝐶2 + 2 𝑁𝐶𝐶𝐶 𝒃) 𝒒 = 𝑰 ∙ 𝒂 → 𝒒 = 3000 𝐴 ∙ 7200 𝑠 = 𝟐,𝟏𝟐 ∙ 𝟏𝟏𝟓 𝑪 𝑆𝑠 𝑙𝐶 𝑆𝑙𝑆𝑆𝑆𝑆𝑛𝑡𝑆 𝑞𝑅𝑆 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑅𝑙𝐶

2,16 ∙ 107 𝐶 ∙ 1 𝑆𝑙𝑙 𝑆− 96500 C ∙

1 𝑆𝑙𝑙 𝐶𝑙2 2 𝑆𝑙𝑙 𝑆− = 111,917 mol Cl2

𝑃 ∙ 𝑽 = 𝑛 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 →

𝑽 =𝑛 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇

𝑃=

111,917 𝑆𝑙𝑙 ∙ 0,082 𝐶𝑡𝑆 ∙ 𝐿𝑆𝑙𝑙 ∙ 𝑘 ∙ 298 𝐾

1 𝐶𝑡𝑆= 𝟐.𝟓𝟑𝟒,𝟖𝟏 𝑳 𝐂𝐂𝟐

111,917 mol Cl2 ∙ 2 𝑆𝑙𝑙 𝑁𝐶𝐶𝐶 1 𝑆𝑙𝑙 𝐶𝑙2

∙ 40 𝑙 𝑁𝐶𝐶𝐶

1 𝑆𝑙𝑙 𝑁𝐶𝐶𝐶 = 𝟖.𝟒𝟏𝟑,𝟑𝟓 𝒈 𝑵𝒂𝒑𝒑

Page 8: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

OPCIÓN B

Pregunta B1. - Conteste razonadamente las preguntas referidas a las sustancias: Sulfuro de hidrógeno, diamante, etilamina, yodo molecular, platino y cloruro de calcio.

a) Cuál/cuáles presentan enlaces de hidrógeno.

b) Cuál/cuáles son conductores de la electricidad y en qué condiciones lo son.

c) ¿Hay alguna insoluble en agua?

d) ¿Es la temperatura de fusión del cloruro de calcio mayor o menor que la del yodo molecular?

Sulfuro de hidrógeno: H2S

Diamante: C (diamante)

Etilamina: CH3-CH2-NH2

Yodo molecular: I2

Platino: Pt

Cloruro de calcio: CaCl2

a) Los requisitos para formar enlaces de hidrógeno son: Átomos pequeños y electronegativos con pares de electrones solitarios (F, O y N) unidos a átomos de hidrógeno. Dichos requisitos los cumple solo la etilamina.

b) Los requisitos para conducir la electricidad es que haya cargas y puedan moverse libremente: Los metales (platino) cumplen estos requisitos en cualquier estado (modelo de gas de electrones), mientras que los iónicos (cloruro de calcio) solo podrían hacerlo cuando sus cargas estuvieran en movimiento, es decir, cuando están fundidos o en disolución. Los compuestos covalentes (Sulfuro de hidrógeno, diamante, yodo molecular) no cumplen dichos requisitos y por tanto no son conductores. c) Para que se produzca la disolución es necesario que las fuerzas de atracción que ejercen las moléculas del soluto y las del disolvente son de naturaleza e intensidad similar y se pueden intercambiar. Por lo tanto, los metales (Platino), los covalentes atómicos (diamante) y los covalentes moleculares apolares (yodo) no se disolverán en agua (polar).

d) Sí. Las fuerzas de atracción que hay que vencer para fundir yodo (fuerzas intermoleculares, en concreto fuerzas de van der Waals del tipo dispersión) son mucho más débiles que las que hay que vencer para fundir un compuesto iónico como el cloruro de calcio (fuerte atracción entre cargas determinada por la energía reticular).

