Los problemas y cuestiones recogidos en este trabajo han sido enviados por:

Transcripción

1

2

3 INTRODUCCIÓN El aprendizaje de la Química cnstituye un ret al que se enfrentan cada añ ls, cada vez más escass, estudiantes de 2 de bachillerat que eligen las pcines de Ciencias, Ciencias de la Salud e Ingeniería y Arquitectura. Est también cnstituye un ret para ls prfesres que, n sl deben ser capaces de buscar la frma más eficaz para explicar esta disciplina, sin además, inculcar el interés que nace del recncimient del papel que juega la Química en la vida y en el desarrll de las sciedades humanas. En este cntext, las Olimpiadas de Química supnen una herramienta muy imprtante ya que frecen un estímul, al fmentar la cmpetición entre estudiantes prcedentes de diferentes centrs y cn distints prfesres y estils estrategias didácticas. Esta clección de cuestines y prblemas surgió del interés pr parte de ls autres de realizar una recpilación de ls exámenes prpuests en diferentes pruebas de Olimpiadas de Química, cn el fin de utilizarls cm material de apy en sus clases de Química. Una vez inmerss en esta labr, y a la vista del vlumen de cuestines y prblemas reunids, la Cmisión de Olimpiadas de Química de la Asciación de Químics de la Cmunidad Valenciana cnsideró que pdía resultar interesante su publicación para pnerl a dispsición de tds ls prfesres y estudiantes de Química a ls que les pudiera resultar de utilidad. De esta manera, el presente trabaj se prpus cm un psible material de apy para la enseñanza de la Química en ls curss de bachillerat, así cm en ls primers curss de grads del área de Ciencia e Ingeniería. Desgraciadamente, n ha sid psible pr cuestines que n vienen al cas la publicación del material. N bstante, la puesta en cmún de la clección de cuestines y prblemas resuelts puede servir de germen para el desarrll de un pryect más ampli, en el que el diálg, el intercambi de ideas y la cmpartición de material entre prfesres de Química cn distinta frmación, rigen y metdlgía, per cn bjetivs e intereses cmunes, cntribuya a impulsar el estudi de la Química.

4 En el material riginal se presentan ls exámenes crrespndientes a las últimas Olimpiadas Nacinales de Química ( ) así cm trs exámenes crrespndientes a fases lcales de diferentes Cmunidades Autónmas. En este últim cas, se han incluid sól las cuestines y prblemas que respndiern al mism frmat que las pruebas de la Fase Nacinal. Se pretende ampliar el material cn las cntribucines que realicen ls prfesres interesads en impulsar este pryect, en cuy cas se hará mención explícita de la persna que haya realizad la aprtación. Las cuestines sn de respuestas múltiples y se han clasificad pr materias, de frma que al final de cada blque de cuestines se indican las slucines crrectas. Ls prblemas se presentan cmpletamente resuelts. En la mayr parte de ls cass cnstan de varis apartads, que en muchas casines se pdrían cnsiderar cm prblemas independientes. Es pr ell que en el cas de las Olimpiadas Nacinales se ha ptad pr presentar la reslución de ls misms planteand el enunciad de cada apartad y, a cntinuación, la reslución del mism, en lugar de presentar el enunciad cmplet y después la reslución de td el prblema. En las cuestines y en ls prblemas se ha indicad la prcedencia y el añ. Ls prblemas y cuestines recgids en este trabaj han sid enviads pr: Juan A. Dmínguez (Canarias), Juan Rubi (Murcia), Luis F. R. Vázquez y Cristina Pastriza (Galicia), Jsé A. Cruz, Nieves Gnzález, Gnzal Isabel (Castilla y León), Ana Tejer (Castilla La Mancha), Pedr Márquez (Extremadura), Pilar Gnzález (Cádiz), Ángel F. Sáenz de la Trre (La Rija), Jsé Luis Rdríguez (Asturias), Matilde Fernández (Baleares), Fernand Ngales (Málaga). Finalmente, ls autres agradecen a Humbert Buen su ayuda en la realización de algunas de las figuras incluidas en este trabaj. Ls autres

5 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 1 8. ÁCIDO BASE 8.1. Un hidróxid metálic anfóter se caracteriza prque es: a) Sluble en ácids y bases fuertes per insluble en dislucines acusas neutras. b) Sluble en ácids y bases fuertes y también en dislucines acusas neutras. c) Sluble en ácids fuertes y en dislucines acusas neutras per insluble en bases fuertes. d) Sluble únicamente en exces de base fuerte. e) Insluble en dislucines acusas a cualquier valr de ph. (O.Q.N. Navacerrada 1996) Un anfóter es una sustancia que es capaz de reaccinar cn ácids y bases. Si reaccina quiere decir que se disuelve en dislucines de estas sustancias. La respuesta crrecta es la a Calcule el ph de una dislución de acetat sódic 1,0 M. a) 9,38 b) 2,38 c) 5,38 d) 4,77 e) 7,00 (Dat. para el ácid acétic = 1,7 10 ) (O.Q.N. Navacerrada 1996) El acetat de sdi, NaCH COO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaCH COO (aq) CH COO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CH COO, es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in acetat es: K = K = 1,0 10 K = 5,9 10 1,7 10 En el equilibri se cumple que: [CH COOH] = [OH ] [CH COO ] 1,0 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 5,9 10 = [OH 2 1,0 [OH = 2,4 10 M poh = lg 2,4 10 = 4,62 ph = 14 4,62 = 9,38 La respuesta crrecta es la a.

6 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El ph de una dislución 10 M del ácid fuerte HCl es: a) 6,98 b) 8,00 c) 7,00 d) 1,00 e) 10,00 (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Asturias 2011) Las ecuacines químicas crrespndientes a las inizacines existentes sn: HCl (aq) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) 2 H O (l) OH (aq) + H O (aq) Las cnstantes de equilibri de ambas reaccines sn: K = K = [H O ] [OH ] El balance de materia crrespndiente al HCl es: [HCl] 0 = [Cl ] = c El balance de cargas (cndición de electrneutralidad) en la dislución es: [H O ] = [OH ] + [Cl ] Sustituyend el valr de [OH ] en la expresión de K se btiene: Se btiene: [OH ]= [H O ] c K = [H 3 O + ] [H O ] c 10 = [H O ] [H O ] 10 [H O 10 [H O ] 10 = 0 [H O ] = 1,05 10 M ph = lg 1,05 10 = 6,98 La respuesta crrecta es la a. (En Asturias 2011 la cncentración del HCl es 2,3 10 M) Ordene ls siguientes ácids desde el más fuerte al más débil. a) HF,, ácid acétic b) Ácid acétic,, HF c), HF, ácid acétic d) Ácid acétic, HF, e) HF, ácid acétic, Dats. (ácid acétic) = 4,76; ( ) = 1,99; (HF) = 3,17. (O.Q.N. Navacerrada 1996) La fuerza de un ácid viene determinada pr el valr de su cnstante de acidez, K. Cuant mayr es este valr mayr es la fuerza del ácid. El pk de un ácid se define cm: pk = lg K

7 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 3 Pr tant, un ácid será tant más fuerte cuant menr sea el valr de su pk. Ls ácids dads rdenads de más fuerte a más débil sn: = 1,99 > HF = 3,17 > ácid acétic = 4,76 La respuesta crrecta es la c Cuál de las siguientes sales frma una dislución ácida cuand se disuelve en agua? a) b) c) d) e) (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Sevilla 2004) Se trata de cinc sales amónicas de ácids débiles pr l que se prduce una hidrólisis dble. La hidrólisis del in amni: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La hidrólisis de ls anines: A (aq) + H O (l) HA (aq) + OH (aq) Para que la dislución sea ácida debe cumplirse la cndición de que: [H O ] prcedentes del NH > OH ] prcedentes del A Para que es curra es precis que: K NH > K A K NH < K HA Cnsultand la bibligrafía, de tds ls ácids dads el únic que tiene una cnstante de acidez mayr que la de basicidad del NH K = 1,8 10 es el HF K = 6,6 10. Pr tant, la sal que prduce una dislución ácida es. La respuesta crrecta es la b En la valración de un ácid débil cn una base fuerte, el ph en el punt de equivalencia es: a) 14 b) 7,0 c) Menr que 7. d) Mayr que 7. e) Igual que el del ácid débil. (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Asturias 2011) El ph del punt final de una vlumetría viene dad pr las sustancias existentes en ese mment en la dislución. En el cas de la valración de un ácid débil, pr ejempl HCN, cn una base fuerte, pr ejempl NaOH, la ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre ambs es: HCN (aq) + NaOH (aq) NaCN (aq) + H O (l) La sustancia existente en el punt de equivalencia es el NaCN, una sal prcedente de ácid débil y base fuerte. En dislución acusa se encuentra en frma de ines:

8 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 4 El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CN, es la base cnjugada del ácid débil HCN y se hidrliza según la ecuación: CN (aq) + H O (l) HCN (aq) + OH (aq) Cm al final sól existen ines OH en la dislución, el ph > 7. La respuesta crrecta es la d Cuál de las siguientes mezclas acusas n es una verdadera dislución reguladra? El vlumen ttal es un litr. a) 1,0 ml de + 0,5 ml de KOH. b) 1,0 ml de + 0,5 ml de HCl. c) 1,0 ml de + 0,5 ml de. d) 1,0 ml de + 0,5 ml de KOH. e) Ninguna de estas dislucines. (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) (O.Q.L. Asturias 2011) Una dislución reguladra está frmada un ácid base débil y una sal que cntenga la base el ácid cnjugad de ésts. a) La reacción química entre y KOH n es psible ya que se trata de ds bases. N pueden frmar una dislución reguladra. b) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre NH y HCl es: HCl (aq) + NH (aq) NH Cl (aq) + H O (l) Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 0,5 mles de HCl, esta sustancia es limitante y cnsume 0,5 mles de NH. Al final de la reacción quedan 0,5 mles de NH sin reaccinar y 0,5 mles de NH Cl frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra. c) Una mezcla de NH y NH Cl cnstituye ya directamente una dislución reguladra. d) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre NH Cl y KOH es: NH Cl (aq) + KOH (aq) NH (aq) + KCl (aq) + H O (l) Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 0,5 mles de KOH, esta sustancia es limitante y cnsume 0,5 mles de NH Cl. Al final de la reacción quedan 0,5 mles de NH Cl sin reaccinar y 0,5 mles de NH frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra. La respuesta crrecta es la a Dada la siguiente reacción: (aq) + (l) HCN (aq) + (aq) Si para el ácid HCN es 4,8 10, y = 1 10, la cnstante de equilibri para la reacción anterir es: a) 2,1 10 b) 2,1 10 c) 4,8 10 d) 4,8 10 e) 2,1 10 (O.Q.N. Ciudad Real 1997)

9 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 5 La cnstante de basicidad del in cianur (hidrólisis) es: K b = K w = 1,0 10 K = 2,1 10 a 4,8 10 La respuesta crrecta es la a Cuand se mezclan vlúmenes iguales de dislucines 0,1 M de y, el ph de la dislución resultante será: a) Entre 1 y 7. b) Igual al pk a del. c) Igual al pk a del. d) Igual a 7. e) Entre 7 y 13. (O.Q.N. Ciudad Real 1997) Si se mezclan un ácid fuerte, HClO, cn una base débil, KNO, la ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre ambs es: HClO (aq) + KNO (aq) KClO (aq) + HNO (aq) Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente vlúmenes iguales de dislucines de la misma cncentración, se trata de cantidades estequimétricas pr l que se cnsumen cmpletamente y al final sól quedan ls prducts frmads. El KClO, es una sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte, pr tant sus ines n se hidrlizan. El HNO, es un ácid débil capaz de prducir ines H O, pr tant, el ph de la dislución es 1 < ph < 7. La respuesta crrecta es la a Una dislución reguladra cntiene cncentracines iguales de un ácid débil (HA) y su base cnjugada ( ). Si para HA es 1,0 10, el ph de la dislución reguladra es: a) 1,0 b) 7,0 c) 5,0 d) 13,0 e) 9,0 (O.Q.N. Ciudad Real 1997) El equilibri crrespndiente a una dislución reguladra frmada pr un ácid HA y una sal que cntiene la base cnjugada A es: HA (aq) + H O (l) A (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = A H O HA = H O base a cid Si [ácid] = [base] se btiene: H O = K a cid base = 1,0 10 M ph = lg 1,0 10 = 9,0

10 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 6 La respuesta crrecta es la e Cuál de las siguientes dislucines es una dislución reguladra cn un ph mayr de 7? a) 10 ml 0,1 M + 5,0 ml HCl 0,1 M. b) 10 ml HCNO 0,1 M + 10 ml NaOH 0,1 M. c) 10 ml HCNO 0,1 M + 5,0 ml NaOH 0,1 M. d) 10 ml 0,1 M + 10 ml HCl 0,1 M. e) Ninguna de estas mezclas. (Dats. para el HCNO = 2,2 10 y para el = 1,7 10 ) (O.Q.N. Ciudad Real 1997) Una dislución reguladra está frmada un ácid base débil y una sal que cntenga la base el ácid cnjugad de ests. a) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre NH y HCl es: HCl (aq) + NH (aq) NH Cl (aq) + H O (l) El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCl 5 ml HCl 0,1 M 1 ml HCl 0,1 M = 0,5 mml HCl 10 ml NH 0,1 M 0,1 mml NH 1 ml NH 0,1 M = 1,0 mml NH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 0,5 mmles de HCl, esta sustancia es limitante y cnsume 0,5 mmles de NH. Al final de la reacción quedan 0,5 mmles de NH sin reaccinar y 0,5 mmles de NH Cl frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra básica. b) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HCNO y NaOH es: HCNO (aq) + NaOH (aq) NaCNO (aq) + H O (l) El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCNO 10 ml HCNO 0,1 M 1 ml HCNO 0,1 M 0,1 mml NaOH 10 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 1,0 mml HCNO = 1,0 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existe igual númer de mles de ambas sustancias iniciales se trata de cantidades estequimétricas que reaccinan cmpletamente. Al final de la reacción sól quedan 1,0 mmles de NaCNO frmads. El NaCNO es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte: El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CNO, es la base cnjugada del ácid débil HCNO y se hidrliza según la ecuación: CNO (aq) + H O (l) HCNO (aq) + OH (aq) Aunque el ph > 7, n se btiene una dislución reguladra básica.

11 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 7 c) En este cas el númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCNO 10 ml HCNO 0,1 M 1 ml HCNO 0,1 M = 1,0 mml HCNO 0,1 mml NaOH 5 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 0,5 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 0,5 mmles de NaOH, esta sustancia es limitante y cnsume 0,5 mmles de HCNO. Al final de la reacción quedan 0,5 mmles de HCNO sin reaccinar y 0,5 mmles de NaCNO frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra ácida. d) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HCl y NH es: HCl (aq) + NH (aq) NH Cl (aq) + H O (l) El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCl 10 ml HCl 0,1 M 1 ml HCl 0,1 M = 1,0 mml HCl 10 ml NH 0,1 M 0,1 mml NH 1 ml NH 0,1 M = 1,0 mml NH Cm la reacción es ml a ml y existe igual númer de mles de ambas sustancias iniciales se trata de cantidades estequimétricas que reaccinan cmpletamente. Al final de la reacción sól quedan 1,0 mmles de NH Cl frmads. El NH Cl es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte: El in Cl, es la base débil cnjugada del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad es de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) El ph < 7, y n se btiene una dislución reguladra básica. La respuesta crrecta es la a Indique cuál de las siguientes reaccines de hidrólisis es la crrecta: a) b) CaO c) d) Ca e) NaCl + NaOH + HCl f) CaO + 3 (O.Q.N. Ciudad Real 1997) (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.N. Ávila 2009) (O.Q.L. Madrid 2011) En las cuatr primeras reaccines se plantea la psible hidrólisis del Ca N, especie que disuelta en agua se discia según la ecuación: Ca N (aq) 3 Ca (aq) + 2 N (aq) La hidrólisis del in calci: Ca (aq) + 2 H O (l) CaOH (aq) + 2 H (aq)

12 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 8 La hidrólisis del in nitrur: : N (aq) + 3 H O (l) NH (aq) + 3 OH (aq) Multiplicand cada ecuación pr el númer de ines que se hidrlizan: 3 [Ca (aq) + 2 H O (l)( CaOH (aq) + 2 H (aq)] 2 [N (aq) + 3 H O (l) NHH (aq) + 3 OH (aq)] Sumand ambas ecuacines, y simplificand el agua, se btiene: (aq) + 6 (l)( 2 (aq) + 3 (aq) La ecuación prpuesta en sentid cntrari. el apartad e) es absurda ya quee la reacción tiene lugar en La respuesta crrecta es la c. (En la cuestión prpuesta en Ávila se sustituye el apartad e) pr el f) El ph de una dislución 0,012 mlar de ácid clrhídric es: a) 1,2 b) 2,4 c) Ligeramente inferir a 2. d) Falta un dat. (O.Q.L. Murciaa 1997) (O.Q.L. Castilla y León 2011) El ácid clrhídric, HCl, es un ácid mnprótic fuerte que q en dislución acusa se encuentra cmpletamente disciad según la ecuación: HCl (aq) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) Cnsiderand 1 L de dislución: 0,012 ml HCl 1 ml H O 1 ml HCl El ph de esta dislución es: = 0,012 ml H O ph = lg 0,012 = 1,9 La respuesta crrecta es la c El carácter básic del amníac se debe a: a) Que el nitrógen tiene grad de xidación +3. b) La psición del nitrógen en el sistema periódic. c) La ausencia de xígen en la l mlécula. d) El par de electrnes sin cmpartir del nitrógen. (O.Q.L. Murciaa 1997) (O.Q.L. Castilla y León 2011) Una base de Lewis es tda especie química que psee pares de electrnes slitaris que puede cmpartirr cn un ácid. Cm se bserva en la estructura de Lewis, el NH psee un par de electrnes slitaris pr l que se trata de una base de Lewis:

13 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 9 La respuesta crrecta es la d Cuál es el ph de una dislución de 0,3 M? a) 5,29 b) 8,71 c) 4,88 d) 9,74 e) 9,11 (Dat. = 1,7 10 ) (O.Q.N. Burgs 1998) El brmur de amni, NH Br, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH Br (aq) Br (aq) + NH (aq) El in Br, es la base débil cnjugada del ácid fuerte HBr pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez (hidrólisis) del in amni es: K H O NH NH K = K = 1,0 10 K = 5,9 10 1,7 10 En el equilibri se cumple que: [NH ] = [H O ] [NH ] 0,3 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 5,9 10 = [H O 0,3 [H O ] = 1,3 10 M ph = lg 1,3 10 = 4,88 La respuesta crrecta es la c Cuál de las siguientes sales frma una dislución básica cuand se disuelve en agua? a) = 4,6 10 b) = 1,2 10 c) = 3,7 10 d) = 7,2 10 e) = 1,8 10 (O.Q.N. Burgs 1998) Se trata de cinc sales amónicas de ácids débiles pr l que se prduce una hidrólisis dble. La hidrólisis del in amni: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq)

14 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 10 La hidrólisis de ls anines: A (aq) + H O (l) HA (aq) + OH (aq) Para que la dislución sea básica debe cumplirse la cndición de que: [OH ] prcedentes del A > [H O ] prcedentes del NH Para que es curra es precis que: K A > K NH K HA < K NH De tds ls ácids dads el únic que tiene una cnstante de acidez menr que la de basicidad del NH K = 1,8 10 es el HClO K = 3,7 10. Pr tant, la sal que prduce una dislución básica es NH 4 ClO. La respuesta crrecta es la c Cuál de las siguientes dislucines acusas frma una dislución reguladra cuand se mezclan ls ds reactivs en cantidades aprpiadas? a) HCl + NaCl b) NaCN + NaCl c) HCN + NaCl d) NaCN + HCN e) + HCl (O.Q.N. Burgs 1998) Una dislución reguladra está frmada un ácid base débil y una sal que cntenga la base el ácid cnjugad de ests. a) N se trata de una dislución reguladra ya que el HCl es un ácid fuerte y n reaccina cn el NaCl para frmar un ácid débil. b) N se trata de una dislución reguladra ya que las ds sales prpuestas n reaccinan entre sí para frmar un ácid débil. c) N se trata de una dislución reguladra ya que el HCN es un ácid demasiad débil cm para frmar NaCN a partir del NaCl. d) En las prprcines adecuadas, NaCN + HCN frman una dislución reguladra. e) N se trata de una dislución reguladra ya que hay ds ácids fuertes y ninguna sal derivada de ells. La respuesta crrecta es la d Para el in el es 7,21. Calcule el ph de 1 L de una dislución reguladra que cntiene 0,50 ml de y 0,50 ml de, después de la adición de 0,05 ml de KOH. a) 7,12 b) 7,29 c) 7,75 d) 7,16 e) 7,21 (O.Q.N. Burgs 1998) El equilibri crrespndiente a una dislución reguladra frmada pr el ácid H PO y una sal que cntiene su base cnjugada HPO es:

