Segona prova parcial de Fonaments de Química. Grau de Biologia i Dobles Titulacions 7/1/2016. NOM i COGNOMS... GG... GM... DNI...

Transcripción

1 Aquest examen consta de 4 preguntes. Poseu a totes les fulles el nom, el grup gran (si escau) i mitjà i el vostre DNI. Utilitzeu només el full assignat a cada pregunta per tal de respondre-la. En cada full podeu escriure per davant i per darrera. Només es corregirà el que estigui escrit en bolígraf. Si no s'indica el contrari, cal raonar breument totes les respostes. La part no recuperable d'aquesta prova contribueix en un 15% a la nota final de l'assignatura. La part recuperable d'aquesta prova contribueix en un 35% a la nota final de l'assignatura. Nota important: La còpia, trànsit d'informació, la tinença d'un mòbil o aparell similar (smartphone, tauleta, audífon,...), etc. durant la prova comportarà suspendre l'examen amb una nota de zero, sense perjudici d'estendre la penalització més enllà, d'acord amb els articles de la Normativa sobre Organització, Desenvolupament i Avaluació dels Estudis de Grau de la Facultat de Ciències i de la Normativa Reguladora dels Processos d Avaluació i Qualificació dels Estudiants de la Universitat de Girona. Part No Recuperable NR) (10 punts) Escriu una equació química ajustada per a la reacció total de la cel la representada per: a) Pt H 2 H + Fe +3 Fe +2 Pt b) Cd Cd 2+ Ni +2 Ni c) Pt Cl - Cl 2 MnO - 4 Mn +2 Pt 1

2 Part Recuperable R1) (10 punts) Aplicant la llei de Hess i utilitzant els calors de combustió que es donen com a dades, calcular ΔH⁰ de la reacció: 3 C(grafit) + 4 H 2 (g) C 3 H 8 (g) Dades: Valors de H⁰ de combustió: C 3 H 8 (g) = -2219,9 kj/mol; C(grafit) = -393,5 kj/mol; H 2 (g) = -285,8 kj/mol 2

3 R2) (10 punts) Se sap que la velocitat mitjana de les molècules del gas oxigen a 300 o C es fa igual a les d'un altre gas A quan aquest darrer es troba a 200 o C. Contesta de manera raonada a les qüestions que segueixen considerant que tots els gasos són ideals: a) Quina és la velocitat mitjana de les molècules d'oxigen a 300 o C? b) Quin és el gas A? c) Quin gas B presenta una velocitat quadràtica mitjana de les seves molècules que és el doble de la velocitat quadràtica mitjana que presenta el gas A quan ambdós es troben a la mateixa temperatura? Dades: Els pesos moleculars aproximats d'alguns elements químics són els següents (expressats en uma): Formulari addicional: v H:1 He:4 Li:7 Be:9 B:10.8 C:12 N:14 O:16 F:19 Ne: kt kt 2 3 kt v v* 2 v M m m m v M

4 R3) (10 punts) Calculeu el ph de les següents solucions a l equilibri: a) Solució de M. b) Solució de M. c) Solució de M. d) Solució de M. Dades: Pel H 3 PO 4 pk a1 =2.15, pk a2 =7.20 i pk a3 =

5 RESPOSTES R1 Primer cal escriure les corresponents equacions de combustió i ajustar-les estequiomètricament. Cal recordar que els productes de la combustió dels compostos carboni, hidrogen i oxigen son CO 2 (g) i H 2 O(l). a) C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O(l) H⁰ = -2219,9 kj/mol b) C(grafito) + O 2 (g) CO 2 (g) H⁰ =-393,5 kj/mol c) H 2 (g) 1/2 O 2 (g) H 2 O(l) H⁰ =-285,8 kj/mol Després, combinant -a) + 3 b) + 4 c) obtenim el valor de H⁰ de la reacció = -104 kj R2 a) Cal emprar la fórmula <v>=[8kt/( m)] 1/2. El resultat és de m/s. Cal treballar en kelvins i tenir en compte que l'oxigen diatòmic té una massa molecular de 32 uma. b) Cal igualar la velocitat anterior amb la del gas A però a una temperatura T'=73 K (-200 o C): <v B > = m/s = [8kT'/( m B )] 1/2 D'aquí aïllem que la massa del gas B és m B =4 uma i el gas és He (gas monoatòmic). S'obté el mateix resultat considerant els termes no iguals que intervenen a la igualació de velocitats mitjanes: T/m = T'/m'. c) Si la temperatura és la mateixa, segons la fórmula de <v 2 > el factor prové de la proporció de masses: <v A 2 > / <v B 2 > = m B / m A <v A 2 > / 2<v A 2 > = m B / m A m A = 2 m B El gas B té una massa que és la meitat (factor de 2) de la del gas A, és a dir, de 2 uma. Es tracta del gas H 2 (diatòmic). R3 a) Es tracta d una solució d un àcid feble amb pk a1 = 2.15 A l equilibri /M x x x En aquest cas no es pot fer cap simplificació ja que donaria un valor de x> S ha de resoldre l equació quadràtica i s'obté: x = M = [H 3 O + ] ph = 3.05 b) Es tracta d un amfòlit que pot actuar com a àcid segons el procés: I com a base segons: (pk a2 = 7.20) (pk a1 = 2.15) Aplicant la fórmula del ph d un amfòlit: 5

6 c) Es tracta d un altre amfòlit, però ara la reacció com a àcid és: I com a base: (pk a3 = 12.15) (pk a2 = 7.20) Aplicant la fórmula del ph d un amfòlit: d) Es tracta d una solució d una base feble amb pk a3 = A l equilibri/m x x x Com a l apartat a), no es pot simplificar ja que donaria x> S ha de resoldre l equació quadràtica: x = M = [OH - ] poh = 3.03 ph = 14- poh = =