Page 9: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

Pregunta B2. - Se ha encontrado que la velocidad de la reacción A (g) + 2 B (g) → C (g) solo depende de la temperatura y de la concentración de A, de manera que se si ésta se triplica, también se triplica la velocidad de la reacción.

a) Indique los órdenes de reacción parciales respecto de A y B, así como el orden total.

b) Escriba la ley de velocidad.

c) Justifica si para el reactivo A cambia más deprisa la concentración que para el reactivo B.

d) Explica cómo afecta a la velocidad de la reacción una disminución de volumen a temperatura constante.

a) Teniendo en cuenta que la velocidad de la reacción solo depende de la concentración de A, y varía en la misma proporción, los órdenes parciales deben ser 1 para A y 0 para B. Por lo tanto, el orden total de reacción es de 1.

b) 𝑽 = 𝑲 · [𝑨]

c) El reactivo B se consume el doble de rápido que A teniendo en cuenta los coeficientes estequiométricos de la reacción.

d) Una disminución del volumen del recipiente a temperatura constante implicaría un aumento de la concentración de A con el consiguiente aumento de la velocidad de la reacción.

Page 10: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

Pregunta B3. - Para determinar la riqueza de un mineral de cobre se hacen reaccionar 1 g del mineral con una disolución de ácido nítrico 0,59 M, consumiéndose 80 mL de la disolución del ácido. a) Escriba las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo e indique cuáles son las especies oxidante y reductora.

b) Ajuste por el método ion-electrón la reacción global que se produce.

c) Calcule la riqueza en cobre del mineral.

Datos. E° (V): Cu2+/Cu= 0,34 ; NO3-/NO2=0,78. Masas atómicas: Cu= 63,5

a) Puesto que Cu aumenta su número de oxidación a Cu2+, será la especie reductora (se oxidará en el ánodo) y como el NO3

- disminuye su número de oxidación a NO2, será la especie oxidante (se reducirá en el cátodo).

𝐛)(+) 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆.𝑂𝑂𝑆𝑂𝑂𝑂𝑆ó𝑛 �Á𝑛𝑛𝑂𝑛�: 𝐶𝐶 → 𝐶𝐶2+ + 2𝑆− 𝐸1° = −0,34 𝑉

(−) 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆.𝑅𝑆𝑂𝐶𝑂𝑂𝑆ó𝑛 (𝐶á𝑡𝑛𝑂𝑛): (𝑁𝑂3− + 2 𝐻+ + 1𝑆− → 𝑁𝑂2 + 𝐻2𝑂) 𝑂2 𝐸2° = + 0,78 𝑉

𝑅𝑆𝑂𝑂𝑂𝑆ó𝑛 𝑆ó𝑛𝑆𝑂𝑂: 𝐶𝐶 + 2 𝑁𝑂3− + 4 𝐻+ → 𝐶𝐶2+ + 2 𝑁𝑂2 + 2 𝐻2𝑂 𝒇. 𝒆.𝒎 =+ 0,44 V 𝑅𝑆𝑂𝑂𝑂𝑆ó𝑛 𝑆𝑛𝑚𝑆𝑂𝐶𝑚𝑂𝑆: 𝐶𝐶 + 4 𝐻𝑁𝑂3 → 𝐶𝐶(𝑁𝑂3)2 2 𝑁𝑂2 + 2 𝐻2𝑂