15 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 11 H PO (aq) + H O (l) HPO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = HPO H O H PO = H O HPO H PO Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: ph = pk + lg HPO H PO Las cncentracines antes de la adición de KOH sn: HPO = H PO 0,5 ml = = 0,5 M 1 L El ph de la dislución antes de la adición de KOH es: ph = 7,21 + lg 0,5 0,5 7,21 La adición de 0,05 mles de KOH (base) hace que se lleve a cab la siguiente reacción: H PO (aq) + OH (aq) HPO (aq) + H 2 O (l) Ls 0,05 ml de KOH gastan 0,05 ml de H PO (ácid) y frman 0,05 ml de HPO (base). El ph de la dislución después de la adición de KOH es: ph = 7,21 + lg 0,5+0,05 0,5 0,05 = 7,297 La respuesta crrecta es la b Si el ph de una dislución de un ácid mnprótic fuerte es 2,17. Entre qué valres estará cmprendida la cncentración mlar de la dislución respect a dich ácid? a) Entre 0,0001 y 0,001 b) Entre 0,001 y 0,01 c) Entre 0,01 y 0,10 d) Entre 0,10 y 1,00 (O.Q.L. Murcia 1998) De acuerd cn el cncept de ph: [H O ] = 10 = 10, M = 6,8 10 M La respuesta crrecta es la b Cuál es el ph de una dislución etiquetada cm NaF 0,136 ml? a) 2,02 b) 8,15 c) 3,17 d) 11,98 e) 5,85 (Dat. para el ácid HF = 6,8 10 ) (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2004)

16 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 12 El flurur de sdi, NaF, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaF (aq) F (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in F es la base cnjugada del ácid débil HF y se hidrliza según la ecuación: F (aq) + H O (l) HF (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in flurur es: K = HF OH F K = K = 1,0 10 K = 1,5 10 6,8 10 En el equilibri se cumple que: [HF] = [OH ] [F ] 0,136 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 1,5 10 = [OH 0,136 [OH ] = 1,4 10 M poh = lg 1,4 10 = 5,85 ph = 14 5,85 = 8,15 La respuesta crrecta es la b El indicadr rj de metil (cambi de clr a ph = 5) es adecuad para la valración: a) HCN + KOH b) + c) + NaOH d) HCl + e) HF + NaOH (O.Q.N. Almería 1999) El ph del punt final de una valración viene dad pr las sustancias presentes en ese instante en la dislución. El indicadr rj de metil, cn cambi de clr a ph = 5, será aprpiad para una valración en la que en el punt final exista una sustancia que haga que la dislución tenga ph ácid. a) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HCN y KOH es: HCN (aq) + KOH (aq) KCN (aq) + H O (l) El cianur de ptasi, KCN, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KCN (aq) CN (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in CN es la base cnjugada del ácid débil HCN y se hidrliza según la ecuación: CN (aq) + H O (l) HCN (aq) + OH (aq)

17 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 13 Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 l que mtiva que el indicadr rj de metil n sea aprpiad. b) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HClO y CaOH es: 2 HClO (aq) + CaOH (aq) CaClO (aq) + 2 H O (l) El perclrat de calci, CaClO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: CaClO (aq) 2 ClO (aq) + Ca (aq) El in Ca, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte Ca(OH) 2 pr l que n se hidrliza. El in ClO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HClO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O l que mtiva que el indicadr rj de metil n sea aprpiad. c) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HNO y NaOH es: HNO (aq) + NaOH (aq) NaNO (aq) + H O (l) El nitrat de sdi, NaNO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: HNO (aq) NO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O l que mtiva que el indicadr rj de metil n sea aprpiad. d) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HCl y CH N es: HCl (aq) + CH N (aq) CH NHCl (aq) + H O (l) El clrhidrat de trimetilamina, CH NHCl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: CH NHCl (aq) Cl (aq) + CH NH (aq) El in Cl, es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in CH NH es el ácid cnjugad de la base débil CH N y se hidrliza según la ecuación: CH NH (aq) + H O (l) CH N (aq) + H O (aq) Cm se bserva, se prducen ines H O pr l que el ph < 7 l que mtiva que el indicadr rj de metil sea aprpiad. e) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HF y NaOH es: HF (aq) + NaOH (aq) NaF (aq) + H O (l) El flurur de sdi, NaF, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaF (aq) F (aq) + Na (aq)

18 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 14 El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in F es la base cnjugada del ácid débil HF y se hidrliza según la ecuación: F (aq) + H O (l) HF (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 l que mtiva que el indicadr rj de metil n sea aprpiad. La respuesta crrecta es la d La cnstante de equilibri para la reacción de un ácid débil ( ) cn NaOH es: a) 1/ b) c) d) / e) (O.Q.N. Almería 1999) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre un ácid débil HA y NaOH es: HA (aq) + NaOH (aq) NaA (aq) + H O (l) Cm NaOH y NaA sn electrólits fuertes, en dislución acusa se encuentran cmpletamente disciads en ines pr l que la ecuación anterir se puede reescribir cm: HA (aq) + Na (aq) + OH (aq) Na (aq) + A (aq) + H O (l) La cnstante de equilibri de la reacción es: K = A HA OH Multiplicand y dividiend pr [H O ] queda cm: K = A HA OH [H O ] [H O ] = A [H O ] HA 1 OH [H O ] La cnstante de equilibri de la reacción es: = La respuesta crrecta es la d Una dislución reguladra cntiene cncentracines iguales de una base débil (B) y su ácid cnjugad. Si para B es 1,0 10, el ph de la dislución reguladra es: a) 7,0 b) 13,0 c) 9,0 d) 1,0 e) 5,0 (O.Q.N. Almería 1999) El equilibri crrespndiente a una dislución reguladra frmada pr la base débil B y una sal que cntiene su ácid cnjugad BH es:

19 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 15 B (aq) + H O (l) BH (aq) + OH (aq) La expresión de la cnstante de basicidad es: K = BH OH B = OH BH+ B Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: poh = pk + lg BH B ph = 14 pk b lg BH B Si las cncentracines [BH ] = [B], entnces el ph es: ph = 14 lg 1,0 10 = 5 La respuesta crrecta es la e A 60 C el agua destilada tiene ph = 6,51 y pr l tant: a) La cncentración de n es igual a la de. b) La reacción + es extérmica. c) El valr de es 10,. d) Debe cumplirse la ecuación ph + poh = 14. e) Es impsible, el agua neutra debe tener ph = 7. (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2008) a) Fals. Para el agua se cumple siempre que: [H O ] = [OH ] b) Fals. El valr del ph de la dislución n está relacinad cn el carácter extérmic endtérmic de la misma. c) Verdader. Para el equilibri de disciación del agua a determinada temperatura: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) la cnstante de equilibri viene dada pr la expresión: K = [H O ] [OH ] Cm para el agua se cumple siempre que: [H O ] = [OH ] K = [H O De acuerd cn el cncept de ph, en este cas: [H O ] = 10 = 10, M Sustituyend en la expresión de la cnstante de equilibri se tiene que: K = 10, = 10, d) Fals. La expresión: ph + poh = 14 se btiene a partir de:

20 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 16 K = [H O ] [OH ] = 10 y ese valr de la cnstante K es válid sl a la temperatura de 25 C. e) Fals. De acuerd cn el prduct iónic del agua a 60 C K = [H O ] [OH ] = 10, Cm para el agua se cumple siempre que: [H O ] = [OH ] [H O = 10, [H O ] = 10, M A esta temperatura, el agua neutra tiene un ph ph = lg 10, = 6,51. La respuesta crrecta es la c El brmur de hidrógen puede btenerse pr: a) Reacción de KBr cn ácid flurhídric cncentrad y caliente. b) Reacción de KBr cn ácid nítric cncentrad y caliente. c) Reacción de KBr cn ácid fsfóric cncentrad y caliente. d) Electrólisis de una dislución acusa de NaBr. e) Hidrólisis de brmat sódic. (O.Q.N. Almería 1999) a c) Verdader. Para que se prduzca HBr a partir de KBr debe tener lugar una reacción ácid base en la que es precis que el ácid que reaccine cn el Br (base cnjugada) del HBr sea l suficientemente fuerte. El ácid HF es demasiad débil mientras que el H PO n l es tant. La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre ambas sustancias es: 3 KBr (aq) + H PO (aq) 3 HBr (aq) + K PO (aq) b) Fals. El HNO n es aprpiad ya que al ser xidante prduciría la xidación del Br a Br. d) Fals. La electrólisis de KBr (aq) prduciría el desprendimient de H y Br. e) Fals. La hidrólisis del NaBrO 3 prduce un medi alcalin. Las respuestas crrectas sn a y c Según la tería de Brönsted, indique cuál de las siguientes afirmacines es cierta: a) Un ácid y su base cnjugada reaccinan entre sí dand una dislución neutra. b) Un ácid y su base cnjugada difieren en un prtón. c) El agua es la base cnjugada de sí misma. d) La base cnjugada de un ácid fuerte es una base fuerte. e) Cuant más débil es un ácid más débil será su base cnjugada. (O.Q.N. Murcia 2000) a) Fals. Según la tería de Brönsted, un ácid es una especie química que cede un prtón a una base cn l que él se transfrma en su base cnjugada, pr tant, el ácid n puede reaccinar cn su base cnjugada. b) Verdader. Según la tería de Brönsted, un ácid es una especie química que cede un prtón a una base:

21 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 17 HA + H O A + H O ácid base c) Fals. Tal cm se demuestra en la reacción entre la base B y el agua, la base cnjugada de ésta es el in OH : B + H O BH + OH b1 a2 a1 b2 d e) Fals. Cuánt más fuerte es un ácid más débil es su base cnjugada. La relación entre las cnstantes de ambs viene dada pr la expresión: K = K K La respuesta crrecta es la b Cuál de las siguientes líneas gráficas representa mejr el vlumen del ácid añadid a un ciert vlumen de álcali frente al ph de la dislución resultante? V V V V V ph a) b) c) d) e) (O.Q.N. Murcia 2000) La curva de valración a) entre un ácid y una base tiene frma de una sigmide en la que se distinguen tres znas: En la primera zna, en este cas, frente a pequeñas adicines de ácid el ph es elevad al predminar la especie alcalina y cambia bruscamente pr l que la gráfica se crrespnde cn una recta cn una pendiente elevada. En la segunda zna, central, frente a pequeñas adicines de ácid el ph cambia paulatinamente, la recta tiene una pendiente pequeña, ya que se tiene una mezcla reguladra básica una sal que sufre hidrólisis básica hasta alcanzarse el punt de equivalencia en el que la tendencia se invierte. En la tercera zna, la tendencia de la recta es puesta a la de la primera zna ya que predmina la especie ácida y frente a pequeñas adicines de ácid el ph es elevad y cambia bruscamente pr l que la gráfica también se crrespnde cn una recta cn una pendiente elevada. La respuesta crrecta es la a. ph ph ph ph

22 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de las siguientes afirmacines es falsa? a) Al dislver en agua, el ph n cambia. b) Al dislver NaCN en, el ph será básic. c) Al dislver NaHCOO en agua, el ph será ácid. d) Si el ácid HA tiene = 10 y el valr de para la base BOH vale 10, al dislver BA en agua el ph n sufre mdificación. e) Las dislucines acusas de sn débilmente básicas. (O.Q.N. Murcia 2000) (O.Q.L. Madrid 2009) a) Verdader. El nitrat de sdi, NaNO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaNO (aq) NO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el agua. b) Verdader. El cianur de sdi, NaCN, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaCN (aq) CN (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CN es la base cnjugada del ácid débil HCN y se hidrliza según la ecuación: CN (aq) + H O (l) HCN (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7. c) Fals. El frmiat de sdi, NaHCOO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaHCOO (aq) HCOO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in HCOO es la base cnjugada del ácid débil HCOOH y se hidrliza según la ecuación: HCOO (aq) + H O (l) HCOOH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7, es básic y n ácid. d) Verdader. La ecuación química crrespndiente a la reacción entre el ácid débil HA y la base débil BOH es: HA (aq) + BOH (aq) BA (aq) + H O (l) La sal BA, en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: BA (aq) A (aq) + B (aq) El in B, es el ácid cnjugad de la base débil BOH y se hidrliza según la ecuación: B (aq) + H O (l) BOH (aq) + H O (aq) El in A es la base cnjugada del ácid débil HA y se hidrliza según la ecuación:

23 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 19 A (aq) + H O (l) HA (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines H O y OH prcedentes de la hidrólisis de ls ds ines de la sal. Además, cm la fuerza de ls ines es la misma ya que prceden de especies cn igual valr de la cnstante, K = K = 10, la cantidad de H O y OH es la misma pr l que el ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el agua. e) Verdader. El NH es una base débil que se encuentra pc inizada de acuerd cn la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7, básic. La respuesta crrecta es la c Sabiend que ls valres de para el ácid cianhídric, HCN (aq), y el in amni, (aq), sn 8,7 y 9,2; respectivamente, y que el agua neutra a 25 C tiene ph = 7, indique si una dislución acusa de, a esa temperatura, tendrá ph: a) Débilmente ácid. b) Débilmente básic. c) Neutr. d) Muy ácid (ph < 3). e) Muy básic (ph > 11). (O.Q.N. Murcia 2000) La sal NH CN, en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NH CN (aq) CN (aq) + NH (aq) El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) El in CN es la base cnjugada del ácid débil HCN y se hidrliza según la ecuación: CN (aq) + H O (l) HCN (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines H O y OH prcedentes de la hidrólisis de ls ds ines de la sal. El pk del NH es: pk NH = 14 pk NH = 14 9,2 = 4,8 El pk del CN es: pk CN = 14 pk HCN = 14 8,7 = 5,3 Cm se bserva, pk CN > pk NH, l que quiere decir que el cianur es más fuerte cm base (prduce más ines hidróxid) que el amni cm ácid (prduce mens prtnes) Pr tant, la dislución resultante es débilmente básica. La respuesta crrecta es la b.

24 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de ls siguientess es un cnjunt de especies que pdrían actuar cm bases de Lewis? a), HCl, b),, c), O, d) NaOH,, e),, (O.Q.N. Murcia 2000) (O.Q.N. Sevilla 2010) (O.Q.L. Madridd 2011) Base de Lewis es tda especie química que psee pares de electrnes slitaris que puede cmpartir cn un ácid. a) Fals. Cm se bserva en la estructuras de Lewis tdas lass especies prpuestas n sn basess de Lewis, el H n psee pares de electrnes slitaris pr l que se trata de un ácid de Lewis: b) Fals. Cm se bserva en la estructuras de Lewis tdas lass especies prpuestas n sn basess de Lewis, el BF tiene un huec electrónic pr l que se trata de un ácid de Lewis: c) Verdader. Cm se bserva en la estructuras de Lewis tdas las especies prpuestas sn bases de Lewis: d) Fals. Cm se bserva en la estructuras de Lewis tdas lass especies prpuestas n sn basess de Lewis, el C es un catión al que le faltan ls electrnes 4s externs pr l que se trataa de un ácid de Lewis: e) Fals. Cm se bserva en la estructuras de Lewis tdas lass especies prpuestas n sn basess de Lewis, el Ni es un catión al que le faltan ls electrnes 4s externs pr l que se trataa de un ácid de Lewis: La respuesta crrecta es la c En la valración de un ácid cn una base, el indicadr visual adecuadd debe: a) Tener una cnstante de acidez mayr que la del ácid. b) Tener características básicas más fuertes que el valrante. c) Tener una cnstante de acidez menr que la del ácid. d) Añadirse una vez cmenzada la valración. e) N mstrar característicass ácid base. (O.Q.N. Murciaa 2000)

25 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 21 La misión de un indicadr es señalar cuand ha terminad la reacción entre el ácid y la base. Es precis que el indicadr n altere el resultad de la reacción para ell se añade a la reacción en pequeñas cantidades per además es precis que se trate de un ácid base más débil que las especies reaccinantes. La respuesta crrecta es la c Cuál de las siguientes mezclas es una dislución reguladra cn un ph menr de 7? a) 10 ml de ácid acétic 0,1 M + 10 ml de NaOH 0,1 M. b) 10 ml de ácid acétic 0,1 M + 5,0 ml de NaOH 0,1 M. c) 10 ml de 0,1 M + 5,0 ml de HCl 0,1 M. d) 10 ml de 0,1 M + 10 ml de HCl 0,1 M. e) Ninguna de estas mezclas. (Dats. ácid acétic = 1,7 10 y = 1,7 10 ) (O.Q.N. Barcelna 2001) a) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre CH COOH y NaOH es: CH COOH (aq) + NaOH (aq) NaCH COO (aq) + H O (l) El númer de mmles de cada especie es: 10 ml CH COOH 0,1 M 0,1 mml CH COOH 1 ml CH COOH 0,1 M = 1 mml CH COOH 0,1 mml NaOH 10 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 1,0 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existe igual númer de mles de ambas sustancias iniciales se trata de cantidades estequimétricas que reaccinan cmpletamente. Al final de la reacción sól quedan 1,0 mmles de NaCH COO frmads. Se trata de una sal que presenta hidrólisis básica. b) El númer de mmles de cada especie es: 10 ml CH COOH 0,1 M 0,1 mml CH COOH 1 ml CH COOH 0,1 M = 1 mml CH COOH 0,1 mml NaOH 5 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 0,5 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 0,5 mmles de NaOH, esta sustancia es limitante y cnsume 0,5 mmles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 0,5 mmles de CH COOH sin reaccinar y 0,5 mmles de NaCH COO frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra ácida. Una dislución reguladra frmada pr una mezcla equimlecular de CH COOH y NaCH COO tiene ph < 7: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = CH COO H O CH COOH = H O CH COO CH COOH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra:

26 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 22 ph = pk + lg CH COO CH COOH ph = pk = 4,77 c) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre NH y HCl es: HCl (aq) + NH (aq) NH Cl (aq) + H O (l) El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCl 5 ml HCl 0,1 M 1 ml HCl 0,1 M = 0,5 mml HCl 10 ml NH 0,1 M 0,1 mml NH 1 ml NH 0,1 M = 1,0 mml NH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 0,5 mmles de HCl, esta sustancia es limitante y cnsume 0,5 mmles de NH. Al final de la reacción quedan 0,5 mmles de NH 3 sin reaccinar y 0,5 mmles de NH Cl frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra básica. Una dislución reguladra frmada pr una mezcla equimlecular de NH y NH Cl tiene ph > 7: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + OH (aq) La expresión de la cnstante de basicidad es: K = NH OH NH OH NH NH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: poh pk + lg NH NH ph 14 pk lg NH NH ph 14 pk ph 14 4,77 9,23 d) El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCl 10 ml HCl 0,1 M 1 ml HCl 0,1 M = 1,0 mml HCl 10 ml NH 0,1 M 0,1 mml NH 1 ml NH 0,1 M = 1,0 mml NH Cm la reacción es ml a ml y existe igual númer de mles de ambas sustancias iniciales se trata de cantidades estequimétricas que reaccinan cmpletamente. Al final de la reacción sól quedan 1,0 mmles de NH Cl frmads. Se trata de una sal que presenta hidrólisis ácida. La respuesta crrecta es la b.

27 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para el amníac, = 4,76. El ph de una dislución reguladra frmada pr 0,050 M y 0,20 M es: a) 8,94 b) 9,84 c) 8,64 d) 9,54 e) 8,00 (O.Q.N. Barcelna 2001) Una dislución reguladra frmada pr una mezcla de NH y NH Cl: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + OH (aq) La expresión de la cnstante de basicidad es: K = NH OH NH = OH NH NH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: poh = pk + lg NH NH ph = 14 4,76 lg 0,20 0,05 = 8,64 La respuesta crrecta es la c Elija el interval de ph efectiv de una dislución reguladra de HF NaF. a) 5,0 7,0 b) 2,2 4,2 c) 6,0 8,0 d) 9,8 11,8 e) Ningun de ests intervals. (Dat. Cnstante de disciación ácida del HF = 6,8 10 ) (O.Q.N. Barcelna 2001) El interval de ph de regulación es aquel en el que una dislución reguladra neutraliza eficazmente ls ácids y bases añadids manteniend cnstante el ph. A efects práctics este interval es de 2 unidades de ph. Una dislución reguladra frmada pr una mezcla equimlecular de HF y NaF tiene un ph: HF (aq) + H O (l) F (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = F H O HF = H O F HF Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: ph = pk + lg F HF ph = pk = 3,2 El interval de regulación de ph de la dislución dada es 3,2 1. La respuesta crrecta es la b.

