QUIMICA GENERAL II Primer Examen Parcial 01 de Octubre de 2008

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1 QUIMICA GENERAL II Primer Examen Parcial 01 de Octubre de 2008 Apellido y nombre... Número de matrícula... Comisión: Aula: Firma del alumno ================================================================== ATENCION - El examen consta de 6 preguntas. Revise que haya sido compaginado correctamente. - Todos los datos que necesita están dados en el enunciado. A menos que se diga otra cosa, se supone que la temperatura es 25 ºC para todos los problemas. - Responda las preguntas en los espacios en blanco debajo de cada enunciado. - Justifique sus respuestas en forma BREVE Y CLARA. - Cuando informe resultados, deberá recuadrarlos para facilitar su visualización.. No escriba en la tabla que sigue a continuación (para uso de los docentes) PREGUNTA PUNTAJE PREGUNTA PUNTAJE Total PUNTAJE TOTAL:... CALIFICACIÓN:... TEMA I

2 1. a) Para las siguientes reacciones espontáneas: 2 H 2 O 2 (l) 2 H 2 O(l) + O 2 (g); Endotérmica CH 4 (g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O(l); Exotérmica 2 Na(s) + 2 H 2 O(l) 2 NaOH(ac) + H 2 (g); Exotérmica Indique J.S.R. el signo del cambio de entalpía, de entropía del sistema y de entropía de los alrededores. Cuál/es de esto/s cambio/s da cuenta de la espontaneidad de cada proceso? J.S.R. b) Para las siguientes reacciones llevadas a cabo a presión y temperatura constante: N 2 (g) + 2 H 2 (g) N 2 H 4 (l) H o > 0 y S o < 0 N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) H o < 0 y S o > 0 Indique J.S.R. si la reacción directa o la inversa ocurre espontáneamente. c) Compare la estabilidad del N 2 H 4 y del NH 3. J.S.R.

3 2. El etanol se puede producir a partir de la siguiente reacción: C 2 H 4 (g) + H 2 O(g) C 2 H 5 OH(l) a) Indique J.S.R. cuál de los siguientes gráficos representa el cambio de energía libre estándar de reacción ( G o r) en función de la temperatura. Suponga que H o r y S o r no se modifican con la temperatura b) Indique en el gráfico seleccionado en qué intervalo de temperatura haría la reacción para la producción de etanol. c) Una reacción más económica para la producción de etanol sería: C 2 H 6 (g) + H 2 O(g) C 2 H 5 OH(l) + H 2 (g); H o r = 603,48 kj/mol y S o r = -126,15 J/K.mol Indique J.S.R. si esta alternativa es viable. DATOS C 2 H 4 (g) H 2 O(g) C 2 H 5 OH(l) H o f (kj/mol) 52,3-241,8-276,98 S o f (J/K.mol) 219,45 188,7 161,04

4 3. La descomposición de CaCO 3 ocurre de acuerdo a la siguiente reacción: CaCO 3 (s) CaO(s) + CO 2 (g); Kp = 1,9 x (25 o C) Kp = 0,88 (600 o C) a) Escriba la expresión de la constante de equilibrio para la reacción y calcule la presión de equilibrio de CO 2 a cada temperatura. b) El CaCO 3 sólido es estable a temperatura ambiente? J.S.R. c) Qué variables modificaría para favorecer la descomposición del CaCO 3 sólido: temperatura de reacción, presión de CO 2 y/o agregado de CaO sólido? J.S.R.

5 4. Para preparar [Ag(CH 3 COO)] a partir de la reacción a 25 o C: Ag + (ac) + CH 3 COO - (ac) [Ag(CH 3 COO)](ac) K 1 (25 o C) = 5,37 Se procede de la siguiente manera: I. Se disuelven 4,25 g de AgNO 3 (PM: 170) en un matraz de 250 ml (solución I) a 25 o C II. Se disuelven 0,84 g de NaCH 3 COO (PM: 82) en un matraz de 100 ml (solución II) a 25 o C III. Se mezclan 5 ml de solución I con 5 ml de solución II en un matraz de 50 ml (solución III) a 25 o C a) Escriba las reacciones de disolución de las sales utilizadas en los pasos I y II y calcule la concentración de iones en las respectivas soluciones. b) Indique J.S.R. en qué intervalo de ph (mayor o menor que 7) se debe preparar la solución I, teniendo en cuenta que: 2 Ag + (ac) + 2OH - (ac) Ag 2 O(s) + H 2 O(l) c) Calcule el ph de la solución II. Justificando todas las aproximaciones que realice. d) Calcule la concentración de las especies Ag +, CH 3 COO - y [Ag(CH 3 COO)] en la solución III una vez alcanzado el equilibrio a 25 o C. e) Frente al agregado de un exceso de CH 3 COO -, se produce la siguiente reacción: [Ag(CH 3 COO)] (ac) + CH 3 COO - (ac) [Ag(CH 3 COO) 2 ] - (ac); K 2 (25 o C) = 0,12 Escriba la reacción global y calcule su constante de equilibrio DATOS: pka (CH 3 COOH) = 4,76

6 5. Dadas las siguientes reacciones ácido-base: I. HA(ac) A - (ac) + H + (ac); C inicial = 1x10-6 M ; K a = 1x10-10 II. HB(ac) B - (ac) + H + (ac); C inicial = 1x10-4 M ; K a = 1x10-2 III. HC(ac) C - (ac) + H + (ac); C inicial = 1x10-1 M ; K a = 1x10-4 a) Indique J.S.R. (sin hacer cálculos) cuál es el único caso en el que es válido calcular la concentración de H + con la ecuación: + [ H ] = Cinicial * K a b) Indique J.S.R. qué aproximaciones no se pueden realizar en los otros dos casos.

7 6. Dadas las siguientes mezclas de soluciones cuyas concentraciones son 0,1M en todos los casos: I. NaOH(ac) + HCl(ac) II. HA(ac) + NaOH(ac) III. NaA(ac) + HCl(ac) IV. HA(ac) + HCl(ac) V. NaA(ac) + NaOH(ac) a) Indique J.S.R. en cuál/es de ellas se producirá una reacción ácidobase. Escriba la reacción correspondiente. b) Ordene todas las mezclas resultantes (I V) en orden creciente de ph cuando se mezclan 50 ml de cada solución. Justifique su respuesta sin hacer cálculos. c) Calcule el ph de la mezcla II cuando se mezclan 50 ml de HA y 25 ml de NaOH. d) Calcule el ph de la mezcla III cuando se mezclan 50 ml de NaA y 25 ml de HCl. Compare con el resultado del inciso c). e) Calcule los valores de α 0 y α 1 para las mezclas II y III de los incisos b), c) y d) y márquelos en el siguiente gráfico de α vs. J.S.R. 1,0 0,8 0,6 α 0,4 0,2 0, ph DATOS: K a (HA) = 1x10-6 [HA] α 0 = ; [HA] + [A ] α [A ] = [HA] + [A 1 ]