𝒄) 0,08 𝐿 · 0,59 𝑆𝑛𝑚 𝐻𝑁𝑂3

1 𝐿 ·

1 𝑆𝑛𝑚 𝐶𝐶 4 𝑆𝑛𝑚 𝐻𝑁𝑂3

· 63,5 𝑔 𝐶𝐶 1 𝑆𝑛𝑚 𝐶𝐶

= 𝟎,𝟕𝟕𝟕𝟕 𝒈 𝑪𝑪 𝒑𝑪𝒑𝒑𝒑

𝑹𝑹𝑹𝑪𝒆𝑹𝑹 =𝒎𝑹𝒑𝑹 𝒑𝑪𝒑𝑹

𝒎𝑹𝒑𝑹 𝒕𝒑𝒕𝑹𝒕 𝒅𝒆 𝒕𝑹 𝒎𝑪𝒆𝒑𝒕𝒑𝑹 ∙ 𝟏𝟎𝟎 =

𝟎,𝟕𝟕𝟕𝟕 𝒈 𝑪𝑪 𝒑𝑪𝒑𝒑𝒑𝟏 𝒈 𝒎𝑪𝒆𝒑𝒕𝒑𝑹

∙ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟕𝟕,𝟕𝟕%

Page 11: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

Pregunta B4. - Se preparan 250 mL de una disolución de HCl a partir de 2 mL de un ácido clorhídrico comercial del 36,2% de riqueza en masa y densidad 1,18 g∙mL-1. Calcule:

a) La concentración de la disolución preparada y su pH.

b) El pH de la disolución resultante al mezclar 75 mL de la disolución final de HCl con 75 mL de una disolución de NaOH 0,1 M.

c) El volumen de disolución de NaOH 0,1 M necesario para neutralizar 10 mL de la disolución preparada de HCl.

Datos. Masas atómicas: H=1; Cl=35,5

- Calculamos la molaridad de la disolución concentrada (36,2% en peso y densidad 1,18g/mL):

1180 𝑔 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛1 𝐿 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛

·36,2 𝑔 𝐻𝐶𝑚

100 𝑔 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛·

1 𝑆𝑛𝑚 𝐻𝐶𝑚36,5 𝑔 𝐻𝐶𝑚

=11,70 𝑆𝑛𝑚 𝐻𝐶𝑚1 𝐿 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛

= 𝟏𝟏,𝟕𝟎 𝑴

- Calculamos la molaridad de la disolución resultante al añadir 2 mL de HCl 11,70 M y completar con H2O hasta un volumen final de 250 mL:

𝑴𝒑𝒕𝑹𝒑𝑹𝒅𝑹𝒅 =𝑆𝑛𝑚𝑆𝑑 𝐻𝐶𝑚𝐿 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛

=0,002 𝐿 · 11,70 𝑀

0,25 𝐿 =

0,0234 𝑆𝑛𝑚 𝐻𝐶𝑚0, 25 𝐿

= 𝟎,𝟎𝟕𝟕𝟎 𝑴

𝐻𝐶𝑚 + 𝐻2𝑂 → 𝐶𝑚− + 𝐻3𝑂+

0,0936 M 0,0936 M

𝑝𝐻 = − log [𝐻3𝑂 +] = − log 0,0936 = 𝟏,𝟎𝟕 (𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛 á𝑂𝑆𝑂𝑂)

b) Escribimos la reacción de neutralización ajustada e identificamos el exceso que varia el pH:

𝑯𝑪𝒕 + 𝑵𝑹𝑶𝑯 → 𝑵𝑹𝑪𝒕 + 𝑯𝟐𝑶

0,075 L · 0,0936 M 0,075 L · 0,1 M 0,00702 mol 0,0075 mol

Puesto que se encuentran en la misma relación estequiométrica (reaccionan por igual), cuando todo el HCl se haya neutralizado, quedará una parte de NaOH sin neutralizar (exceso):

𝐸𝑂𝑂𝑆𝑑𝑛 𝑂𝑆 𝑁𝑂𝑂𝐻 = 0,0075 ( 𝑆𝑛𝑆𝑂𝑆𝑂𝑚) − 0,00702 (𝑆𝑆𝑂𝑂𝑂𝑆𝑛𝑛𝑂) = 𝟕,𝟖 ∙ 𝟏𝟎−𝟕 𝒎𝒑𝒕 𝑵𝑹𝑶𝑯

Al ser HCl un ácido fuerte (se disocia por completo) simplemente tenemos en cuenta la estequiometría de la reacción. Así que: [𝐻3𝑂