28 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuand se valra un ácid débil cn una base fuerte: a) Slamente se neutraliza una parte de ls prtnes del ácid. b) El punt de equivalencia cincide siempre cn el punt final de la valración. c) El ph en el punt de equivalencia siempre es 7. d) N cnviene valrar ls ácids débiles cn bases fuertes puest que el punt de equivalencia se detecta cn dificultad. e) En las primeras etapas de la valración se frma una dislución reguladra tampón. (O.Q.N. Barcelna 2001) Sea pr ejempl el cas de la valración de CH COOH (ácid débil) cn NaOH (base fuerte). La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción es: CH COOH (aq) + NaOH (aq) NaCH COO (aq) + H O (l) Si se tienen 10 ml de CH COOH 0,1 M y se añaden 5 ml de NaOH 0,1 M, el númer de mmles de cada especie es: 10 ml CH COOH 0,1 M 0,1 mml CH COOH 1 ml CH COOH 0,1 M = 1 mml CH COOH 0,1 mml NaOH 5 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 0,5 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 0,5 mmles de NaOH, esta sustancia es limitante y cnsume 0,5 mmles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 0,5 mmles de CH COOH sin reaccinar y 0,5 mmles de NaCH COO frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra ácida. Esta situación se da hasta llegar al punt de equivalencia en el que sól existe NaCH COO en la dislución, sal que sufre hidrólisis básica. La respuesta crrecta es la e Señale cuál de las siguientes prpuestas es la crrecta: a) El catión Fe (II) es un ácid de Lewis más fuerte que el Fe (III). b) El catión es un ácid de Lewis más fuerte que el catión. c) Tant el cm el sn susceptibles de actuar cm bases de Lewis. d) Ni el ni el pueden actuar cm ácids. e) Ninguna de las anterires afirmacines es cierta. (O.Q.L. Castilla y León 2001) (O.Q.L. Castilla y León 2002) a) Fals. Ls catines metálics en dislución acusa frman ines cmplejs que se cmprtan cm ácids de Lewis: Fe (aq) + 6 H O (l) FeH O (aq) Fe (aq) + 6 H O (l) FeH O (aq) El cmprtamient cm ácid de Lewis: FeH O (aq) + H O (l) FeOHH O (aq) + H O (aq) FeH O (aq) + H O (l) FeOHH O (aq) + H O (aq) Cnsultand la bibligrafía, se sabe que la cnstante de equilibri de la segunda reacción es mayr que la de la primera, pr tant, el Fe (III) es un ácid más fuerte que el Fe (II). b) Verdader. El catión Li es el ácid débil cnjugad de la base fuerte LiOH, pr l que n sufre hidrólisis.

29 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 25 El catión Al en dislución acusa frma un in cmplej quee se cmprta cm ácid de Lewis: Al (aq) + 6 H O (l) AlHH O (aq) AlH O (aq) + H O (l) AlOHH O (aq) + H O (aq) c) Fals. Una base de Lewis es tda especie química que psee pares de electrnes slitaris que puede cmpartir cn un ácid. Cm se bserva en la estructuras de Lewis las especies prpuestas n sn bases de Lewis, ya que ni el br ni el alumini pseen pares de electrnes slitaris que puedan cmpartir, pr l que sn ácidss de Lewis: d) Fals. Un ácid de Lewis es tdaa especie química que psee huecs electrónics (rbitales atómics vacís) que puedenn albergar un par de electrnes. Cm se bserva en la estructuras de Lewis las especies prpuestas n sn ni ácids, ya que n pseen huecs electrónics: La respuesta crrecta es la b Un técnic de labratri desea preparar una dislución reguladra de ph = 5. Cuál de ls siguientes ácids será el más adecuad para ell? a) = 5,9 10 b) = 5,6 10 c) = 1,8 10 d) HOCl = 3,0 10 e) HCN = 4,9 10 (O.Q.N. Ovied 2002) Una dislución reguladra ácida está frmada pr una mezcla equimlecular de ácid, HA, y la base cnjugada A y tiene un ph: HA (aq) + H O (l) A (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = A H O HA = H O A HA Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuaciónn de Hendersn Estss valres se muestran en la siguiente Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: ph = pk + lg A HA Al tratarse de una mezcla equimlecular se tiene que [A ] = [HA]: ph = pk El ph de la dislución l prprcina ell valr de pk del ácid de la dislución reguladra. tabla:

30 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 26 Ácid H C O 5,9 10 1,23 H AsO 5,6 10 2,25 1,8 10 4,74 HOCl 3,0 10 7,52 HCN 4,9 10 9,31 El ácid cuy pk se aprxima más al valr de ph = 5 es pk 4,74. La respuesta crrecta es la c Se dispne de una dislución 0,5 M de cada una de las siguientes sales. Cuál de ellas tiene un ph más baj? a) KCl b) c) NaI d) e) (O.Q.N. Ovied 2002) a) El clrur de ptasi, KCl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KCl (aq) Cl (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O. b) El acetat de sdi, NaC H O, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaCH COO (aq) CH COO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CH COO es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7. c) El ydur de sdi, NaI, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaI (aq) I (aq) + Na (aq) El in I es la base cnjugada débil del ácid fuerte HI pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O. d) El nitrat de ptasi, KNO 3, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KNO 3 (aq) NO (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza.

31 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 27 El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO 3 pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O. e) El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) El in Cl es la base débil cnjugada del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. Cm se bserva, se prducen ines H O pr l que el ph < 7. La respuesta crrecta es la e Cuál de las siguientes especies es anfótera? a) b) c) d) e) (O.Q.N. Ovied 2002) (O.Q.L. Asturias 2004) (O.Q.N. Sevilla 2010) Un anfóter es una sustancia que cmprtarse cm ácid y cm base dependiend del medi en el que se encuentre. La única de las especies prpuestas que puede cumplir esa cndición es el in bicarbnat, HCO : Cm ácid: HCO (aq) + OH (aq) CO (aq) + H O (aq) Cm base: HCO (aq) + H O (aq) H CO (aq) + H O (l) La respuesta crrecta es la c Si el valr de para el in es 1,0 10, cuál es el valr de para el in? a) = 1,0 10 b) = 1,0 10 c) = 1,0 10 d) = 1,0 10 e) = 1,0 10 (Dat. = 1,0 10 ) (O.Q.N. Ovied 2002) (O.Q.L. Asturias 2004) La relación entre la cnstante de fuerza de ácid y su base cnjugada viene dada pr la expresión: K = K K K = 1,0 10 = 1,0 10 1,0 10 La respuesta crrecta es la a.

32 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál es el ácid cnjugad del (aq)? a) (aq) b) (aq) c) (aq) d) (aq) e) (aq) f) (aq) (O.Q.N. Ovied 2002) (O.Q.L. Asturias 2004) (O.Q.L. Asturias 2008) (O.Q.N. Ávila 2009) (O.Q.L. La Rija 2009) De acuerd cn la tería ácid base de Brönsted Lwry: Ácid es una especie capaz de ceder prtnes a una base Base es una especie capaz de aceptar prtnes de un ácid: (aq) + H O (aq) (aq) + H O (l) base 1 ácid 2 ácid 1 base 2 La respuesta crrecta es la b. (En la cuestión prpuesta en Ávila 2009 se cambia el apartad e pr el f) Qué sucede en una dislución diluida de un ácid fuerte HX? a) Hay especies, y HX en cncentracines apreciables. b) Hay HX en mayr prprción que y. c) La cncentración de prtnes es muy superir a la de anines. d) La disciación es ttal. (O.Q.L. Castilla y León 2002) Un ácid mnprótic fuerte, HX, en dislución acusa se encuentra cmpletamente disciad según la ecuación: HX (aq) + H O (l) X (aq) + H O (aq) a b) Fals. Cm se encuentra cmpletamente disciad en ines, la cncentración de HX es prácticamente nula. c) Fals. Al tratarse de una dislución ácida diluida es precis tener en cuenta ls prtnes aprtads pr el H O. N bstante, las cncentracines de prtnes y anines sn similares. d) Verdader. Pr tratarse de un ácid mnprótic fuerte, HX, en dislución acusa se encuentra cmpletamente disciad. La respuesta crrecta es la d En la reacción en equilibri: HX (aq) + (aq) HY (aq) + (aq) cn >> 1 Qué se verifica? a) La acidez de la especie HY >> HX. b) La basicidad de la especie >>. c) La especie es mejr aceptra de un prtón que. d) La reacción está pc desplazada hacia la derecha. (O.Q.L. Castilla y León 2002) a) Fals. Si la cnstante de equilibri, K >> 1, quiere decir que el equilibri se encuentra desplazad hacia la derecha, es decir que el ácid HX es más fuerte que el HY.

33 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 29 b) Verdader. Si K (HX) > K (HY) cm la relación entre la cnstante de un ácid y su base cnjugada viene dada pr la expresión: K = K w K siend K Y > K X c) Fals. Si el ácid HX es más fuerte que el ácid HY, la base X es per aceptra de prtnes que la base Y. d) Fals. Si la cnstante de equilibri, K >> 1, quiere decir que el equilibri se encuentra muy desplazad hacia la derecha. La respuesta crrecta es la b Qué currirá si aumenta el ph de una dislución acusa saturada de? a) Aumentará la [ ]. b) Aumentarán la [ ] y [ ]. c) Disminuirá [ ] y aumentará [ ]. d) Aumentará [ ]. (O.Q.L. Castilla y León 2002) (O.Q.L: Asturias 2007) El H S es un ácid diprótic débil que se encuentra parcialmente disciad según las siguientes ecuacines: H S (aq) + H O (l) HS (aq) + H O (aq) HS (aq) + H O (l) S (aq) + H 3 O + (aq) La ecuación glbal del prces es: H S (aq) + 2 H O (l) S (aq) + 2 H O (aq) Si el ph de la dislución aumenta, [H O ] disminuye. La cnstante de equilibri del prces es: K = [S ] [H O [H S] Cm se trata de una dislución saturada de H S, si [H O ] disminuye, el valr de [S ] debe aumentar y el de [H S] debe disminuir para que se mantenga el valr de la cnstante K. La respuesta crrecta es la c A la misma temperatura un ácid HX tiene un pk de 4 en el dislvente A y un pk de 2 en el dislvente B. Qué afirmación es cierta? a) El dislvente A es más básic que el B. b) El dislvente B es más básic que el A. c) Ls ds dislventes sn igualmente básics. d) Es impsible ya que el pk de un ácid n depende del dislvente. (O.Q.L. Castilla y León 2002) Sea un ácid débil, HX, que se encuentra parcialmente disciad en dislventes A y B según las siguientes ecuacines: HX + A X + AH HX + B X + BH Las respectivas cnstantes de equilibri sn:

34 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 30 K = [X ] [AH [HX] [A K = [X ] [BBH [HX] [B Aplicand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene: pk = lg [X ] [AH ] [HX] [A] = 4 pk = lg [X ] [BH ] [HX] [B] = 2 Si el dislvente B es más básic que el dislvente A, entnces el equilibri se encuentra más desplazad hacia la derecha, pr tant: [BH ] > [AH ] K > K pk < pk La respuesta crrecta es la b Cuand se añaden 10 mles de un ácid fuerte a un litr de agua a 25 C, cuál de las siguientes afirmacines es cierta: a) La cnstante de inización del agua aumenta. b) Aumenta el grad de inización del agua. c) Disminuye el prcentaje de inización del agua. d) El prcentaje de inización del agua n se mdifica si n cambia la temperatura. El equilibri de inización del agua es: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) La cnstante de inización del agua, K w, es: K w = [H O ] [OH ] (O.Q.L. Castilla y León 2002) (O.Q.L. Asturias 2008) un valr cnstante que sól depende de la temperatura. Si este valr n cambia permanecen cnstantes ls valres de las cncentracines en el equilibri. La respuesta crrecta es la d Pr qué el in es la base más fuerte que existe en dislución acusa? a) Prque es la base cnjugada del. b) Prque n hay tras bases más que el in. c) Prque ls se encuentran siempre en dislución acusa. d) Prque el agua reaccina cmpletamente cn las bases fuertes para dar ines. El H O reaccina cn las bases fuertes para prducir ines OH : NaOH (aq) + H O (l) Na + (aq) + OH (aq) La respuesta crrecta es la d. (O.Q.L. Castilla y León 2002) Se tiene un litr de dislución de ácid acétic y un litr de dislución de HCl. Ambas dislucines tienen el mism ph, pr l tant, para neutralizar cn ssa de la misma cncentración: a) El ácid acétic necesita mayr cantidad de ssa. b) El HCl necesita mayr cantidad de ssa. c) Ls ds ácids necesitan la misma cantidad de ssa. d) Se necesitan más dats para saber que ácid necesita más ssa para su neutralización. (O.Q.L. Castilla y León 2002) (O.Q.L. Asturias 2007)

35 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 31 Las ecuacines químicas crrespndientes a las reaccines de neutralización de ls ds ácids cn NaOH sn: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + NaOH (aq) NaCH COO (aq) + H O (l) Supniend que para ambas dislucines ácidas ph =2, de acuerd cn el cncept de ph: [H O ] = 10 = 10 M El HCl es un ácid fuerte que se encuentra cmpletamente disciad en ines según la ecuación: HCl (aq) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) Pr tratarse de un ácid fuerte: [H O ] = [HCl] = 10 M Supniend que la dislución de NaOH es 1 M, el vlumen necesari de ésta para neutralizar el HCl es: 1 L HCl 10 M 10 ml HCl 1 L HCl 10 M 1 ml NaOH 1 ml HCl 1 L NaOH 1 M 1 ml NaOH = 10 L NaOH 1 M El CH COOH es un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez es: K = [CH COO ] [H O [CH COOH] En el equilibri se cumple que: [CH COO ] = [H O ] = 10 M [CH COOH] c Partiend de que la cnstante K para el CH COOH es aprximadamente 2 10, la expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 2 10 = 10 c = 5 M c Supniend que la dislución de NaOH es 1 M, el vlumen necesari de esta para neutralizar el CH COOH es: 1 L CH COOH 5 M 5 ml CH COOH 1 L CH COOH 5 M La respuesta crrecta es la a. 1 ml NaOH 1 L NaOH 1 M 1 ml CH COOH 1 ml NaOH = 5 L NaOH 1 M

36 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuánts litrs de agua destilada deben añadirse a 1 L de dislución acusa de HCl cn ph = 1 para btener una dislución cn ph = 2? a) 0,1 L b) 0,9 L c) 2 L d) 9 L e) 100 L (O.Q.N. Tarazna 2003) (O.Q.L. Asturias 2004) El HCl es un ácid fuerte que se encuentra cmpletamente disciad en ines: HCl (aq) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) Aplicand el cncept de ph una dislución cn ph = 1 [H O ] = 10 = 10 M y tra cn ph = 2: [H O ] = 10 = 10 M Llamand V al númer de litrs de agua a añadir y aplicand el cncept de mlaridad: 10 M = 10 ml 1+V L La respuesta crrecta es la d. V = 9 L Indique cuál de las siguientes prpsicines es falsa respect del agua: a) Es una sustancia anfótera. b) En algunas sales prduce hidrólisis. c) Su prduct iónic es igual a 10 a cualquier temperatura. d) Su ph es 7. (O.Q.L. Castilla y León 2003) El equilibri de inización del agua es: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) El prduct iónic del agua a 25 C, K w, es: K w = [H O ] [OH ] = 10 un valr cnstante que sól depende de la temperatura. Si cambia la temperatura cambia el valr de dicha cnstante. La respuesta crrecta es la c Indique cuál de las siguientes prpsicines es falsa: a) N tds ls indicadres viran cuand el ph es igual 7. b) Las dislucines de tienen carácter ácid debid a la hidrólisis. c) La cnstante de hidrólisis depende de la temperatura. d) La dislución que cntiene amníac presenta ph > 7. (O.Q.L. Castilla y León 2003) a) Verdader. De acuerd cn la tería de Ostwald para indicadres, la zna de viraje de un indicadr depende del valr de su pk. InH (aq) + H O (l) In (aq) + H O (aq)

37 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 33 La cnstante de fuerza es: K = [In ] [H O ] [HIn] [H O ] = K [HIn] [In ] Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene: ph = pk + lg [In ] [HIn] b) Fals. El acetat de sdi, NaCH COO, es una sustancia que en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NaCH COO (aq) CH COO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CH COO, es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH y la dislución es básica. c) Verdader. La cnstante de hidrólisis cnstante de acidez basicidad se calcula mediante la expresión: K = K K dnde las cnstantes K y K dependen de la temperatura. d) Verdader. El amníac, NH, es una base débil que en dislución acusa se encuentra parcialmente disciada según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH y la dislución es básica y tiene ph > 7. La respuesta crrecta es la b Si el ph de una dislución es 1,7 indique cuál de las siguientes prpsicines es cierta: a) Se trata de un ácid débil. b) Es un cas de hidrólisis de sal de ácid fuerte y base débil. c) La cncentración de ines xni en la dislución es 2 10 M. d) El poh vale 11,3. (O.Q.L. Castilla y León 2003) a) Fals. El ph de una dislución n indica si se trata de un ácid fuerte débil. b) Fals. La hidrólisis de una sal prcedente de ácid fuerte y base débil tiene un ph < 7 per n tan baj cm 1,7 ya que el catión que se hidrliza es un ácid débil y n prduce una cncentración de prtnes tan alta cm para alcanzar ese valr. c) Verdader. Si ph = 1,7; de acuerd cn el cncept de ph: [H O ] = 10 = 10, M = 2 10 M d) Fals. La relación entre ph y poh de una dislución viene dada pr la expresión: ph + poh =14 poh = 14 1,7 = 12,3

38 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 34 La respuesta crrecta es la c Indique cuál de las siguientes prpsicines es falsa: a) En las dislucines ácidas el ph < 7. b) En las dislucines básicas el poh < 7. c) Ls ácids rgánics sn ácids débiles. d) Ls ácids pliprótics débiles ceden a la vez tds ls prtnes. a b) Verdader. Las dislucines ácidas tienen ph < 7 y las básicas, ph > 7. (O.Q.L. Castilla y León 2003) c) Verdader. Ls ácids rgánics tienen el grup carbxil, COOH, unid a una cadena carbnada. La fuerza del ácid depende de la atracción de ls electrnes del grup hidrxil, O H, pr el rest de la cadena. Teniend en cuenta que ls elements carbn e hidrógen sn pc electrnegativs n favrecen la mayr plarización de dich enlace cn la cnsiguiente liberación del in H, pr tant, ls ácids rgánics sn débiles. d) Fals. Ls ácids pliprótics débiles, cm pr ejempl el H CO, liberan ls prtnes pr etapas de acuerd cn ls siguientes equilibris: H CO (aq) + H O (l) HCO (aq) + H O (aq) HCO (aq) + H O (l) CO (aq) + H O (aq) cuyas respectivas cnstantes de fuerza sn: K = [HCO ] [H O [H CO ] K = [CO ] [H O [HCO ] La respuesta falsa es la d. K >> K Cuál de las siguientes dislucines acusas presenta carácter ácid? a) NaCl b) c) d) (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) (O.Q.L. Asturias 2009) a) Fals. El clrur de sdi, NaCl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaCl (aq) Cl (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O y la dislución es neutra. b) Fals. El hidróxid de amni, NH OH, es una base débil que en dislución acusa se encuentra parcialmente disciada según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 y la dislución es básica.

39 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 35 c) Verdader. El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) Cm se bserva, se prducen ines H O pr l que el ph < 7 y la dislución es ácida. d) El nitrat de ptasi, KNO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KNO (aq) NO (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O y la dislución es neutra. La respuesta crrecta es la c Si la del ácid cianhídric es 6,2 10 y la del amníac es 1,8 10, el ph de la dislución acusa del cianur amónic será: a) ph = 7 b) ph > 7 c) ph < 7 d) ph = 0 (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) (O.Q.L. Asturias 2007) La sal NH CN, en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NH CN (aq) CN (aq) + NH (aq) El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez (hidrólisis) del in amni es: K = K = 1,0 10 K = 5,6 10 1,8 10 El in CN es la base cnjugada del ácid débil HCN y se hidrliza según la ecuación: CN (aq) + H O (l) HCN (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in cianur es: K = K = 1,0 10 K = 1,6 10 6,2 10 Se prducen ines H 3 O + y OH prcedentes de la hidrólisis de ls ds ines de la sal. Cm se bserva, K CN > K NH, l que quiere decir que el cianur es más fuerte cm base (prduce más hidróxids) que el amni cm ácid (prduce mens prtnes) Pr tant, la dislución resultante es débilmente básica y el ph > 7.

40 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 36 La respuesta crrecta es la b El símbl de la especie crrespnde a la cnstante de equilibri de la reacción: a) + + b) + H 2 S + c) + + d) + + (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) De acuerd cn la tería ácid base de Brönsted Lwry: Ácid es una especie capaz de ceder prtnes a una base Base es una especie capaz de aceptar prtnes de un ácid. La reacción del HS cm base es: HS (aq) + H O (l) H S (aq) + OH (aq) base 1 ácid 2 ácid 1 base 2 cuya cnstante de equilibri es: K = H S OH HS La respuesta crrecta es la b Una dislución tiene ph = 10,82. La cncentración de de dicha dislución es: a) 1,5 10 M b) 1,5 10 M c) 6,6 10 M d) 6,6 10 M (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) (O.Q.L. La Rija 2006) (O.Q.L. Castilla y León 2010) La relación entre el ph y el poh de una dislución viene dada pr la expresión: ph + poh = 14 poh = 14 ph = 14 10,82 = 3,18 De acuerd cn el cncept de poh: [OH ] = 10 = 10, M = 6,6 10 M La respuesta crrecta es la d. (En Castilla y León 2010 el ph = 10,7) Cuand se disuelve acetat de sdi en agua: a) Se prducen ines hidróxid. b) Se prducen ines hidrógen. c) Se prduce ácid acétic e hidróxid de sdi. d) Se hidratan simplemente ls ines acetat y sdi. (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) El acetat de sdi, NaCH COO, es una sustancia que en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NaCH COO (aq) CH COO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza.

