NAVARRA / JUNIO LOGSE / QUÍMICA / OPCIÓN A / EXAMEN COMPLETO

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Consuelo Piñeiro Coronel
hace 6 años
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1 NAVARRA / JUNIO LOGSE / QUÍMICA / OPCIÓN A / EXAMEN COMPLETO 1.- Enuncie y explique la ley de Dalton (de los gases). 2.- Dualidad onda-corpúsculo. Hipótesis de De Broglie. 3.- Dadas las entalpías normales de formación siguientes: H f C 4 H 10 (butano) = -126 kj/mol; H f CO 2 = -394 kj/mol; H f H 2 O (l) = -286 kj/mol, calcular el calor desprendido en la combustión de 1,5 kg de butano. Datos: Masas atómicas: C = 12,0; H = 1, Calcule el ph que resulta cuando se añaden 0,8 litros de ácido acético 0,25 M a 0,2 litros de hidróxido sódico 1 M. Datos: constante de disociación: k a = 1, Teoría de la nube electrónica del enlace metálico. Cite las propiedades de los metales.

2 SOLUCIONES Ejercicio1 La presión total (P t ) de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales (P i ); es decir, la que tendría cada gas constituyente, si él solo ocupara el volumen total que ocupa la mezcla. P i = X i P t P t = P i Siendo: P i (presión parcial) X i (fracción molar) P t (presión total) Por lo tanto cuando tenemos una mezcla de gases a una determinada presion, esta seria igual a la suma de las presiones de cada gas ocupando el mismo volumen de la mezcla. Ejercicio2 En 1924 Louis De Broglie enuncia su hipótesis de la dualidad onda-corpúsculo en la que toda partícula elemental en movimiento (protones,átomos,moléculas...) manifiesta una dualidad onda-corpúsculo y lleva asociada una onda, en la que su longitud de onda (2) es igual a la constante de Planck (h = 6, J s) entre su cantidad de movimiento (p) que, a su vez, es igual a la masa de la partícula por su velocidad. Por lo tanto: 2 = h / p = h / (m v) Esta hipótesis pertenece a la mecánica cuántica que surgió a principios del siglo XX para resolver fenómenos que no eran explicables mediante la física newtoniana. Esta teoría puede aplicarse a cualquier cuerpo en movimiento, incluido cualquier cuerpo macroscópico que también llevara asociado una onda, pero cuyo efecto será casi despreciable, ya que la cantidad de movimiento es muy grande con respecto a la constante de Planck. Ejercicio 3 La reacción de combustión del butano es:

3 C 4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) H combustión =? Como conocemos la entalpía de formación del butano, del dióxido de carbono y del agua, aplicando la ley de Hess (donde el valor de la energía de la reacción es el mismo si ésta transcurre directamente o por etapas) podemos calcular la entalpía de combustión del butano, que la obtenemos al invertir el orden de la primera reacción, multiplicar por cuatro a la segunda y multiplicando por cinco a la tercera. - [ 4 C (s, grafito) + 5 H 2 (g) C 4 H 10 (g) ] H f = -126 kj/mol 4 [ C (s, grafito) + O 2 (g) CO 2 (g) ] H f = -394 kj/mol 5 [ H 2 (g) + 1/2O 2 (g) H 2 O (l) ] H f = -286 kj/mol C 4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) H combustión = Kj H combustión = - (-126) + 4 (-394) + 5 (-286) = kj/mol Se desprende calor ya que es un proceso exotérmico. El número de moles de butano es igual a la masa de butano entre su peso molecular, por lo tanto: n = m / P m = 1500 / 58 = 25,86 moles Si para un mol de butano, necesitamos 2880 kj, para 25,86 moles necesitaremos: H combustión (total) = 25,86 (-2880 kj ) H combustión (total) = 7, kj Ejercicio 4 La reacción ácido-base que tiene lugar entre el ácido acético, CH 3 - COOH, y el hidróxido sódico, NaOH, es: CH 3 -COOH + NaOH CH 3 -COONa + H 2 O En los 0,8 L de ácido acético 0,25 M hay: n = V M = 0,8 0,25 = 0,2 moles de CH 3 -COOH En los 0,2 L de NaOH 1 M habrá: n = V M = 0,2 1 = 0,2 moles de NaOH

4 Como reacciona 1 mol de ácido acético con 1 mol de sosa según la relación estequiométrica, se producirá la neutralización de ambos, quedando en la disolución acuosa 0,2 moles de acetato de sodio, sal totalmente disociada en sus iones: ion acetato, CH 3 -COO -, e ion sodio, Na +. La concentración de ambos iones será la misma que la de la sal formada; esto es: 0,2 mol / (0,8 + 0,2) L = 0,2 M No obstante, al estar presente en la disolución el ion acetato, que procede de un ácido débil (el ácido acético), este tendrá cierto carácter básico frente al agua. Por tanto, experimentará una reacción de hidrólisis básica, y el ph de la disolución será alcalino (ph > 7). Llamando x al número de mol/l de ion acetato que experimenta la hidrólisis, podremos escribir: Equilibrio de hidrólisis: CH 3 -COO - + H 2 O CH 3 -COOH + OH - Concentración inicial 0,2-0 0 Concentración en equilibrio 0,2-x - x x La expresión de la constante de equilibrio es: K h = [CH 3 - COOH] [OH - ]/ [CH 3 -COO - ] = x 2 / 0,2-x La constante de hidrólisis se halla a partir del producto iónico del agua. K h = K w / K a = / 1, = 5, De aquí se obtiene: 5, = x 2 / 0,2 x ϕ x 2 / 0,2 (ya que el valor de la x es despreciable con respecto a 0,2) De aquí obtenemos que: x = 1, M Es decir: [OH - 1 = 1, M Por lo que: poh = -log [OH - ] = -log (1, ) =5,0 ph = 14 poh = 14-5,0 = 9,0

5 Ejercicio 5 La teoría de la nube electrónica del enlace metálico, supone, que todos los átomos del metal están ionizados por la perdida de sus pocos electrones de valencia, por lo que tiende a cederlos para adquirir la configuración estable de gas noble. Estos electrones se mueven libremente entre los huecos de la red formando una especie de gas o nube electrónica, que ayuda a dar mayor cohesión del cristal metálico. En cuanto a las propiedades de los metales, podemos destacar: - Son sólidos a temperatura ambiente (salvo el mercurio, que es líquido). - Tienen una densidad alta debido al alto grado de empaquetamiento. - Normalmente tienen altos puntos de fusión y de ebullición aunque pueden variar ya que estos dependen de la fuerza del enlace. - Brillo metálico debido a la incidencia de la luz sobre su superficie que hace que los electrones vibren. - Alta conductividad térmica y eléctrica, debido al movimiento de los electrones. - Son dúctiles (divisibles en hilos) y maleables (divisibles en láminas); ya que los planos de los átomos de la estructura cristalina pueden desplazarse unos respecto de otros sin que se alteren las fuerzas que mantienen unidos los átomos.

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