+] = [𝐻𝐶𝑚]𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖

Page 12: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

- Dividimos el exceso entre la suma de ambos volúmenes para calcular la [NaOH] en exceso:

[𝑁𝑂𝑂𝐻]𝑒𝑒𝑖𝑒𝑒𝑒 =4,8 ∙ 10−4 𝑆𝑛𝑚

0,075 𝐿 + 0,075 𝐿 = 𝟕, 𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟕 𝑴

𝑁𝑂𝑂𝐻 → 𝑁𝑂+ + 𝑂𝐻−

𝟕,𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟕 𝑴 𝟕,𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟕 𝑴

𝑝𝑂𝐻 = − log [𝑂𝐻 −] = − log (3,2 ∙ 10−3) = 2,5

𝑝𝐻 = 14 − 2,5 = 𝟏𝟏,𝟓 (𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛 𝑏á𝑑𝑆𝑂𝑂)

𝒄) 𝑯𝑪𝒕 + 𝑵𝑹𝑶𝑯 → 𝑵𝑹𝑪𝒕 + 𝑯𝟐𝑶

0,01 L · 0,0936 M ¿V? · 0,1 M

0,01 𝐿 ·0,0936 𝑆𝑛𝑚 𝐻𝐶𝑚

1 𝐿 ·

1 𝑆𝑛𝑚 𝑁𝑂𝑂𝐻 1 𝑆𝑛𝑚 𝐻𝐶𝑚

= 9,36 ∙ 10−4 𝑆𝑛𝑚 𝑁𝑂𝑂𝐻

𝑀 = 𝑆𝑛𝑚𝑆𝑑 𝑁𝑂𝑂𝐻𝐿 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛

→ 𝐿 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛 = 9,36 ∙ 10−4 𝑆𝑛𝑚

0,1 𝑀 = 𝟕, 𝟕𝟎 ∙ 𝟏𝟎−𝟕 𝑳

9,36 ∙ 10−3𝐿 𝑂𝑆 𝑂𝑆𝑑𝑛𝑚𝐶𝑂𝑆ó𝑛 𝑂𝑆 NaOH 0,1 𝑀 𝑛𝑆𝐶𝑡𝑆𝑂𝑚𝑆𝑛𝑂𝑆í𝑂𝑛 𝑂 10 𝑆𝐿 𝑂𝑆 𝐻𝐶𝑚 0,0936 𝑀.

Page 13: EvAU. MADRID Academia Osorio @Quimicapau - Inicio - … · Academia Osorio -Preparación Experta de Química para Selectividad Una Química ... Al ser Ca (OH) 2. una base fuerte

Academia Osorio - Preparación Experta de Química para Selectividad - Una Química Para Todos Contacto: Twitter: @quimicapau Correo: [email protected] Teléfono: 644886259

Pregunta B5. - Para los compuestos orgánicos CH2=C(CH3)–CH2–CH3, CH3–C(CH3) = CH–CH3 y CH3–CH(CH3)–CH=CH2 .

a) Nómbrelos e indique el tipo de isomería que presentan.

b) Razone cuál de los tres da lugar al 2-bromo-3-metilbutano como producto mayoritario de la reacción con HBr. Formule la reacción. Nombra el tipo de reacción.

c) Justifique cuál de ellos se obtendrá como productor mayoritario de la reacción de 3-metilbutan-2-ol con H2SO4. Formule la reacción. Nombra el tipo de reacción.

a) 2-metilbut-1-eno ; 2-metilbut-2-eno; 3-metilbut-1-eno. Isomería estructural de posición.

b) CH3–CH(CH3)–CH=CH2 + HBr → CH3–CH(CH3)–CHBr–CH3

Reacción de adición de bromuro de hidrógeno

c) CH3 – CHOH – CH(CH3) –CH3 → CH3 – CH = C(CH3) –CH3 + H2O

Reacción de eliminación (deshidratación)

H2SO4