41 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 37 El in CH COO, es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH y la dislución es básica y tiene un ph > 7. La respuesta crrecta es la a El aminácid glicina ( COOH) en dislución acusa se discia según las siguientes reaccines: COOH + + = 2, = 9,78 Cuál es el ph iseléctric de la dislución, es decir cuand el númer de mléculas de glicina cargadas psitivamente se iguala al mléculas de glicina cargadas negativamente? a) 1,17 b) 4,89 c) 9,78 d) 7,01 e) 6,06 (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) La expresión de la cnstante de equilibri de la primera reacción es: K = [H 3N CH 2 COO ] [H O ] [H 3 N CH 2 COOH] Las mléculas de glicina cargadas psitivamente sn: [H 3 N CH 2 COOH] = [H 3N CH 2 COO ] [H O ] K La expresión de la cnstante de equilibri de la segunda reacción es: K = [H 2N CH 2 COO ] [H O ] [H 3 N CH 2 COO ] Las mléculas de glicina cargadas psitivamente sn: [H 2 N CH 2 COO ] = [H 3N CH 2 COO ] K [H O ] Cm en el punt iseléctric el númer de mléculas cargadas psitiva y negativamente es idéntic: [H 3 N CH 2 COOH] = [H 2 N CH 2 COO ] [H 3 N CH 2 COO ] [H O ] K = [H 3N CH 2 COO ] K [H O ] [H O ] = K 1 K 2 Aplicand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene: ph = 1 2 pk 1 + pk 2 ph = 1 2,35+9,78 = 6,06 2 La respuesta crrecta es la e.

42 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Una dislución cmpuesta inicialmente de ácid hidrazic ( ) 0,5 M y de 0,25 M tiene un ph de 4,78; cuand se alcanza el equilibri. Cuál es la del? a) 1,7 10 b) 1,7 10 c) 1,2 10 d) 1,2 10 e) 8,5 10 (Dat. = 1,0 10 ) Una dislución reguladra frmada pr una mezcla de HN y NaN : HN (aq) + H O (l) N (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) K = N H O HN = H O N HN Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: ph = pk + lg N HN Sustituyend se btiene: 4,78 = pk + lg 0,25 0,50 pk = 5,08 La cnstante de acidez del HN es: K = 10, La relación entre la cnstante de fuerza de un ácid y su base cnjugada viene dada pr la expresión: K = K = 1,0 10 K, = 1, La respuesta crrecta es la c Un jabón cmercial está frmad principalmente pr palmitat sódic. Cuál será el ph de una dislución 0,1 M de este jabón? a) 10 b) 3 c) 7 d) 9 e) 11 (Dat. ácid palmític = 10 ) (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) El palmitat de sdi es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte, NaA, que en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NaA (aq) A (aq) + Na (aq)

43 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 39 El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in A es la base cnjugada del ácid débil HA y se hidrliza según la ecuación: A (aq) + H O (l) HA (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in palmitat es: K = HA OH A K = K = 1,0 10 K 10 = 10 En el equilibri se cumple que: [HA] = [OH ] [A ] 0,1 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 10 = [OH ] 2 0,1 [OH ] = 10 M poh = lg 10 = 5,0 ph = 14 5,0 = 9,0 La respuesta crrecta es la d El ácid acétic en amníac líquid cm dislvente: a) Es un ácid más débil que el agua. b) Estará más inizad que en dislución acusa. c) Es igualmente débil, prque el pk de un ácid n depende de la naturaleza del dislvente. d) Actúa cm base. (O.Q.L. Asturias 2004) Cm el amníac es una base más fuerte que el agua el equilibri existente entre estas sustancias: CH COOH (l) + NH (l) CH COO (l) + NH (l) se encuentra más desplazad hacia la derecha. La respuesta crrecta es la b Se dispne de una dislución acusa de un ácid HA. Si se quiere saber si se trata de un ácid fuerte débil, bastaría cncer: a) Su ph y su cncentración. b) Sól su ph. c) Sól su cncentración. d) Su punt de cngelación y la cnstante criscópica del agua. (O.Q.L. Asturias 2004) El ácid HA se encuentra disciad en ines según la ecuación: HA (aq) + H O (l) A (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez es: K = [A ] [H O [HA]

44 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 40 En el equilibri se cumple que: [A ] = [H O ] [HA] c De la expresión de la cnstante de acidez y del cncept de ph se btiene: K = [H O c H O 10 K = 10 c Si K >> 1 se trata un ácid fuerte, en cas cntrari se trata de un ácid débil. La respuesta crrecta es la a De las sustancias que se citan a cntinuación, señale aquella que al dislverse en agua prduce una mdificación del ph: a) KCl b) c) d) (O.Q.L. Madrid 2004) (O.Q.L. La Rija 2006) a) Fals. El clrur de ptasi, KCl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KCl (aq) Cl (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución n sufre ninguna mdificación ya que es 7 y l prprcina el H O. b) Fals. El nitrat de ptasi, KNO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KNO (aq) NO (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución n sufre ninguna mdificación ya que es 7 y l prprcina el H O. c) Fals. El sulfat de ptasi, K SO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: K SO (aq) SO (aq) + 2 K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. Se puede aprximar sin cmeter gran errr, que el in SO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HSO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución n sufre ninguna mdificación ya que es 7 y l prprcina el H O. d) Verdader. El carbnat de sdi, Na CO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación:

45 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 41 Na CO (aq) CO (aq) + 2 Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CO es la base cnjugada del ácid débil HCO que n se hidrliza según la ecuación: CO (aq) + H 2 O (l) HCO (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l se mdifica el ph que se hace > 7 y la dislución es básica. La respuesta crrecta es la d El ph de una dislución 10 mlar de ácid sulfúric es igual a: a) 7,4 b) 4,0 c) 3,7 d) 10,3 (O.Q.L. Madrid 2004) El ácid sulfúric, H SO, es un ácid diprótic fuerte que en dislución acusa se encuentra cmpletamente disciad según la ecuación: H SO (aq) + 2 H O (l) SO (aq) + 2 H O (aq) Cm la cnstante K es muy grande, se puede hacer la aprximación de que el ácid es fuerte también en la segunda inización. Pr tant, cnsiderand 1 L de dislución: 10 2 ml H O ml H SO = 2 10 ml H 1 ml H SO O El ph de esta dislución es: ph = lg 2 10 = 3,7 La respuesta crrecta es la c Una dislución de un ácid débil mnprótic y de una de sus sales tendrá la máxima eficacia reguladra de ph cuand: a) El ph sea 7. b) La cncentración del ácid y de la sal sean iguales y elevadas. c) La cncentración del ácid sea elevada. d) El ph sea alcalin. (O.Q.L. Madrid 2004) Una dislución reguladra frmada pr una mezcla de un ácid débil mnprótic, HA, y una de sus sales que cntenga su base cnjugada, A : HA (aq) + H O (l) A (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = A H O HA = H O A HA Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra:

46 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 42 ph = pk + lg A HA La capacidad reguladra máxima de una dislución tampón se cnsigue si es capaz de neutralizar pequeñas cantidades de ácid base sin que haya una variación apreciable de ph. Est se cnsigue si: [HA] = [ ] ph pk La respuesta crrecta es la b Al hacer burbujear a través de una dislución de hidróxid sódic en exces, se frmará: a) b) c) d) e) (O.Q.L. Madrid 2004) (O.Q.L. Madrid 2007) (O.Q.N. Sevilla 2010) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre SO y NaOH es: SO (g) + 2 NaOH (aq) Na SO (aq) + H O (l) Se trata de una reacción ácid base, en la que SO es el ácid y NaOH la base. La respuesta crrecta es la a Si se quiere impedir la hidrólisis que sufre el NH 4 Cl, cuál de ls siguientes métds será más eficaz? a) Añadir NaOH a la dislución. b) Diluir la dislución. c) Añadir NaCl a la dislución. d) Añadir a la dislución. (O.Q.L. Castilla La Mancha 2004) (O.Q.L. Asturias 2006) (O.Q.L. Asturias 2007) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2009) En la hidrólisis del NH Cl: NH Cl (aq) NH (aq) + Cl (aq) El ión Cl n se hidrliza ya que prcede de un ácid fuerte, HCl. El ión NH se hidrliza de acuerd cn la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) Si se desea que n se prduzca la hidrólisis del in NH + es precis que el equilibri se encuentre desplazad hacia la izquierda, hacia la frmación de NH. a) Fals. El NaOH en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq) Ls ines OH reaccinan cn ls ines H O prducids en la hidrólisis del NH, pr tant, de acuerd cn el principi de Le Châtelier, la adición de NaOH a la dislución, favrece la hidrólisis del NH.

47 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 43 b) Fals. La adición de H O, de acuerd cn el principi de Le Châtelier, desplaza el equilibri hacia la derecha y favrece la hidrólisis del NH. c) Fals. El NaCl en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaCl (aq) Na (aq) + Cl (aq) El NaCl n presenta ningún in cmún cn el equilibri crrespndiente a la hidrólisis del NH, pr tant, n afecta a la hidrólisis del mism. d) Verdader. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, si se añade a la dislución, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuma el NH añadid, es decir se desplaza hacia la frmación de NH, pr l tant, se impide su hidrólisis. La respuesta crrecta es la d Tres dislucines de igual cncentración cnteniend tres sales sódicas de fórmula general NaX, NaY, NaZ presentan valres de ph 7, 8 y 9 respectivamente. Decir cuál cuáles de ls anines, di lugar a una reacción ácid base (hidrólisis) frente al agua. a), b), c), d) Ningun (O.Q.L. Castilla La Mancha 2004) Se trata de tres sales prcedentes de una base fuerte, NaOH y ácids de diferente fuerza. En ellas el catión Na n se hidrliza. De ls anines, sufrirán hidrólisis ls que prcedan de ácids débiles que se hidrlizan de acuerd cn la ecuación: A (aq) + H O (l) HA (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del anión se calcula mediante la relación: K = HA OH A K = K K K K = HA OH A Las cncentracines en el equilibri sn: [OH ] = [HA] [A ] = c x c La expresión anterir queda cm: K = [OH K c Teniend en cuenta que: K = [H 3 O + ] [OH ] [H 3 O + ] = 10 se btiene una expresión que permite btener el valr de K (HA) en función de c y el ph de la dislución:

48 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) K a = c K w Supniend para tdas las sales dislucines 1 M: Sal NaX ph 7 K El ácid HX es un ácid fuerte, pr tant, el anión X n se hidrliza. Sal NaY ph 8 K El ácid HY es un ácid débil, pr tant, el anión se hidrliza. Sal NaZ ph 9 K El ácid HZ es un ácid débil, pr tant, el anión se hidrliza. La respuesta crrecta es la c El ácid hipclrs (HClO) tiene una cnstante de inización de 3,2 10. Cuál es el prcentaje de inización en dislucines 1,0 y 0,1 M, respectivamente? a) 0,018% y 0,056% b) 0,032% y 0,0032% c) 0,56% y 0,18% d) 0,56% en ambas. e) 0,32% en ambas. (O.Q.N. Luarca 2005) El HClO es un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad de acuerd cn el equilibri: HClO (aq) + H O (l) ClO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K a = ClO H O HClO Las cncentracines en el equilibri en función de la cncentración inicial c y del grad de inización α es: [ClO ] = [H O ] = cα [HClO] = c x c La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: K a = cα c = cα α = K a c Sustituyend se btiene: c = 1,0 M α = 3, = 0,018% 1,0

49 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 45 c = 0,1 M α = 3, = 0,057% 0,1 La respuesta crrecta es la a En cuál de ls siguientes cass el agua actúa cm una base de Lewis per n cm una base según la definición de Brönsted Lwry? a) (l) + HF (g) (aq) + (aq) b) (l) + (aq) (aq) + HCN (aq) c) (l) + (aq) (aq) d) 2 (l) + (aq) 2 (aq) + (aq) e) (l) [electrólisis] 2 (g) + (g) (O.Q.N. Luarca 2005) Según la tería de Brönsted Lwry, base es tda especie química capaz de aceptar prtnes de un ácid. Según la tería de Lewis, base es tda especie química que psee un par de electrnes slitaris que puede cmpartir cn un ácid. a) Verdader. En la reacción: H O (l) + HF (g) H O (aq) + F (aq) el H O capta un prtón (base de Brönsted) de HF y cmparte un par de electrnes slitaris (base de Lewis) cn el H. b) Fals. En la reacción: H O (l) + CN (aq) OH (aq) + HCN (aq) el H O cede un prtón (ácid de Brönsted) al CN y n se cmprta cm base de Lewis. c) Fals. En la reacción: H O (l) + Cu (aq) CuH O (aq) el H O cmparte un par de electrnes slitaris (base de Lewis) cn el Cu y n se cmprta cm base de Brönsted. d) Fals. En la reacción: 2 H O (l) + PO (aq) 2 OH (aq) + H PO (aq) el H O cede un prtón (ácid de Brönsted) al in fsfat y n se cmprta cm base de Lewis. e) Fals. La reacción: 2 H O (l) 2 H (g) + O (g) Es una reacción de xidación reducción, n de ácid base. La respuesta crrecta es la c.

50 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Se preparan 500 ml de dislución reguladra dislviend 2,16 g de benzat de sdi ( ) en el vlumen suficiente de ácid benzic 0,033 M. El ph es: a) 4,16 b) 4,37 c) 4,64 d) 5,77 e) 6,30 (Dat. ácid benzic = 6,3 10 ) Una dislución reguladra frmada pr una mezcla de C H COOH y NaC H COO: C H COOH (aq) + H O (l) C H COO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: (O.Q.N. Luarca 2005) K = C H COO H O C H COOH = H O C H COO C H COOH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: ph = pk + lg C H COO C H COOH La cncentración de la dislución de benzat de sdi es: [C H COO ] = 2,16 g NaC H COO 500 ml disluci n Sustituyend se btiene: ph = lg 6, lg 0,030 0,033 = 4,16 La respuesta crrecta es la a. 1 ml NaC H COO 10 3 ml disluci n = 0,030 M 144 g NaC H COO 1 L disluci n En la valración de (aq) cn NaOH (aq), indique si la dislución en el punt de equivalencia es ácida, básica neutra y prqué. a) Básica pr el exces de. b) Ácida pr la hidrólisis del in. c) Ácida pr la hidrólisis del. d) Neutra prque se frma una sal de ácid fuerte y base fuerte. e) Básica pr la hidrólisis del. (O.Q.N. Luarca 2005) El NaHCO es un anfóter, sustancia que puede cmprtarse cm ácid y cm base dependiend del medi en el que se encuentre. En este cas frente al NaOH (base fuerte) se cmprta cm ácid y la ecuación química crrespndiente a la reacción es: NaHCO (aq) + NaOH Na CO (aq) + H O (l) El carbnat de sdi es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte que en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: Na CO (aq) CO (aq) + 2 Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza.

51 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 47 El in es la base cnjugada del ácid débil HCO y se hidrliza según la ecuación: CO (aq) + H O (l) HCO (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 y la dislución es básica. La respuesta crrecta es la e Un ácid débil mnprótic está inizad un 1% a 25 C. Cuál de ls siguientes dats sería necesari cncer además para calcular la cnstante de inización del ácid? a) La cnductividad equivalente a dilución infinita. b) La masa mlar del ácid. c) El ph de la dislución. d) El prduct iónic del agua. (O.Q.L. Asturias 2005) Un ácid mnprótic débil HA se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación: HA (aq) + H O (l) A (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez es: K = [A ] [H O [HA] Expresand las cncentracines en el equilibri en función de la cncentración inicial c y del grad de inización α se cumple que: [A ] = [H O ] = cα [HA] = c(1 α) c La expresión de la cnstante de acidez queda cm: K a = cα = cα c Cm se bserva, el valr de la cnstante depende del grad de disciación y de la cncentración inicial y esta se puede calcular a partir de la cnductividad equivalente a dilución infinita. La respuesta crrecta es la a Se mezclan 100 ml de una dislución de HBr 0,20 M cn 250 ml de HCl 0,10 M. Si se supne que ls vlúmenes sn aditivs, cuáles serán las cncentracines de ls ines en dislución? a) [ ] = [ ] = [ ]. b) [ ] > [ ] > [ ]. c) [ ] > [ ] > [ ]. d) [ ] > [ ] = [ ]. (O.Q.L. Asturias 2005) Ls ácids HCl y HBr sn fuertes que se encuentran cmpletamente disciads en ines de acuerd cn las ecuacines: HBr (aq) Br (aq) + H (aq) HCl (aq) Cl (aq) + H (aq) El númer de mles de cada in presente en la dislución sn:

52 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 48 Para el HBr: 0,2 ml HBr 0,1 L HBr 0,2 M 1 L HBr 0,2 M 0,2 ml HBr 0,1 L HBr 0,2 M 1 L HBr 0,2 M Para el HCl: 0,1 ml HCl 0,25 L HCl 0,1 M 1 L HCl 0,1 M 0,1 ml HCl 0,1 L HCl 0,2 M 1 L HCl 0,1 M 1 ml H = 0,02 ml H 1 ml HBr 1 ml Br = 0,02 ml Br 1 ml HBr 1 ml H = 0,025 ml H 1 ml HCl 1 ml Cl = 0,025 ml Cl 1 ml HCl Cnsiderand ls vlúmenes aditivs, las cncentracines de ls ines en la dislución sn, respectivamente: [Br ] = 0,02 ml Br 0,1+0,25 L = 0,057 M [Cl ] = 0,025 ml Cl 0,1+0,25 L = 0,071 M [H ] = (0,02+0,025) ml 0,1+0,25 L = 0,128 M Cm se bserva: [ ] > [ ] > [ ]. La respuesta crrecta es la b Un vas de precipitads cntiene 10 ml de HCl 0,1 M. Qué vlumen de agua debe añadirse para btener una dislución cn ph = 2? a) 10 ml b) 100 ml c) 1 ml d) 90 ml (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) (O.Q.L. Asturias 2007) El HCl es un ácid fuerte que se encuentra cmpletamente disciad en ines: HCl (aq) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) Ls mmles de H O cntenids en la dislución riginal sn: 0,1 mml HCl 1 mml H O 10 ml HCl 0,1 M 10 ml HCl 0,1 M 0,1 mml HCl = 1 mml H O El valr de [H O ] para una dislución cn ph = 2 es: [H 3 O + ] = 10 = 10 M Cnsiderand vlúmenes aditivs y llamand V al númer de ml de agua a añadir: 10 M = 1 mml 10+V ml V = 90 ml

53 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 49 La respuesta crrecta es la d. (La cuestión es similar a la prpuesta en Tarazna 2003 y Asturias 2004) Cuál debe ser la cncentración de una dislución acusa de HNO 3 para que la [ ] = 10 M? a) 10 M b) 10 M c) 10 M d) 10 M (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L La Rija 2005) En tda dislución acusa se cumple que: [H O ] [OH ] = 10 H O = = 10 M La respuesta crrecta es la b Cuál de las siguientes sales prduce una dislución básica al dislverse en agua? a) KF b) b) NH 4 NO 3 d) KCl (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) a) Verdader. KF, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KF (aq) F (aq) + K (aq) El in K +, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in F es la base cnjugada del ácid débil HF y se hidrliza según la ecuación: F (aq) + H O (l) HF (aq) + OH (aq) La dislución resultante es básica debida a la presencia de ls ines OH. b) Fals. El sulfat de ptasi, K SO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: K SO (aq) SO (aq) + 2 K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. Se puede aprximar sin cmeter gran errr, que el in SO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HSO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución n sufre ninguna mdificación ya que es 7 y l prprcina el H O. c) Fals. El nitrat de amni, NH NO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH NO (aq) NO (aq) + NH (aq) El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO pr l que n se hidrliza.

54 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 50 El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida debida a la presencia de ls ines H O. d) Fals. El clrur de ptasi, KCl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KCl (aq) Cl (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución n sufre ninguna mdificación ya que es 7 y l prprcina el H O. La respuesta crrecta es la a Cuál será el ph de una dislución acusa de HF si se discia un 10%? a) ph = 1 b) ph = 10 c) ph = 2 d) ph = 7 (Dat. = 7,2 10 ) (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) El HF es un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad de acuerd cn el equilibri: HF (aq) + H O (l) F (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = F H O HF Las cncentracines en el equilibri en función de la cncentración inicial c y del grad de inización α es: [F ] = [H O ] = cα [HF] = c x c La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: K = cα = cα 2 c Sustituyend se btiene: c = K α 2 = 7,2 10 0,1 = 0,072 M El valr de [H 3 O + ] y del ph de la dislución sn, respectivamente: [H 3 O + ] = cα = 0,1 0,072 M = 7,2 10 M ph = lg 7,2 10 = 2,1 La respuesta crrecta es la b.

55 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) En la siguiente reacción: + + a) El in actúa cm ácid de Brönsted Lwry. b) El in actúa cm ácid de Lewis. c) El in actúa cm ácid de Lewis. d) El in actúa cm ácid de Brönsted Lwry. (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) Según la tería de Brönsted Lwry: ácid es tda especie química capaz de ceder prtnes a una base. base es tda especie química capaz de aceptar prtnes de un ácid. El papel del in HPO es: HPO + H O H PO + OH HPO 4 2 capta un prtón del H O y se cmprta cm base de Brönsted. El papel del in NH es: NH + H O NH + H O cede un prtón al H O y se cmprta cm ácid de Brönsted. En este cas, la tería de Lewis n explica el cmprtamient de ningun de ls ines prpuests cm ácid base. La respuesta crrecta es la d En la valración de una dislución de ácid nitrs 0,20 M cn hidróxid de sdi 0,20 M, el ph del punt de equivalencia es: a) 5,83 b) 7,00 c) 8,17 d) 9,00 (Dats. = 4,6 10 ; = 1,0 10 ) (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) El ph del punt de equivalencia en una reacción de neutralización depende de la sustancia existente al final de la misma. La ecuación química crrespndiente a la reacción entre HNO y NaOH es: HNO (aq) + NaOH (q) NaNO (q) + H O (l) El NaNO resultante de la reacción es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte. En dislución acusa el NaNO se encuentra disciad cm: NaNO (aq) NO (aq) + Na (aq) Las reaccines de ls ines cn H O sn: Na es el ácid cnjugad de la base fuerte NaOH y n se hidrliza. NO es la base cnjugada del ácid débil HNO NO (aq) + H O (l) HNO (aq) + OH (aq)

56 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 52 El valr de su cnstante de basicidad (hidrólisis) es: K = K = 1,0 10 K = 2,2 10 4,6 10 Al ser la estequimetría de la reacción entre HNO y NaOH 1:1 y presentar ambas sustancias la misma cncentración, ls vlúmenes gastads en el punt de equivalencia serán iguales, lueg la cncentración de la dislución resultante será: 0,2 ml NaOH 1 ml HNO V L NaOH 0,2 M 1 L NaOH 0,2 M 1 ml NaOH = 0,1 M 2V L disluci n Las cncentracines en el equilibri sn: [OH ] = [HNO ] = x Sustituyend en la expresión de K b : K b = HNO OH NO = x2 c NO = c x c 2,2 10 = x2 x = 1,5 10 M 0,1 El poh y ph de la dislución sn, respectivamente: poh = lg 1,5 10 = 5,83 ph = 14 5,83 = 8,17 La respuesta crrecta es la c Indique cuál de ls siguientes pares iónics representa un ácid y su base cnjugada. a) / b) / c) / d) / Según la tería de Brönsted Lwry: (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) ácid es tda especie química capaz de ceder prtnes a una base. base es tda especie química capaz de aceptar prtnes de un ácid. El par HSO / SO es el únic que cumple la cndición prpuesta: HSO (aq) + H O (l) SO (aq) + H O (aq) ácid 1 base 2 base 1 ácid 2 La respuesta crrecta es la c Calcula el ph de una dislución de 0,020 M, sabiend que = 7,5 10 y = 6,2 10 : a) 3,50 b) 2,35 c) 2,04 d) 0,96 e) 4,50 (O.Q.L. Castilla La Mancha 2005)

57 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 53 Se trata de un ácid pliprótic en el que K >> K, pr l que se puede aprximar sin cmeter gran errr que prácticamente tds ls prtnes se liberan en la primera inización: H PO (aq) + H O (l) H PO (aq) + H O (aq) La tabla de cncentracines es: H PO H PO H O c inicial 0,02 c transfrmad x c frmad x x c equilibri 0,02 x x x Sustituyend: 7,5 10 x = 0,02x El ph de la dislución es: x = 9,06 10 M ph = lg 9,06 10 = 2,04 La respuesta crrecta es la c El ácid acétic es un ácid débil, mientras que el HCl es fuerte. Cuál de las siguientes afirmacines es falsa? a) El ph de una dislución de HCl 0,1 M es 1. b) Una dislución que cntiene 0,1 mles de ácid acétic y 0,1 mles de acetat de sdi puede ser una dislución tampón. c) El ph de una dislución 0,1 M de HCl es menr que el de una dislución 0,1 M de ácid acétic. d) El ph de una dislución frmada mezcland cantidades equimleculares de hidróxid de sdi y de ácid clrhídric será mayr que el de una dislución similar frmada pr hidróxid de sdi y ácid acétic. (O.Q.L. Castilla La Mancha 2005) (O.Q.L. Asturias 2007) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2009) a) Verdader. El HCl es un ácid fuerte que se encuentra cmpletamente disciad en ines, de frma que una dislución 0,1 M de dich ácid prprcina una [H O ] = 0,1 M. Pr tant, el ph de dicha dislución es 1. b) Verdader. Una dislución tampón está frmada pr un ácid ( base) débil y una sal que cntenga su base ( ácid) cnjugad. Éste es el cas de la mezcla prpuesta: CH COOH (ácid) / NaCH COO (base cnjugada) Además, para que sea un buen tampón, es precis que las cncentracines del ácid y la base cnjugada sean similares. c) Verdader. El CH COOH es un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad en ines, de frma que una dislución 0,1 M de dich ácid prprcina una [H O ] menr que la que prprcinaría una dislución de HCl de la misma cncentración. Pr tant, el ph de dicha dislución es mayr que 1. d) Fals. La ecuación química crrespndiente a la reacción entre HCl y NaOH es: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H O (l)

58 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 54 La sal frmada, NaCl, es una sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte pr l que ls ines que la frman n se hidrlizan y el ph de la dislución resultante l prprcina el agua, 7, y la dislución es neutra. La ecuación química crrespndiente a la reacción entre HCl y NaOH es: CH COOH (aq) + NaOH (aq) NaCH COO (aq) + H O (l) La sal frmada, NaCH COO, es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte pr l que un de ls ines que la frman, CH COO, sí se hidrliza: CH COO (aq) + H O (aq) CH COOH (aq) + OH (l) y la dislución resultante cntiene ines OH, pr l que ph > 7, y la dislución es básica. La respuesta crrecta es la d Se puede btener HCl mediante la siguiente reacción: a) NaCl + b) Electrólisis de una dislución acusa de NaCl. c) NaCl + d) NaCl + e) NaCl + HF (O.Q.N. Vig 2006) a e) Fals. Para que se prduzca HCl a partir de NaCl debe tener lugar una reacción ácidbase en la que es precis que el ácid que reaccine cn el Cl (base cnjugada) del HCl sea l suficientemente fuerte. Ls ácids H S y HF sn demasiad débiles para prducir la reacción de desplazamient. b) Fals. La electrólisis de NaCl (aq) prduciría el desprendimient de H y Cl. c) Fals. El HNO n es aprpiad ya que al ser xidante prduciría la xidación del Cl a Cl. d) Verdader. El H PO tiene la fuerza suficiente para prducir la reacción de desplazamient. La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre ambas sustancias es: 3 NaCl (aq) + H PO (aq) HCl (aq) + NaH PO (aq) La respuesta crrecta es la d Una dislución cn ph = 4 es 100 veces mens ácida que una dislución cn ph igual a: a) 1 b) 2 c) 5 d) 6 e) 7 (O.Q.N. Vig 2006) De acuerd cn el cncept de ph, una dislución cn ph = 4: [H 3 O + ] = 10 = 10 M Una dislución 100 veces más ácida que la anterir tiene una [H O ]: [H O ] = M = 10 M

59 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 55 El ph de esta dislución es: ph = lg 10 = 2 La respuesta crrecta es la b Cuand se valra HOCl ( = 3,0 10 ) cn KOH, cuál será el mejr indicadr? a) Timlftaleína, = 9,9 b) Azul de brmtiml, = 7,10 c) Verde de brmcresl, = 4,66 d) Rj de clrfenl, = 6 e) Azul de brmfenl, = 3,85 (O.Q.N. Vig 2006) (O.Q.L. Asturias 2008) El ph del punt final de una valración viene dad pr las sustancias presentes en ese instante en la dislución. La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HClO y KOH es: HClO (aq) + KOH (aq) KClO (aq) + H O (l) El hipclrit de ptasi, KClO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KClO (aq) ClO (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in ClO es la base cnjugada del ácid débil HClO y se hidrliza según la ecuación: ClO (aq) + H O (l) HClO (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph de la dislución resultante es bastante mayr que 7. El indicadr timlftaleína ( = 9,9) será aprpiad para una valración en la que en el punt final exista una sustancia que haga que la dislución tenga ph básic. Ls indicadres azul de brmfenl, verde de brmcresl y rj de clrfenl tienen un pk a < 7 l que hace que sean aprpiads para una valración en la que en el punt final exista una sustancia que haga que la dislución tenga ph ácid. El indicadr azul de brmtiml tampc es aprpiad ya que tiene un pk a casi neutr pr l que sería aprpiad para la reacción entre un ácid fuerte y una base fuerte en la que en el punt final exista una sustancia que haga que la dislución tenga ph neutr. La respuesta crrecta es la a Cuál de las siguientes sales prducirá una dislución básica cuand se disuelve en agua? a) KCl b) NaF c) d) NH 4 NO 3 e) (O.Q.N. Vig 2006) a) Fals. El clrur de ptasi, KCl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación:

60 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 56 KCl (aq) Cl (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O y la dislución es neutra. b) Verdader. El flurur de sdi, NaF, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaF (aq) F (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in F es la base cnjugada del ácid débil HF y se hidrliza según la ecuación: F (aq) + H O (l) HF (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 y la dislución es básica. c) Fals. El nitrat de ptasi, KNO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KNO (aq) NO (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O y la dislución es neutra. d) Fals. El nitrat de amni, NH NO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH NO (aq) NO (aq) + NH (aq) El in NO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HNO pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) Cm se bserva, se prducen ines H O pr l que el ph < 7 y la dislución es ácida. e) Fals. El clrat de ptasi, KClO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KClO (aq) ClO (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in ClO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HClO pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución es 7 ya que l prprcina el H O y la dislución es neutra. La respuesta crrecta es la b.

61 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de las siguientes bases es más fuerte? a) Amníac ( = 4,75) b) Metilamina ( = 3,44) c) Urea ( = 13,90) d) Piridina ( = 8,75) (O.Q.N. Madrid 2006) La fuerza de una base viene determinada pr el valr de su cnstante de basicidad fuerza, K. Cuant mayr es este valr mayr es la fuerza de la base. El pk de una base se define cm: pk = lg K Una base será tant más fuerte cuant menr sea el valr de su pk. Las bases dadas rdenadas de más fuerte a más débil: Metilamina 3,44 > Amníac 4,75 > Piridina 8,75 > Urea 13,90 La respuesta crrecta es la b Cuál es el ph de una dislución de 10 M? a) 6 b) 2 c) 8 d) 6,98 (Dat. = 1 10 ) (O.Q.L. Madrid 2006) El HNO es un ácid fuerte que se encuentra ttalmente disciad en ines de acuerd cn la ecuación: HNO (aq) H O (aq) + NO (aq) Pr tant, [H O ] = [NO ] = 10 M. El H O es una sustancia que se cmprta cm ácid base débil y se discia parcialmente según la ecuación: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) Este equilibri se encuentra mdificad pr la presencia de ls ines prcedentes del HNO. Llamand x a las nuevas cncentracines de [H O ] y [OH ], la cantidad ttal de ines hidrxil de la dislución se puede calcular de acuerd cn este equilibri: K = [H O ] [OH ] 1,0 10 = (x + 10 ) x x = 9,5 10 M. [H O ] = x + 10 M = 1,05 10 M ph = lg 1,05 10 = 6,98 La respuesta crrecta es la d. (Esta cuestión es similar a la prpuesta en Navacerrada 1996).

62 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Se dispne de ds dislucines: 20 de HCl 0,3 M y 40 de NaOH 0,1 M. El ph de ambas dislucines es: a) 2,2 y 13 b) 0,52 y 13 c) 1,2 y 14 d) 0,22 y 14 (O.Q.L. Madrid 2006) El HCl es un ácid fuerte que se encuentra ttalmente disciad en ines de acuerd cn la ecuación: HCl (aq) H O (aq) + Cl (aq) Pr tant, [H O ] = [Cl ] = 0,3 M. ph = lg 0,3 = 0,52 El NaOH es una base fuerte que se encuentra ttalmente disciada en ines de acuerd cn la ecuación: NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq) Pr tant, [Na ] = [OH ] = 0,1 M. poh = lg 0,1 = 1 ph = 14 poh = 14 1 = 13 La respuesta crrecta es la b Dads ls equilibris: (aq) + (l) (aq) + (aq) (aq) + (l) (aq) + (aq) Si para una misma cncentración de y, la [ ] es mayr que [ ], se puede decir que: a) El ácid es más fuerte que el. b) =. c) El ácid es más débil que el. d) >. (O.Q.L. Asturias 2006) (O.Q.L. La Rija 2008) (O.Q.L. La Rija 2011) Para un ácid débil HB que se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación: HB (aq) + H O (l) B (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez K es: K = B H O HB Las cncentracines en el equilibri en función de c sn: [B ] = [H O ] = x [HB] = c x c Sustituyend en la expresión de K : K = x2 c

63 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 59 B > B = HB = HB l que significa que el ácid es más fuerte el ácid. La respuesta crrecta es la a En una dislución acusa 10 M de ácid butíric ( ) pka = 4,82, se cumple que: a) [ ] = [ ] y [ ] > [ ] b) ph = 3 c) [ ] = [ ] = 10 ml/l d) [ ] = [ ] (O.Q.L. Asturias 2006) El ácid butíric es un un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación: HC H O (aq) + H O (l) C H O (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = C H O H O HC H O Las cncentracines en el equilibri sn: [C H O ] = H O = x [HC H O ] = c x Si pk = 11,85: K = 10 = 10, = 1,51 10 Sustituyend en la expresión de K : x 2 1,51 10 = 10 x El ph de la dislución es: ph = lg (9,94 10 = 5,00 La respuesta crrecta es la a. x = 9,94 10 M Se tienen vlúmenes iguales de dislucines 0,1 M, de ácid clrhídric, HCl, y de ácid acétic,. Cuál de ls ds precisa mayr cantidad de base para su neutralización? a) HCl b) Ls ds igual c) (O.Q.L. La Rija 2006) Las ecuacines químicas crrespndientes a la neutralización de ambs ácids sn: HCl (aq) + NaOH NaCl (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + NaOH NaCH COO (aq) + H O (l)

64 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 60 Cm se tiene vlúmenes iguales de dislución y cn la misma cncentración mlar, ambas cntienen el mism númer de mles de slut. Ambs ácids sn mnprótics, pr l que la relación estequimétrica cn la base, pr ejempl, NaOH, es la misma. Pr tant, necesitan el mism númer de mles de base para la neutralización. La respuesta crrecta es la b Cuál de estas dislucines tendrá ph > 8? a) 20 ml de NaOH 0,2 M + 50 ml de 0,1 M b) 25 ml de NaOH 0,2 M + 50 ml de 0,1 M c) 25 ml de 0,1 M + 20 ml de NaOH 0,1 M d) 25 ml de 0,1 M + 15 ml de NaOH 0,1 M e) 25 ml de 0,1 M (O.Q.N. Córdba 2007) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre CH COOH y NaOH es: CH COOH (aq) + NaOH (aq) NaCH COO (aq) + H O (l) El ph de la dislución l prprcinan las sustancias presentes al final de la reacción. a) Fals. El númer de mmles de cada especie es: 50 ml CH COOH 0,1 M 0,1 mml CH COOH 1 ml CH COOH 0,1 M = 5 mml CH COOH 0,2 mml NaOH 20 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 4 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 4 mmles de NaOH, esta sustancia es limitante y cnsume 4 mmles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 1 mmles de CH COOH sin reaccinar y 4 mmles de NaCH COO frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra ácida y la dislución tiene un ph < 7. b) Verdader. El númer de mmles de cada especie es: 50 ml CH COOH 0,1 M 0,1 mml CH COOH 1 ml CH COOH 0,1 M = 5 mml CH COOH 0,2 mml NaOH 25 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 5 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existe igual númer de mles de ambas sustancias iniciales se trata de cantidades estequimétricas que reaccinan cmpletamente. Al final de la reacción sól quedan 5 mmles de NaCH COO frmads. Esta sustancia en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NaCH COO (aq) CH COO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CH COO, es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) Se trata de una sal que presenta hidrólisis básica y la dislución tiene un ph > 8.

65 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 61 c) Fals. El númer de mmles de cada especie es: 25 ml CH COOH 0,1 M 0,1 mml CH COOH 1 ml CH COOH 0,1 M = 2,5 mml CH COOH 0,1 mml NaOH 20 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 2 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 2 mmles de NaOH, esta sustancia es limitante y cnsume 2 mmles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 0,5 mmles de CH COOH sin reaccinar y 2 mmles de NaCH COO frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra ácida y la dislución tiene un ph < 7. d) Fals. El númer de mmles de cada especie es: 25 ml CH COOH 0,1 M 0,1 mml CH COOH 1 ml CH COOH 0,1 M = 2,5 mml CH COOH 0,1 mml NaOH 15 ml NaOH 0,1 M 1 ml NaOH 0,1 M = 1,5 mml NaOH Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 1,5 mmles de NaOH, esta sustancia es limitante y cnsume 1,5 mmles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 1,0 mmles de CH COOH sin reaccinar y 1,5 mmles de NaCH COO frmads. Dicha mezcla cnstituye una dislución reguladra ácida y la dislución tiene un ph < 7. e) Fals. Se trata de una dislución diluida de un ácid débil, CH COOH, que se encuentra parcialmente disciad según la ecuación: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) Cm se bserva, la dislución cntiene H O y la dislución tiene un ph < 7. La respuesta crrecta es la b Cuál será el ph de una dislución 10 M de acetat sódic? a) 6,13 b) 12,2 c) 1,75 d) 7,00 e) 7,87 (Dats. = 1,8 10 para el ácid acétic; = 1 10 ) (O.Q.N. Córdba 2007) El acetat de sdi, NaCH COO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaCH COO (aq) CH COO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CH COO, es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in acetat es:

66 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 62 K CH COOHOH CH COO K = K = 1,0 10 K = 5,6 10 1,8 10 En el equilibri se cumple que: [CH COOH] = [OH ] [CH COO ] 10 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 5,6 10 = [OH ] 2 10 [OH ] = 7,5 10 M El poh y ph de la dislución es: poh = lg 7,5 10 = 6,13 ph = 14 6,13 = 7,87 La respuesta crrecta es la e Al añadir unas gtas de un indicadr ácid base a una slución acusa descncida se bserva clr verde. El indicadr tiene un interval de viraje de 3,8 a 5,4; a ph < 3,8 es amarill a ph > 5,4 es azul, y entre ambs ph es verde. Cuál de las slucines siguientes, tdas ellas de la misma cncentración, 0,5 M, puede ser la slución descncida? a) Ácid nítric b) Hipclrit de sdi c) Hidróxid de ptasi d) Clrur de amni e) Sulfat de sdi (O.Q.N. Córdba 2007) (O.Q.L. Asturias 2010) a) Fals. Una dislución 0,5 M de HNO 3 (ácid fuerte) tiene un ph << 3,8 (muy ácid), pr l que al añadirle unas gtas de indicadr, este tmará clr amarill. b) Fals. El hipclrit de sdi, NaClO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaClO (aq) ClO (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in ClO es la base cnjugada del ácid débil HClO y se hidrliza según la ecuación: ClO (aq) + H O (l) HClO (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 y al añadir a la dislución unas gtas de indicadr, este tmará clr azul. c) Fals. Una dislución 0,5 M de KOH (base fuerte) tiene un ph >> 5,4 (muy básic), pr l que al añadirle unas gtas de indicadr, este tmará clr azul. d) Verdader. El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación:

67 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 63 NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) Cm se bserva, se prducen ines H O pr l que el ph será débilmente ácid, cmprendid entre 3,8 y 5,4 y al añadir a la dislución unas gtas de indicadr, este tmará clr verde. e) Fals. El sulfat de ptasi, Na SO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: Na SO (aq) SO (aq) + 2 Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. Se puede aprximar sin cmeter gran errr, que el in SO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HSO pr l que n se hidrliza. Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 y al añadir a la dislución unas gtas de indicadr, este tmará clr azul. La respuesta crrecta es la d Calcule el ph de una dislución reguladra 0,1 M en y 1,5 M en después de añadir 0,1ml/L de KOH. a) 8,08 b) 8,25 c) 5,92 d) 8,41 e) 5,59 (Dat: = 4,74) (O.Q.N. Córdba 2007) El equilibri crrespndiente a una dislución reguladra frmada pr NH y NH Cl es: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + OH (aq) La expresión de la cnstante de basicidad es: K = NH OH NH OH NH NH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: poh = pk + lg NH NH ph = 14 pk lg NH NH 3 La adición de 0,1 ml/l de KOH (base) hace que se lleve a cab la siguiente reacción: NH (aq) + OH (aq) NH (aq) + H O (l) Ls 0,1 ml/l de KOH gastan 0,1 ml/l de NH (ácid) y frman 0,1 ml/l de NH (base). El ph de la dislución después de la adición de KOH es: ph = 14 4,74 lg 1,50,1 0,1+0,1 = 8,41 La respuesta crrecta es la b.

68 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Ls ácids cnjugads y sus respectivas reaccines ácid base, NH y sn: a) + + b) c) + + d) e) De acuerd cn la tería ácid base de Brönsted Lwry: Ácid es una especie capaz de ceder prtnes a una base Base es una especie capaz de aceptar prtnes de un ácid. La reacción del HS cm base es: H S + H O HS + H O a1 b2 b1 a2 La reacción del NH cm base es: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) a1 b2 b1 a2 La reacción del H O cm base es: H 3 O + (aq) + H O (l) H O (l) + H O (aq) a1 b2 b1 a2 La respuesta crrecta es la b. (O.Q.N. Córdba 2007) Calcule ls mles de acetat sódic que hay que añadir a 1 L de una dislución 0,2 M de ácid acétic para hacer una dislución reguladra de ph = 5. a) 0,36 b) 0,40 c) 0,63 d) 0,20 e) 0,48 (Dat: = 4,74) Una dislución reguladra frmada pr una mezcla de CH COOH y NaCH COO: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: (O.Q.N. Córdba 2007) K = CH COO H O CH COOH = H O CH COO CH COOH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra:

69 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 65 ph = pk + lg CH COO CH COOH Si la dislución tiene ph = 5, sustituyend se btiene: 5 = 4,74 + lg CH COO 0,2 CH COO = 0,36 M El númer de mles de NaCH COO que es precis añadir a la dislución es: 1 L NaCH COO 0,36 M 0,36 ml NaCH COO 1 L NaCH COO 0,36 M = 0,36 ml La respuesta crrecta es la a A 50 C la del agua pura es 5, El ph del agua a dicha temperatura será: a) Ácid b) Básic c) Neutr d) El ph del agua pura es siempre 7. (O.Q.L. Castilla y León 2007) Para el equilibri de disciación del agua a determinada temperatura: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) la cnstante de equilibri viene dada pr la expresión: K = [H O ] [OH ] = 5,50 10 Cm para el agua se cumple siempre que: [H O ] = [OH ] K = [H O H O = 5,50 10 = 2,35 10 M ph = lg 2,35 10 = 6,63 El ph del agua a la temperatura de 50 C es < 7, es decir, ácid. La respuesta crrecta es la a Qué prpsición de las siguientes es cierta? a) Un ácid y su base cnjugada reaccinan para frmar sal y agua. b) El cm ácid es su prpia base cnjugada. c) La base cnjugada de un ácid débil es una base fuerte. d) La base cnjugada de un ácid fuerte es una base fuerte. a) Fals. N se prduce ninguna reacción entre un ácid y su base cnjugada. b) Fals. La reacción del H O cm ácid es: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) c) Fals. Para un ácid débil cm el HF y su base cnjugada F : HF (aq) + H O (l) F (aq) + H O (aq) (O.Q.L. Castilla y León 2007)

70 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 66 la relación existente entre ambas cnstantes es: K HF K F = K Dada la cnstante K (HF) = 7,1 10, el valr de la cnstante K F es: K F = K K HF = 1,0 10 = 1,4 10 7,1 10 Cm se deduce del valr de la cnstante, la base cnjugada también es débil. d) Fals. Para un ácid fuerte cm el HCl y su base cnjugada Cl : HCl (aq) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) la relación existente entre ambas cnstantes es: K HCl K Cl = K Dada la cnstante K (HCl) =, el valr de la cnstante K Cl es: K Cl = K K HCl = 1,0 10 Cm se deduce del valr de la cnstante, la base cnjugada también es débil. N existe ninguna respuesta crrecta Una dislución acusa de NaCl tendrá: a) Más prtnes que ines xidril. b) Más ines xidril que prtnes. c) N tendrá prtnes ni ines xidril. d) Tendrá la misma cncentración de prtnes que de ines xidril. = 0 (O.Q.L. Castilla y León 2007) Una dislución acusa de NaCl cntiene ines Na y Cl que n se hidrlizan pr ser, respectivamente, el ácid y la base cnjugada del NaOH (base fuerte) y HCl (ácid fuerte). Además cntiene ls ines y cuyas cncentracines sn idénticas pr prceder del H O. La respuesta crrecta es la d El efect reguladr del ph en la sangre se realiza mediante el sistema /. Cuál es la razón / en la sangre sabiend que su ph es 7,4? a) 5,2 10 b) 1,2 10 c) 0,091 d) 11,0 Dats. ( ) = 4,4 10 ; ( ) = 4,7 10. La ecuación química crrespndiente al equilibri del H CO es: H CO (aq) + H O (l) HCO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante K es: (O.Q.L. Madrid 2007)

71 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 67 K = HCO [H O ] [H CO ] Si el ph = 7,4 el valr de [H O ] es: [H 3 O + ] = 10 = 10, M El valr de la relación H CO / HCO es: [HCO ] H CO = K [H O ] La respuesta crrecta es la d. [HCO ] H CO = 4,4 10, = Se prepara una dislución reguladra ácida que es 0,200 M en HAc y 0,100 M en NaAc. Su ph será más estable: a) Cn la adición de un ácid. b) Cn la adición de una base. c) Será igualmente estable cn la adición de un ácid de una base. d) La estabilidad de las dislucines reguladras es independiente de la cncentración de ls pares cnjugads ácid base. (O.Q.L. Madrid 2007) La ecuación química crrespndiente al equilibri del HAc es: HAc (aq) + H O (l) Ac (aq) + H O (aq) El ácid (H O ) que se añade a la dislución reguladra reaccina cn la base Ac de acuerd cn la reacción: Ac (aq) + H O (aq) HAc (aq) + H O (l) La base (OH ) que se añade a la dislución reguladra reaccina cn el ácid HAc de acuerd cn la reacción: HAc (aq) + OH (aq) Ac (aq) + H O (l) Cm la cncentración de ácid, [HAc] = 0,2 M es el dble que la de base [Ac ] = 0,1 M, la dislución reguladra es capaz de mantener más el ph frente a la adición de base. La respuesta crrecta es la b Cuand se mezclan 50,0 ml de 0,200 M cn 35,0 ml de NaOH 0,800 M, el ph de la dislución resultante es: a) 13,0 b) 10,8 c) 11,0 d) 9,22 (O.Q.L. Madrid 2007) La ecuación química crrespndiente a la reacción entre H SO y NaOH es: H SO (aq) + 2 NaOH (aq) Na SO (aq) + 2 H O (l) El ph de la dislución l prprcinan las sustancias presentes al final de la reacción. El sulfat de sdi frmad, Na SO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación:

72 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 68 Na SO (aq) SO (aq) + 2 Na (aq) Tant el in Na cm el in HSO sn, respectivamente, el ácid y la base cnjugada débil de la base NaOH y del ácid H SO fuertes, pr l que ningun de ells se hidrliza y pr tant, el Na SO frmad n influye en el ph de la dislución. El númer de mmles de cada especie es: 50 ml H SO 0,2 M 0,2 mml H SO 1 ml H SO 0,2 M = 10 mml H SO 0,8 mml NaOH 35 ml NaOH 0,8 M 1 ml NaOH 0,8 M = 28 mml NaOH 10 mml H SO 28 mml NaOH = 0,36 La relación mlar es < 0,5 l que quiere decir que el H SO es el reactiv limitante y que sbra NaOH que determina el ph de la dislución resultante: 2 mml NaOH 10 mml H SO = 20 mml NaOH 1 mml H SO La cantidad de reactiv sbrante es: 28 mml NaOH (inicial) 20 mml NaOH (gastad) = 8 mml NaOH (exces) El NaOH es una base fuerte que se encuentra cmpletamente disciada en ines de acuerd cn la ecuación: NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq) Cnsiderand ls vlúmenes aditivs, la cncentración final de la dislución de NaOH es: OH = NaOH = El poh y ph de la dislución es: 8 mml NaOH ml disluci n = 0,094 M poh = lg 0,094 = 1,03 ph = 14 1,03 = 12,97 La respuesta crrecta es la a En el prces: Cuál de las siguientes afirmacines es verdadera? a) El es un in neutr. b) El se cmprta cm ácid. c) El se cmprta cm base. d) El es una base. (O.Q.L. La Rija 2007) Es la ecuación química crrespndiente a la hidrólisis del in amni que explica el cmprtamient de éste cm ácid ya que cede prtnes. La respuesta crrecta es la b.

73 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuand a una determinada cantidad de dislución de ácid acétic (etanic), que cntiene x mles de slut se le añaden x mles de NaOH, se btiene una dislución cuy ph es: a) Depende del valr de x b) > 7 c) = 7 d) < 7 (O.Q.L. La Rija 2007) Es la ecuación química crrespndiente a la reacción de neutralización entre ambas sustancias es: CH COOH (aq) + NaOH (aq) NaCH COO (aq) + H O (l) El NaCH COO es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte: El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CH COO, es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH, pr tant, la dislución resultante tiene ph > 7. La respuesta crrecta es la b La defición de base cm sustancia capaz de ACEPTAR prtnes (hidrgenines) se debe a: a) Arrhenius b) Lavisier c) Lewis d) Brönsted (O.Q.L. La Rija 2007) Ese cncept de base es de Brönsted. La respuesta crrecta es la d Se preparan las siguientes dislucines: 1) se mezclan 25 ml de NaOH 0,1 M cn 50 ml de 0,1 M 2) se mezclan 25 ml de NaOH 0,1 M cn 50 ml de acetat de sdi 0,1 M 3) se mezclan 25 ml de HCl 0,1 M cn 50 ml de ácid acétic 0,1 M 4) se mezclan 25 ml de HCl 0,1 M cn 25 ml de 0,1 M 5) se mezclan 25 ml de HCl 0,1 M cn 50 ml de acetat de sdi 0,1 M Indica en que cas se btiene una dislución tampón: a) en ningún cas b) en la dislución 5) c) en las dislucines 4) y 5) d) en las dislucines 1) y 2) e) en la dislución 3) (O.Q.N. Castellón 2008) Una dislución reguladra está frmada un ácid base débil y una sal que cntenga la base el ácid cnjugad de ests. 1) Una mezcla frmada pr NaOH (base fuerte) y NH (base débil) n es una dislución tampón.

74 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 70 2) Una mezcla frmada pr NaOH (base fuerte) y CH 3 COONa (base débil) n es una dislución tampón. El NaCH COO es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte: El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CH COO, es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) 3) Una mezcla frmada pr HCl (ácid fuerte) y CH COOH (ácid débil) n es una dislución tampón. 4) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre NH y HCl es: HCl (aq) + NH (aq) NH Cl (aq) + H O (l) El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCl 25 ml HCl 0,1 M 1 ml HCl 0,1 M = 2,5 mml HCl 25 ml NH 0,1 M 0,1 mml NH 1 ml NH 0,1 M = 2,5 mml NH Cm la reacción es ml a ml y existen cantidades iguales de ambs reactivs se trata de cantidades estequimétricas que se cnsumen ttalmente y frman 2,5 mmles de NH Cl frmads. La mezcla frmada pr HCl (ácid fuerte) y NH (base débil) n es una dislución tampón. 5) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre HCl y NaCH COO es: HCl (aq) + NaCH COO (aq) NaCl (aq) + CH COOH (aq) El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml HCl 25 ml HCl 0,1 M 1 ml HCl 0,1 M = 2,5 mml HCl 50 ml NaCH COO 0,1 M 0,1 mml NaCH COO 1 ml NaCH COO 0,1 M = 5,0 mml NaCH COO Cm la reacción es ml a ml y existen inicialmente 2,5 mmles de HCl, esta sustancia es limitante y cnsume 2,5 mmles de NaCH COO. Al final de la reacción quedan 2,5 mmles de NaCH COO sin reaccinar y 2,5 mmles de CH COOH frmads. La mezcla frmada pr CH COOH (ácid débil) y NaCH COO (base débil) es una dislución tampón. La respuesta crrecta es la b Cuál es el ph de una dislución de hidróxid de sdi 10 M? a) 8,00 b) 12,03 c) 7,00 d) 6,00 e) 7,02 (O.Q.N. Castellón 2008)

75 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 71 El NaOH es una base fuerte que se encuentra ttalmente disciada en ines de acuerd cn la ecuación: NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq) Pr tant, [Na ] = [OH ] = 10 M. El H O es una sustancia que se cmprta cm ácid base débil y se discia parcialmente según la ecuación: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) Este equilibri se encuentra mdificad pr la presencia de ls ines prcedentes del NaOH. Llamand x a las nuevas cncentracines de [H O ] y [OH ], la cantidad ttal de ines hidrxil de la dislución se puede calcular de acuerd cn este equilibri: K = [H O ] [OH ] 1,0 10 = x + 10 x x = 9,5 10 M [OH ] = x + 10 = 1,05 10 M El poh y ph de la dislución es: poh = lg 1,05 10 = 6,98 ph = 14 6,98 = 7,02 La respuesta crrecta es la e Calcula el ph de una dislución de ácid sulfúric 0,1 M: a) 0,73 b) 1,02 c) 1,20 d) 0,96 e) 1,90 ( ácid sulfúric = 1,26 10 ) Reslviend el prblema pr medi de equilibris: (O.Q.N. Castellón 2008) H SO (aq) + H O (l) HSO (aq) + H O (aq) Aplicand balances: Balance de materia: [H SO ] = [HSO ] Balance de cargas: [H O ] = [HSO ] [H O ] = [H SO ] Al tratarse de un ácid fuerte y cncentrad, se desprecia la inización del agua. El HSO sufre una segunda inización cm ácid débil según la ecuación: HSO (aq) + H O (l) SO (aq) + H O (aq) cuya cnstante de acidez viene dada pr la expresión:

76 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 72 K = [SO ] [H O ] HSO Para una dislución de H SO 0,1 M, la tabla de cncentracines es: HSO SO H O c inicial 0,1 0,1 c transfrmad x c frmad x x c equilibri 0,1 x x 0,1 + x Sustituyend en ls valres de la tabla en la expresión de K : 1,26 10 = x 0,1+x 0,1x x = 1,03 10 M El valr de [H O ] y del ph de la dislución sn, respectivamente: [H O ] = 0,1 + x = 0,1103 M ph = lg 0,1103 = 0,96 La respuesta crrecta es la d El ph de una dislución reguladra de 1 M y 0,5 M es: a) 9,2 b) 8,9 c) 9,5 d) 4,8 e) 7,0 (Dats. in amni = 6,3 10 ; = 1,0 10 ) (O.Q.N. Castellón 2008) El equilibri crrespndiente a una dislución reguladra frmada pr NH y NH Cl es: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + OH (aq) La expresión de la cnstante de basicidad es: K = NH OH NH OH NH NH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: poh = pk + lg NH NH ph = 14 pk lg NH NH La relación entre las cnstantes de acidez del NH y NH viene dada pr la expresión: K NH K NH = K K K NH = K NH = 1,0 10 6,3 10 = 1,6 10 pk = lg 1,6 10 = 4,8 Sustituyend en la expresión de Hendersn: ph = 14 4,8 lg 1 0,5 = 8,9

77 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 73 La respuesta crrecta es la b Las prpiedades ácid base de ls óxids CaO, Al 2 O 3, ZnO, CrO 3, SO 2 sn: a) básic, básic, básic, ácid, ácid b) básic, anfóter, básic, ácid, ácid c) básic, anfóter, anfóter, ácid, ácid d) básic, anfóter, anfóter, básic, ácid e) básic, ácid, anfóter, ácid, ácid (O.Q.N. Castellón 2008) Sn óxids ácids aquells que al reaccinar cn agua sn capaces de prducir ines H O. Pr ejempl: Al O (s) + 3 H O (l) 2 AlO (aq) + 2 H O (aq) CrO (s) + H O (l) HCrO (aq) + H O (aq) SO (g) + H O (l) HSO (aq) + H O (aq) ZnO (s) + 2 H O (l) HZnO (aq) + H O (aq) Sn óxids básics aquells que al reaccinar cn agua sn capaces de prducir ines OH. Pr ejempl: CaO (s) + 2 H O (l) Ca (aq) + 2 OH (aq) Al O (s) + 3 H O (l) 2 Al (aq) + 6 OH (aq) ZnO (s) + 2 H O (l) Zn (aq) + 2 OH (aq) Sn óxids anfóters aquells que sn capaces de cmprtarse cm ácids y cm bases dependiend del medi en el que se encuentren. Pr ejempl: Al O y ZnO. La respuesta crrecta es la c Cuál de las siguientes sustancias n prduce una dislución ácida al dislverla en agua? a) Clrur de amni b) Carbnat de sdi c) Clrur de hidrógen d) Sulfat de hierr (II) (O.Q.L. Castilla y León 2008) a) Fals. El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. b) Verdader. El carbnat de sdi, Na CO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: Na CO (aq) CO (aq) + 2 Na (aq)

78 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 74 El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CO es la base cnjugada del ácid débil HCO que n se hidrliza según la ecuación: CO (aq) + H 2 O (l) HCO (aq) + OH (aq) La dislución resultante es básica. c) Fals. El clrur de hidrógen, HCl es un ácid que en dislución acusa se encuentra ttalmente inizad según la ecuación: HCl (g) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. d) Fals. El sulfat de hierr (II), FeSO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: FeSO (aq) SO (aq) + Fe (aq) Se puede aprximar sin cmeter gran errr, que el in SO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HSO pr l que n se hidrliza. Fe en agua se xida fácilmente a Fe, un in que al tener una carga tan elevada se hidrliza según la ecuación: FeH O (aq) + H O (l) FeOHH O (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. La respuesta crrecta es la b Una slución de cianur de sdi es: a) Ácida prque la sal prviene de un ácid fuerte. b) Neutra prque es una sal, y tdas las sales sn neutras. c) Básica prque la sal prcede de una base fuerte. d) Básica prque la sal tiene un anión que se hidrliza y capta prtnes del agua, ya que es la base cnjugada de un ácid débil. (O.Q.L. Asturias 2008) El NaCN, una sal prcedente de ácid débil y base fuerte. En dislución acusa se encuentra en frma de ines: NaCN (s) Na (aq) + CN (aq) El in Na, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CN, es la base cnjugada del ácid débil HCN y se hidrliza según la ecuación: CN (aq) + H O (l) HCN (aq) + OH (aq) Cm al final sól existen ines OH en la dislución, ésta es básica. La respuesta crrecta es la d.

79 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El ph de una dislución acusa 10 M de ácid acétic, a 25 C, es igual a: a) 4,00 b) 4,38 c) 4,47 d) 10,0 (Dat. = 1,76 10 ) (O.Q.L. Asturias 2008) El ácid acétic, CH COOH, se encuentra parcialmente disciad según la ecuación: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez es: K = [CH COO ] [H O [CH COOH] Las cncentracines de tdas las especies en el equilibri sn: [CH COO ] = [H O ] = x [CH COOH] = c x La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 1,76 10 = x 2 10 x x = [H 3 O + ] = 3,4 10 M ph = lg 3,4 10 = 4,47 La respuesta crrecta es la c Cuál es la base más débil? a) Etilamina ( = 4,3 10 ) b) Piridina ( = 1,5 10 ) c) Anilina ( = 7,4 10 ) d) Amníac ( = 1,8 10 ) (O.Q.L. Madrid 2008) La base más débil es la que tiene la cnstante de basicidad,, más pequeña. De las sustancias prpuestas es la anilina ( = 7,4 10 ). La respuesta crrecta es la c Indica cuál de las siguientes reaccines representa crrectamente ls prducts de la hidrólisis del triclrur de alumini. a) + + b) + + HCl c) d) + + HCl (O.Q.L. Madrid 2008) a c) Fals. Las reaccines n sn psibles cm de hidrólisis ya que en ellas tiene lugar la xidación del Cl a Cl. b) Verdader. El AlCl es una sal prcedente de la reacción entre HCl y AlOH, pr tant, la hidrólisis de ls ines Al y Cl prducirá estas sustancias. d) Fals. Ls prducts de hidrólisis n se crrespnden cn ls del apartad anterir.

80 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 76 La respuesta crrecta es la b Ls grams de benzat de sdi,, que hay que añadir a 250 ml de una dislución de ácid benzic,, 0,050 M, para btener una dislución de ph = 3,0; sn: a) 0,781 g b) 0,115 g c) 0,461 g d) 0,0032 g (Dat. ( ) = 6,4 10 ) (O.Q.L. Madrid 2008) El equilibri crrespndiente a una dislución reguladra frmada pr C H COOH y C H COONa es: C H COOH (aq) + H O (l) C H COO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = C H COO H O C H COOH = H O C H COO C H COOH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: ph = pk + lg C H COO C H COOH El valr de pk es: pk = lg K = lg 6,4 10 = 4,2 Sustituyend en la ecuación de Hendersn: 3,0 = 4,2 + lg C H COO 0,05 C H COO = 3,2 10 M La masa de C H COONa que se ha dislver en 250 ml de dislución es: 250 ml disluci n 3,2 10 ml C H COONa 10 ml disluci n La respuesta crrecta es la b. 144 g C H COONa 1 ml C H COONa = 0,114 g Cuál de las siguientes sustancias n da una dislución ácida cuand se disuelve en agua? a) KCl b) c) d) (O.Q.L. Madrid 2008) a) Verdader. El KCl, una sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte. En dislución acusa se encuentra en frma de ines: KCl (s) K (aq) + Cl (aq) El in K, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza.

81 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 77 El in Cl, es la base cnjugada del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. La dislución resultante es neutra ya que ls únics ines H 3 O + y OH ls suministra el H O. b) Fals. El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. c) Fals. El SO es una sustancia que al dislverse en agua prduce H SO. Este ácid se encuentra parcialmente inizad según la ecuación: H SO (aq) + H O (l) HSO (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. d) Fals. El ZnCl en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: ZnCl (aq) 2 Cl (aq) + Zn (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. Zn es el ácid cnjugad de la base débil ZnOH y se hidrliza según la ecuación: Zn (aq) + 2 H O (l) ZnOH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. La respuesta crrecta es la a Calcula el ph de la dislución btenida al mezclar 250 ml de una dislución de hidróxid de sdi 0,5 M cn 300 ml de una dislución de ácid sulfúric 0,2 M. (Supner que ls vlúmenes sn aditivs). a) ph = 3,30 b) ph = 5,76 c) ph = 11,96 d) ph = 13,24 (O.Q.L. Castilla La Mancha 2008) La ecuación química crrespndiente a la reacción de neutralización entre NaOH y H SO es: H SO (aq) + 2 NaOH (aq) Na SO (aq) + 2 H O (l) El Na SO es una sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución resultante dependerá de cuál sea el reactiv sbrante. El númer de mmles de cada especie es:

82 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 78 0,5 mml NaOH 250 ml NaOH 0,5 M = 125 mml NaOH 1 ml NaOH 0,5 M 300 ml H SO 0,2 M 0,2 mml H SO 1 ml H SO 0,2 M = 60 mml H SO 125 mml NaOH 60 mml H SO = 2,1 Cm la relación mlar es > 2 quiere decir que el limitante es el y que sbra NaOH. Relacinad H SO cn NaOH: 60 mml H SO 2 mml NaOH 1 mml H SO = 120 mml NaOH 125 mml NaOH (inicial) 120 mml NaOH (cnsumid) = 5 mml NaOH (exces) La cncentración mlar de la dislución final de NaOH es: 5 mml NaOH ml disluci n = 9,1 10 M El NaOH es una base fuerte que se encuentra ttalmente inizada según la ecuación: NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq) El valr de [OH ] es: [OH ] = [NaOH] = 9,1 10 M El ph de la dislución es: poh = lg 9,1 10 = 2,04 ph = 14 poh = 14 2,04 = 11,96 La respuesta crrecta es la c Razna si sn ciertas falsas las afirmacines siguientes: i) Una dislución de clrur de amni tiene un ph básic. ii) Si se añade acetat de sdi a una dislución de ácid acétic, el ph aumenta. a) Las ds sn crrectas. b) Las ds n sn crrectas. c) La primera es crrecta y la segunda n. d) La segunda es crrecta y la primera n. (O.Q.L. Castilla La Mancha 2008) i) Fals. El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. ii) Crrect. El CH COOH es un áciddébil que se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación:

83 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 79 CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez K es: K = CH COO H O CH COOH Si se añade, el valr de [CH COO ] en el equilibri aumenta, pr l que para se mantenga el valr de la cnstante K el valr de [H O ] debe disminuir cn l que el ph de la dislución resultante aumenta. La respuesta crrecta es la d Razna si sn ciertas falsas las afirmacines siguientes: i) Cuant mayr sea la cncentración inicial de ácid acétic, mayr será la cncentración de ines acetat en dislución. ii) El grad de disciación del ácid acétic es independiente de la cncentración inicial del ácid. a) Las ds sn crrectas. b) Las ds n sn crrectas. c) La primera es crrecta y la segunda n. d) La segunda es crrecta y la primera n. (O.Q.L. Castilla La Mancha 2008) i) Crrect. El CH COOH es un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez K es: K = CH COO H O CH COOH En el equilibri se tiene que: [CH COO ] = [H O ] [CH COOH] c Sustituyend en la expresión de K : K = [CH COO ] 2 [CH c COO ] = K c Cm se bserva, si c aumenta, el valr de [ ] también aumenta. ii) Fals. El CH COOH es un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez K es: K = CH COO H O CH COOH Las cncentracines en el equilibri en función de c (cncentración inicial) y de α (grad de disciación) sn:

84 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 80 [CH COO ] = [H O ] = cα [CH COOH] = c (1 α) c Sustituyend en la expresión de K : K = cα c α = K c Cm se bserva, α depende del valr de c. La respuesta crrecta es la c Ordena en rden creciente de ph las dislucines de ls cmpuests siguientes (tdas las cncentracines sn 0,1 M) HCl,, NaOH, y. a) HCl < < NaOH < < b) < HCl < < < NaOH c) < HCl < < NaOH < d) < HCl < < < NaOH (O.Q.L. Castilla La Mancha 2008) Ls ácids HCl y H SO sn fuertes, pr l que se encuentran ttalmente inizads y prprcinan ls valres de [H O ] más elevads y ls ph serán ls más bajs. A su vez, el H SO es un ácid diprótic pr l que el valr de [H O ] será mayr que el del HCl y el ph menr. El ácid CH COOH es débil, pr l que se encuentra parcialmente inizad y prprcina un valr de [H O ] menr que ls de ls ácids fuertes y el ph será mayr. La base NH es débil, pr l que se encuentra parcialmente inizada y prprcina un valr de [H O ] menr aún que la del ácid débil CH COOH y el ph será mayr. La base NaOH es fuerte, pr l que se encuentra ttalmente inizad y prprcina un valr de [H O ] menr aún que la de la base débil NH y el ph será el mayr de tds. El rden creciente de ph de las dislucines es: < HCl < < < NaOH La respuesta crrecta es la b Cuál es el ácid cnjugad del (aq)? a) (aq) b) (aq) c) (aq) d) (aq) (O.Q.L. La Rija 2008) De acuerd cn la tería ácid base de Brönsted Lwry: Ácid es una especie capaz de ceder prtnes a una base Base es una especie capaz de aceptar prtnes de un ácid: HSO (aq) + H O (aq) H SO (aq) + H O (l) base 1 ácid 2 ácid 1 base 2 La respuesta crrecta es la a. (Similar a lacuestión prpuesta en Ovied 2002, Asturias 2004 y 2008).

85 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Dada la reacción: HF (aq) + (l) (aq) + (aq) a) La base es. b) El ácid cnjugad es y la base cnjugada es. c) El ácid es. d) La base cnjugada es el y el ácid cnjugad es. (O.Q.L. La Rija 2008) De acuerd cn la tería ácid base de Brönsted Lwry: Ácid es una especie capaz de ceder prtnes a una base Base es una especie capaz de aceptar prtnes de un ácid: HF (aq) + H O (l) F (aq) + H O (aq) ácid 1 base 2 base 1 ácid 2 La respuesta crrecta es la b Una dislución acusa 0,1 M de metilamina ( ) tiene ph = 11,85. A partir de ests dats se determina que el valr de su cnstante de basicidad es: a) 2,7 10 b) 5,4 10 c) 2 10 d) 5,4 10 (O.Q.L. La Rija 2008) La metilamina es una base débil que se encuentra parcialmente disciad en ines según la ecuación: CH NH (aq) + H O (l) CH NH (aq) + OH (aq) La expresión de la cnstante de basicidad K es: K = CH NH OH CH NH Las cncentracines en el equilibri en función de c (cncentración inicial) y de α (grad de disciación) sn: [CH NH ] = [OH ] = x [CH NH ] c Si ph = 11,85 poh = 14 poh = 14 11,85 = 2,15 [OH ] = 10 = 10, M Sustituyend en la expresión de K : K = x2 c = 10, 2 = 5,4 10 0,1 La respuesta crrecta es la d.

86 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de ls siguientes cmpuests n da una dislución ácida cuand se disuelve en agua? a) KCl b) c) d) e) HCNO (O.Q.N. Ávila 2009) a) Verdader. El KCl, una sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte. En dislución acusa se encuentra en frma de ines: KCl (s) K (aq) + Cl (aq) El in K, es el ácid débil cnjugad de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in Cl, es la base cnjugada del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. La dislución resultante es neutra ya que ls únics ines H 3 O + y OH ls suministra el H O. b) Fals. El CO es una sustancia que al dislverse en agua prduce H CO. Este ácid se encuentra parcialmente inizad según la ecuación: H CO (aq) + H O (l) HCO (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. c) Fals. El AlCl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: AlCl (aq) 3 Cl (aq) + Al (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. Al es el ácid cnjugad de la base débil ZnOH y se hidrliza según la ecuación: Al (aq) + 3 H O (l) AlOH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. d) Fals. El NH SO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH SO (aq) SO (aq) + 2 NH (aq) Se puede aprximar sin cmeter gran errr, que el in SO es la base cnjugada débil del ácid fuerte HSO pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. e) Fals. El HCNO es un ácid débil que se discia según la ecuación: HCNO (aq) + H O (l) CNO (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida. La respuesta crrecta es la a.

87 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 83 (Cuestión similar a la prpuesta en Madrid 2008) Cuál de ls siguientes cmpuests es anfóter? a) b) c) d) e) (O.Q.N. Ávila 2009) a d) Fals. Tant H S cm H PO sn ácids débiles que en dislución acusa se encuentran parcialmente disciads dand ines H O. c e) Fals. Tant BaOH cm CaOH sn bases fuertes que en dislución acusa se encuentran ttalmente disciadas dand ines OH. b) Verdader. El AlOH es un anfóter que puede cmprtarse: cm ácid: AlOH (s) + 3 H O (aq) AlOH (aq) cm base: AlOH (s) + OH (aq) AlOH (aq) La respuesta crrecta es la b Cuál es la cncentración de ines H + en una dislución de ácid benzic ( ) de cncentración 5,0 10 M en la que la cncentración de benzat ( ) es 5,0 10 M? a) 1,8 10 b) 5,6 10 c) 5,0 10 d) 6,3 10 e) 6,3 10 (Dat. = 6,3 10 ) (O.Q.N. Ávila 2009) Se trata de un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad según la ecuación: HC H O (aq) + H O (l) C H O (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = C H O H O HC H O La cncentración de ines H O es: H O =K HC H O C H O La respuesta crrecta es la d. H O 5,0 10 = 6,3 10 5,0 10 = 6,3 10 M

88 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El bórax es una sal de fórmula 10 cuya hidrólisis es alcalina, de acuerd cn la siguiente reacción: En la valración de 5,0 ml de una dislución saturada de bórax se gastan 21,0 ml de HCl 0,20 M a 50 C. La slubilidad del bórax a dicha temperatura es: a) 0,001 M b) 0,004 M c) 0,21 M d) 0,84 M e) 0,42 M (O.Q.N. Ávila 2009) El HCl neutraliza ls OH prcedentes de la hidrólisis del bórax de acuerd cn la siguiente ecuación química: 2 HCl (aq) + 2 OH (aq) + 2 Na (aq) 2 NaCl (aq) + 2 H O (l) Relacinand HCl cn OH de la hidrólisis de bórax: 0,20 ml HCl 1 mml OH 21 ml HCl 0,20 M = 4,2 mml OH 1 ml HCl 0,20 M 1 mml HCl La cncentración de la dislución de bórax es: 4,2 mml OH 5 ml b rax 1 mml B O OH 2 mml OH 1 mml Na B O OH 4 10 H O 1 mml B O OH = 0,42 M La respuesta crrecta es la e El ph de una dislución 1,0 10 M de un ácid débil, cuya = 1,0 10 es: a) 6 b) 5,6 c) 8 d) Aprximadamente 7 (O.Q.L. Madrid 2009) Se trata de un ácid débil muy pc cncentrad pr l que para el cálcul del ph deben tenerse en cuenta ls prtnes que suministra el agua. Pr este mtiv, el ph debe ser muy cercan e inferir a 7. La respuesta crrecta es la d Se dispne de las siguientes dislucines acusas, tdas ellas 0,01 M, cuál presentará el poh más baj? a) b) NaF c) HF d) Dats. (HF) = 6,8 10 ; ( ) = 5,7 10. (O.Q.L. Madrid 2009) Cm para cualquier dislución acusa se cumple que, ph + poh = 14, cuant más baj sea el poh, más alt será el ph. a c) Fals. De las sustancias prpuestas, H SO y HF, sn respectivamente, ácid fuerte y ácid débil, pr l que su ph será bastante baj y su poh bastante alt (poh >> 7).

89 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 85 d) Fals. El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in Cl es la base cnjugada débil del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La dislución resultante es ácida (poh > 7). b) Verdader. El flurur de sdi, NaF, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaF (aq) F (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in F es la base cnjugada del ácid débil HF y se hidrliza según la ecuación: F (aq) + H O (l) HF (aq) + OH (aq) La dislución resultante es básica (poh < 7). La respuesta crrecta es la b El ph aprximad que resulta de mezclar 40 ml de una dislución de NaOH 0,1 M cn 40 ml de tra dislución de HCl 0,3 M es: a) 1 b) 2,6 c) 7 d) 1,5 (O.Q.L. Madrid 2009) La ecuación química crrespndiente a la reacción de neutralización entre NaOH y HCl es: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H O (l) El NaCl es una sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución resultante dependerá de cuál sea el reactiv sbrante. El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml NaOH 40 ml NaOH 0,1 M = 4 mml NaOH 1 ml NaOH 0,1 M 0,3 mml HCl 40 ml HCl 0,3 M 1 ml HCl 0,3 M = 12 mml HCl 12 mml HCl 4 mml NaOH = 3 La relación mlar es > 1, l cual quiere decir que el limitante es el NaOH y que sbra HCl. Relacinad ambs reactivs: 1 mml HCl 4 mml NaOH 1 mml NaOH = 4 mml HCl 12 mml HCl (inicial) 4 mml HCl (cnsumid) = 8 mml HCl (exces)

90 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 86 La cncentración mlar de la dislución final de HCl es: 8 mml HCl ml disluci n = 0,1 M El HCl es un ácid fuerte que se encuentra ttalmente inizad según la ecuación: HCl (aq) H O (aq) + Cl (aq) Ls valres de [H O ] y el ph sn, respectivamente: [H O ] = [HCl] = 0,1 M ph = lg (0,1) = 1 La respuesta crrecta es la a Cuál es el ph de una dislución flurur de ptasi 0,45 M? a) 2,8 b) 5,6 c) 8,4 d) 10,9 (Dats. para el ácid HF = 6,6 10 ; = 1,0 10 ) (O.Q.L. Madrid 2010) El flurur de ptasi, KF, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: KF (aq) F (aq) + K (aq) El in K, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte KOH pr l que n se hidrliza. El in F es la base cnjugada del ácid débil HF y se hidrliza según la ecuación: F (aq) + H O (l) HF (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in flurur es: K = HF OH F K = K = 1,0 10 K = 1,5 10 6,6 10 En el equilibri se cumple que: [HF] = [OH ] [F ] 0,45 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 1,5 10 = [OH 0,45 [OH ] = 2,6 10 M poh = lg 2,6 10 = 5,6 ph = 14 5,6 = 8,4 La respuesta crrecta es la c. (La cuestión es similar a las prpuestas en Almeria 1999 y Asturias 2004).

91 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Una dislución de hidróxid de calci tiene un ph = 13. La cncentración de es: a) 0,05 M b) 0,10 M c) 0,15 M d) 0,20 M (O.Q.L. Madrid 2010) El hidróxid de calci, CaOH, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: CaOH (aq) 2 OH (aq) + Ca (aq) Si ph = 13, entnces poh = 1 [OH ] = 10 poh = 0,1 M: Ca = OH 2 La respuesta crrecta es la a. Ca = 0,05 M Se disuelve 1,00 g de ácid láctic,, en 100 ml de agua y la dislución resultante tiene un ph = 2,40. El valr de la cnstante de disciación de dich ácid es: a) 4 10 b) 1,4 10 c) 1,4 10 d) 1,6 10 (Masas: C = 12; H = 1; O =16) (O.Q.L. Madrid 2010) Supniend que al dislver el ácid láctic n se prduce variación de vlumen, la cncentración mlar de la dislución es: 1,00 g HC H O 0,1 L disluci n 1 ml HC H O 90 g HC H O = 0,11 M Se trata de un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad según la ecuación: HC 3 H 5 O 3 (aq) + H O (l) C H O (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = C H O H O HC 3 H 5 O 3 Las cncentracines en el equilibri sn: [C H O ] = H O = x [HC 3 H 5 O 3 ] 0,11 M [H O ] = 10 ph = 10 2,40 M Sustituyend en la expresión de K : K = x2 c = 102,40 2 = 1,4 10 0,11 La respuesta crrecta es la b.

92 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) En la siguiente reacción: AgCl (s) + 2 (aq) (aq) qué especie química actúa cm ácid de Lewis? a) b) AgCl c) d) (O.Q.L. Madrid 2010) Un ácid de Lewis es tda especie química que psee huecs electrónics (rbitales atómics vacís) que pueden albergar un par de electrnes. Cm se bserva en las estructuras de Lewis la única especie que cumple esa cndición es el in Ag, ya que psee huecs electrónics: La respuesta crrecta es la c El ph de una dislución de ácid acétic 0,1 M ( = 1,8 10 ) es: a) 0,1 b) 1,34 c) 2,4 d) 3 (O.Q.L. Asturias 2010) El ácid acétic, CH COOH, se encuentra parcialmente disciad según la ecuación: CH COOH (aq) + H O (l) CH COO (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez es: K = [CH COO ] [H O [CH COOH] Las cncentracines de tdas las especies en el equilibri sn: [CH COO ] = [H O ] = x [CH COOH] 0,1 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 1,8 10 = x 2 0,1 x x = [H O ] = 1,3 10 M ph = lg 1,8 10 = 2,9 La respuesta crrecta es la d. (Similar a lacuestión prpuesta en Asturias 2008) El ph resultante al añadir 140 cm 3 de una dislución de NaOH 0,1 M a 0,1 L de HCl 0,1 M es: a) 12,2 b) 7 c) 1,8 d) 0,1 (O.Q.L. Asturias 2010)

93 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 89 La ecuación química crrespndiente a la reacción de neutralización entre NaOH y HCl es: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H O (l) El NaCl es una sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte pr l que n se hidrliza. El ph de la dislución resultante dependerá de cuál sea el reactiv sbrante. El númer de mmles de cada especie es: 0,1 mml NaOH 140 ml NaOH 0,1 M = 14 mml NaOH 1 ml NaOH 0,1 M 0,1 mml HCl 100 ml HCl 0,1 M 1 ml HCl 0,1 M = 10 mml HCl 14 mml NaOH 10 mml HCl Cm la relación mlar es > 1 quiere decir que el limitante es el HCl y que sbra NaOH. Relacinad ambs reactivs: 1 mml NaOH 10 mml HCl = 10 mml NaOH 1 mml HCl 14 mml NaOH (inicial) 10 mml NaOH (cnsumid) = 4 mml NaOH (exces) La cncentración mlar de la dislución final de NaOH es: 4 mml NaOH ( ) ml disluci n = 0,017 M El NaOH es una base fuerte que se encuentra ttalmente inizada según la ecuación: NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq) El valr de [OH ] es: [OH ] = [NaOH] = 0,017 M poh = lg (0,017) = 1,8 ph + poh = 14 ph = 14 1,8 = 12,2 La respuesta crrecta es la a. (Similar a lacuestión prpuesta en Madrid 2009). = 1, Si se deja caer unas gtas de dislución de ácid clrhídric sbre 10 ml de una dislución que cntenga ácid acétic y acetat de sdi, el ph de dicha dislución: a) Aumentará b) Disminuirá c) Desaparece d) Prácticamente n se mdificará (O.Q.L. Asturias 2010) Una mezcla de CH COOH y NaCH COO es una dislución reguladra si cntiene cantidades similares de amba sustancias. La característica de la misma es que mantiene el ph frente a pequeñas adicines de ácid de base. Si se añade una pequeña cantidad de HCl a la dislución anterir, ls ines H O liberads pr el ácid reaccinan cn ls ines CH COO de la dislución manteniend el ph prácticamente cnstante.

94 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 90 CH COO (aq) + H O (aq) CH COOH (aq) + H O (l) La respuesta crrecta es la d Dadas ds dislucines de ds ácids de la misma cncentración: ácid acétic ( = 1,8 10 ) y ácid metanic ( = 1,8 10 ), la que psee un ph más ácid es: a) La de ácid acétic b) Las ds igual c) La de ácid acétic d) Faltan dats para decidirse. (O.Q.L. Asturias 2010) Un ácid débil, HA, se encuentra disciad en ines según la ecuación: HA (aq) + H O (l) A (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez es: K = [A ] [H O [HA] En el equilibri se cumple que: [A ] = [H O ] [HA] c La expresión de la cnstante de acidez queda cm: K = [H O ] 2 H c O ] = K c Cm para ambs ácids el valr de c es el mism, tendrá mayr [H O ], es decir, ph más ácid (menr), aquel que tenga mayr valr de K. En este cas, cm: K = 1,8 10 > K é = 1,8 10 < é La respuesta crrecta es la c Cuál es la base cnjugada de (aq)? a) b) c) d) (aq) De acuerd cn la tería ácid base de Brönsted Lwry: (O.Q.L. La Rija 2010) Ácid es una especie capaz de ceder prtnes a una base Base es una especie capaz de aceptar prtnes de un ácid: (aq) + H O (l) (aq) + H O (aq) ácid 1 base 2 base 1 ácid 2 La respuesta crrecta es la d. (Similar a lacuestión prpuesta en Ovied 2002, Asturias 2004 y 2008, La Rija 2008 y 2009 yávila 2009).

95 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) La cnstante del ácid cianhídric es 5,0 10. Cuál es el ph de una dislución de HCN (aq) 0,5 M? a) Entre 3,5 y 4,5 b) Entre 5,0 y 5,5 c) Entre 9,0 y 9,5 d) Entre 10,5 y 11,0 (O.Q.L. La Rija 2010) El ácid cianhídric, HCN, se encuentra parcialmente disciad según la ecuación: HCN (aq) + H O (l) CN (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez es: K = [CN ] [H O [HCN] Las cncentracines de tdas las especies en el equilibri sn: [CN ] = [H O ] = x [HCN] 05 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 5,0 10 = x 2 0,5 x x = 5,0 10 M ph = lg 5,0 10 = 5,3 La respuesta crrecta es la b Según la tería de Brönsted Lwry, cuál de las siguientes afirmacines es crrecta? a) y pueden actuar cm ácids. b), y pueden actuar cm bases. c), y pueden actuar cm sustancias anfóteras. d) Tdas sn crrectas. (O.Q.L. Castilla y León 2010) Según la tería de Brönsted Lwry: ácid es tda especie química capaz de ceder prtnes a una base. base es tda especie química capaz de aceptar prtnes de un ácid. a) Fals. HSO + H O SO + H O HSO cede un prtón y se cmprta ácid de Brönsted, mientras que SO n puede ceder prtnes. b) Verdader. + H O HSO + OH + H O HS + OH + H O HCO + OH Las tres especies captan un prtón y se cmprtan cm bases de Brönsted.

96 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 92 c) Fals. Anfóters sn especies que pueden cmprtarse cm ácids bases dependiend del medi en el que se encuentren. De las tres especies prpuestas la única que es un anfóter es el in HCO : a cid: HCO + H O CO + H O base: HCO + H O H CO + H O La respuesta crrecta es la b Se preparan tres dislucines de cncentración 0,1 M de ácid clrhídric, ácid acétic y acetat de sdi. Indica cuál es el rden de acidez: a) ácid acétic > acetat de sdi > ácid clrhídric b) ácid clrhídric > acetat de sdi > ácid acétic c) ácid clrhídric > ácid acétic > acetat de sdi d) ácid acétic > ácid clrhídric > acetat de sdi (O.Q.L. Castilla y León 2010) El ácid clrhídric, HCl, es un ácid fuerte, pr l que se encuentra ttalmente inizad y prprcina el valr de [H O ] más elevad y su ph será el más baj. El ácid acétic, CH COOH, es débil, pr l que se encuentra parcialmente inizad y prprcina un valr de [H O ] menr que el del ácid fuerte y su ph será mayr. El acetat de sdi, NaCH COO, es una sal prcedente de ácid débil y base fuerte que presenta hidrólisis básica y prprcina un valr de [H O ] much más baj que las anterires sustancias y su ph será el más alt de las tres. CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) El rden de acidez de las dislucines es: ácid clrhídric > ácid acétic > acetat de sdi La respuesta crrecta es la c La variación de ph que se prduce cuand se añade 1 de HCl 1 M a 1 L de agua pura es de: a) 3 unidades b) 4 unidades c) 5 unidades d) 6 unidades (O.Q.L. Castilla La Mancha 2010) El ácid clrhídric, HCl, es un ácid mnprótic fuerte que en dislución acusa se encuentra cmpletamente disciad según la ecuación: HCl (aq) + H O (l) Cl (aq) + H O (aq) Supniend que n hay variación de vlumen la cncentración de la dislución es: 1 cm 3 HCl 1 M 1 L agua El ph de esta dislución es: ph = lg 0,001 = 3 1 ml HCl 1 ml H O 10 cm 3 HCl 1 M 1 ml HCl La variación que experimenta el ph del agua es: = 0,001 M

97 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 93 ΔpH = 7 3= 4 La respuesta crrecta es la b De ls siguientes óxids, CaO, y puede afirmarse que: a) Tds sn muy slubles en agua. b) Sus dislucines acusas tendrán carácter básic. c) Sus dislucines acusas tendrán carácter ácid d) La dislución acusa cntendrá ines. (O.Q.L. Castilla La Mancha 2010) a) Fals. El únic que será muy sluble en agua será el Na O, un óxid de un metal alcalin. b c) Fals. Sn óxids básics aquells que al reaccinar cn agua sn capaces de prducir ines OH. Pr ejempl: Na O (s) + H O (l) Na (aq) + OH (aq) CaO (s) + 2 H O (l) Ca (aq) + 2 OH (aq) Al O (s) + 3 H O (l) 2 Al (aq) + 6 OH (aq) Sn óxids ácids aquells que al reaccinar cn agua sn capaces de prducir ines H O. Pr ejempl: P O (s) + 3 H O (l) H PO (aq) H PO (aq) + H O (aq) Al O (s) + H O (l) HAlO AlO (aq) + H O (aq) Sn óxids anfóters aquells que sn capaces de cmprtarse cm ácids y cm bases dependiend del medi en el que se encuentren. Pr ejempl: Al O. d) Verdader. Según se ha vist en el apartad anterir. La respuesta crrecta es la d La acidez de ls cmpuests binaris cvalentes aumenta en el rden: a) HF > > CH 4 > b) CH 4 > > > HF c) HF > > > CH 4 d) > HF > > CH 4 (O.Q.L. Castilla La Mancha 2010) La acidez de ests cmpuests binaris del hidrógen estará relacinada cn la plaridad del enlace X H, es decir, cn la diferencia de electrnegatividad que exista entre ls elements que frman dich enlace, cuánt más plar sea éste más fácil será que se ceda el prtón (H ) y mayr carácter ácid tendrá el cmpuest. La respuesta crrecta es la b. Cmpuest Δχ Carácter ácid HF 3,98 2,20 = 1,78 máxim H O 3,44 2,20 = 1,24 medi NH 3,04 2,20 = 0,84 medi CH 4 2,55 2,20 = 0,35 mínim

98 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Al valrar ácid flurhídric 0,1 M ( = 6,31 10 ) cn NaOH 0,1 M, el ph en el punt de equivalencia: a) 12,10 b) 3,20 c) 7,94 d) 5,93 e) Depende del indicadr utilizad (Dat. ( = 1,0 10 ) (O.Q.N. Valencia 2011) La ecuación química crrespndiente a la reacción de neutralización entre HF y NaOH es: HF (aq) + NaOH (aq) NaF (aq) + H O (l) El punt de equivalencia se tiene una dislución de NaF cuya cncentración es la mitad de la de las dislucines iniciales. El flurur de sdi, NaF, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NaF (aq) F (aq) + Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in F es la base cnjugada del ácid débil HF y se hidrliza según la ecuación: F (aq) + H O (l) HF (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in flurur es: K = [HF] [OH [F ] K = K = 1,0 10 K = 1,6 10 6,31 10 En el equilibri se cumple que: [HF] = [OH ] [F ] 0,05 M La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: 1,6 10 = [OH 0,05 [OH ] = 8,9 10 M poh = lg 8,9 10 = 6,05 ph = 14 6,05 = 7,95 La respuesta crrecta es la c Se preparan diferentes dislucines de acetat de amni de cncentracines 1 M; 0,01 M y 0,001 M. El ph de las distintas dislucines será: a) 4,75; 5,75; 6,75 respectivamente b) 9,25; 8,25; 7,25 respectivamente c) 7,00; 7,50; 8,00 respectivamente d) 8,00; 8,50; 9,00 respectivamente e) 7,00 para cualquier dislución (Dats. Ácid acétic, = 4,75; amniac, = 9,25 (O.Q.N. Valencia 2011)

99 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 95 La sal NH CH COO, en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NH CH COO (aq) CH COO (aq) + NH (aq) El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) La cnstante de acidez (hidrólisis) del in amni es: pk = 9,25 K = 10 K = 5,6 10 El in CH COO es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in acetat es: pk = 4,75 K = 10 K = 1,8 10 K = K = 1,0 10 K = 5,6 10 1,8 10 Se prducen ines H O y OH prcedentes de la hidrólisis de ls ds ines de la sal. Cm se bserva, K (CH COO ) = K (NH ), l que quiere decir que ambs ines sn igual de fuertes cm base y cm ácid, respectivamente, independientemente del valr del cncentración inicial de la sal. Pr tant, la dislución resultante es neutra básica y el ph = 7. La respuesta crrecta es la e Al mezclar 20 ml de acetat de sdi 0,2 M ( = 4,75) cn 10 ml de HCl 0,2 M, el ph de la dislución resultante es: a) 5,55 b) 8,35 c) 4,75 d) 7,73 e) 2,73 (Dat. ( = 1,0 10 ) La sal NaCH COO, en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NaCH COO (aq) CH COO (aq) + Na + (aq) El in Na +, es el ácid cnjugad de la base fuerte NaOH y n se hidrliza. (O.Q.N. Valencia 2011) El in CH COO es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) La cnstante de basicidad (hidrólisis) del in acetat es: pk = 4,75 K = 10 K = 1,8 10

100 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 96 K = K = 1,0 10 K = 5,6 10 1,8 10 La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre NaCH COO y HCl es: HCl (aq) + NaCH COO (aq) NaCl (aq) + CH COOH (aq) El númer de mles de cada reactiv es: 20 ml NaCH COO 0,2 M 0,2 mml NaCH COO 1 ml NaCH COO 0,2 M = 4 mml NaCH COO 0,2 mml HCl 10 ml HCl 0,2 M 1 ml HCl 0,2 M = 2 mml HCl La relación mlar es: 4 mml NaCH COO 2 mml HCl > 1 limitante: HCl sbrante: NaCH COO Relacinad ambs reactivs: 2 mml HCl 1 mml NaCH COO 1 mml HCl = 2 mml NaCH COO 4 mml NaCH COO (ini.) 2 mml NaCH COO (cns.) = 2 mml NaCH COO (exc.) Relacinad el limitante cn el CH COOH frmad: 2 mml HCl 1 mml CH COOH 1 mml HCl = 2 mml CH COOH Se tiene una mezcla frmada pr 2 mml de CH COOH y 2 mml de NaCH COO, l que cnstituye una dislución reguladra cuya cncentración es: [CH COOH] NaCH COO 2 mml 30 ml = 0,067 M La expresión de la cnstante de acidez es: K = CH COO H O CH COOH = H O CH COO CH COOH Tmand lgaritms y multiplicand pr 1 se btiene la ecuación de Hendersn Hasselbach que permite calcular el ph de una dislución reguladra: ph = pk + lg CH COO CH COOH Sustituyend se btiene: ph = 4,75 + lg 0,067 0,067 = 4,75 La respuesta crrecta es la c.

101 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Una dislución reguladra tampón es aquella que: a) Regula el ph. b) Es capaz de neutralizar ls ines ls añadids cn l que el ph varía pc nada. c) Es capaz, mediante el desplazamient de un equilibri, de eliminar ls ines ls añadids cn l que el ph varía pc. d) Es capaz de eliminar, mediante una reacción de hidrólisis, ls ines ls añadids cn l que el ph varía pc nada. (O.Q.L. Asturias 2011) Una dislución reguladra está frmada pr un ácid base débil y una sal que cntenga a su cnjugad. La presencia de cantidades similares de ácid/base cnjugada de base/ácid cnjugad en el equilibri hace que pueda eliminar ls ines H O y OH añadids sin que apenas cambie el ph de la dislución. La respuesta crrecta es la c Al mezclar 100 g de carbnat de calci cn 1 L de dislución de ácid clrhídric 4 M y dejar reaccinar, el líquid resultante será: a) ácid b) básic c) neutr d) anfóter (O.Q.L. Murcia 2011) La ecuación química ajustada crrespndiente a la reacción entre CaCO y HCl es: 2 HCl (aq) + CaCO (aq) 2 CaCl (aq) + H CO (aq) El númer de mles de cada reactiv es: 1 ml CaCO 100 g CaCO = 1 ml CaCO 100 g CaCO 4 ml HCl 1 L HCl 4 M 1 L HCl 4 M = 4 ml HCl 4 ml HCl 1 ml CaCO > 2 La relación mlar btenida quiere decir que el limitante es el CaCO y que sbra HCl (ácid fuerte). Cm ls prducts sn CaCl (sal prcedente de ácid fuerte y base fuerte) que n influye en el ph de la dislución y H CO (ácid débil), la dislución resultante será ácida. La respuesta crrecta es la a El ph de una dislución 0,1 M de un ácid mnprótic HA es 4,5. Se puede decir que se trata de un ácid: a) Muy diluid b) Orgánic c) Muy pc sluble en agua d) Pc disciad (O.Q.L. Castilla y León 2011) A partir de ls dats dads se deduce que se trata de un ácid débil y pr tant pc disciad en ines, ya que si se tratara de un ácid fuerte, una dislución 0,1 M tendría un ph = 1.

102 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 98 La respuesta crrecta es la d En una dislución de de ph = 2,38 la cncentración de en mles pr ml será: a) 4,17 10 b) 2,40 10 c) 4,17 10 d) 2,40 10 (O.Q.L. Castilla y León 2011) La relación entre el ph y el poh de una dislución viene dada pr la expresión: ph + poh = 14 poh = 14 ph = 14 2,38 = 11,62 De acuerd cn el cncept de poh: [OH ] = 10 [OH ] = 10, 2,40 10 ml/l Cambiand las unidades: ml 1 L 2,40 10 L 10 3 ml La respuesta crrecta es la d. = 2,40 10 ml ml (Similar a la prpuesta en Castilla y León 2010) Según la tería de Brönsted Lwry, cuál de las siguientes afirmacines es crrecta? a) y pueden actuar cm bases. b) HCN, y pueden actuar cm sustancias anfóteras. c), y pueden actuar cm ácids. d) Tdas sn incrrectas. (O.Q.L. Castilla y León 2011) Según la tería de Brönsted Lwry: a) Fals. ácid es tda especie química capaz de ceder prtnes a una base. base es tda especie química capaz de aceptar prtnes de un ácid. NH + H O NH + H O CO + H O HCO + OH ácid base b) Fals. Anfóters sn especies que pueden cmprtarse cm ácids bases dependiend del medi en el que se encuentren. HCO y HSO sn anf ters ya que pueden ceder captar un prt n. HCN puede ceder un prtón y n puede captarl y pr ell sl actúa cm ácid. c) Verdader. Las tres especies ceden un prtón y se cmprtan cm ácids. HPO + H O PO + H O HCO + H O CO + H O H O H O + H ácid ácid ácid

103 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 99 La respuesta crrecta es la c. (Similar a la prpuesta en Castilla y León 2010) Cuál de las siguientes afirmacines n es verdadera? a) El agua pura tiene prpiedades ácidas y básicas. b) El ácid clrhídric es más fuerte que el ácid acétic. c) Una dislución de clrur de amni es ácida. d) Una dislución de carbnat de sdi es ácida. (O.Q.L. Castilla y León 2011) a) Verdader. El equilibri de inización del agua es: 2 H O (l) H O (aq) + OH (aq) Se prduce la misma cantidad de ambs ines. b) Verdader. El ácid clrhídric, HCl, es un ácid fuerte, pr l que se encuentra ttalmente inizad y prprcina un valr de [H O ] más elevad y su ph es más baj. El ácid acétic, CH COOH, es débil, pr l que se encuentra parcialmente inizad y prprcina un valr de [H O ] menr que el del ácid fuerte y su ph es mayr. c) Verdader. El clrur de amni, NH Cl, en dislución acusa se encuentra disciada según la ecuación: NH Cl (aq) Cl (aq) + NH (aq) El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) El in Cl es la base débil cnjugada del ácid fuerte HCl pr l que n se hidrliza. Cm se bserva, se prducen ines H O y pr tant es ácida. d) Fals. El carbnat de sdi, Na CO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: Na CO (aq) CO (aq) + 2 Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in CO es la base cnjugada del ácid débil HCO que n se hidrliza según la ecuación: CO (aq) + H O (l) HCO (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH y pr tant es básica. La respuesta crrecta es la c El ph de una dislución de acetat de amni es aprximadamente 7, l cuál se puede explicar prque: a) La dislución es muy diluida. b) El acetat de amni es un electrólit débil. c) Las sales de ácids y bases débiles sn neutras. d) Ls ines amni y acetat se hidrlizan aprximadamente en la misma magnitud. (O.Q.L. Castilla y León 2011)

104 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 100 El acetat de amni, NH CH COO, en dislución acusa se encuentra disciad según la ecuación: NH CH COO (aq) CH COO (aq) + NH (aq) El in NH, es el ácid cnjugad de la base débil NH y se hidrliza según la ecuación: NH (aq) + H O (l) NH (aq) + H O (aq) El in CH COO es la base cnjugada del ácid débil CH COOH y se hidrliza según la ecuación: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) Si el ph aprximad de la dislución es 7 quiere decir que la cantidad de ines H O que prduce el amni y la de ines OH que prduce el acetat es la misma. Cm la cncentración inicial de ambs ines es la misma, la cnstante de acidez (hidrólisis) del in amni debe tener aprximadamente el mism valr que la cnstante de basicidad (hidrólisis) del in acetat. La respuesta crrecta es la d Qué ácid tiene la base cnjugada más fuerte? a) Ácid acétic ( = 1,8 10 ) b) Ácid fórmic ( = 1,8 10 ) c) Ácid flurhídric ( = 6,8 10 ) d) Ácid prpanic ( = 5,5 10 ) (Dat. = 1,0 10 ) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2011) La relación entre la cnstante de fuerza de ácid y su base cnjugada viene dada pr la expresión: K = K K K = 1,0 10 = 5,6 10 1,8 10 Para ls ácids dads, tendrá la base cnjugada más fuerte el que tenga el mayr valr de la cnstante K, y ls respectivs valres sn: La respuesta crrecta es la a. Ácid acétic 1,8 10 5,6 10 fórmic 1,8 10 5,6 10 flurhídric 6,8 10 1,5 10 prpanic 5,5 10 1, El ácid metanic es un ácid débil cuya cnstante de acidez vale 1, Si se tienen 500 ml de una dislución acusa de este ácid en la cual éste se encuentra disciad en un 34%, cuál será la cncentración inicial del ácid metanic en la dislución? a) 2,10 10 M b) 1,05 10 M c) 1,50 10 M d) 2,55 10 M (O.Q.L. Castilla La Mancha 2011)

105 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 101 El HCOOH es un ácid débil que se encuentra parcialmente disciad de acuerd cn el equilibri: HCOOH (aq) + H O (l) HCOO (aq) + H O (aq) La expresión de la cnstante de acidez es: K = HCOO H O HCOOH Las cncentracines en el equilibri en función de la cncentración inicial c y del grad de inización α es: [HCOO ] = [H O ] = cα [HCOOH] = c x c1 α La expresión de la cnstante de equilibri queda cm: K cα c1 α cα 1α Sustituyend se btiene: c K 1α α 1 0,34 c 1, ,34 1,03 10 La respuesta crrecta es la b Cuál es el ph de una dislución 0,025 M de KOH? a) 1,60 b) 3,69 c) 10,31 d) 12,40 (O.Q.L. Castilla La Mancha 2011) El KOH es una base fuerte que se encuentra ttalmente disciada en ines de acuerd cn la ecuación: KOH (aq) K (aq) + OH (aq) Pr tant, [K ] = [OH ] = 0,025 M. poh = lg 0,025 = 1,60 ph = 14 poh = 14 1,60 = 12,40 La respuesta crrecta es la d.

106 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) REACCIONES DE PRECIPITACIÓN 9.1. Si el prduct de slubilidad del AgBr (s) es 5,0 10 a 25 C, su slubilidad en agua es: a) 2,5 10 ml b) 7,1 10 ml c) 1,4 10 ml d) 2,5 10 ml e) El brmur de plata es cmpletamente insluble. (O.Q.N. Navacerrada 1996) El equilibri crrespndiente a la dislución del AgBr (s) es: AgBr (s) Ag (aq) + Br (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ag ] [Br ] Llamand s a la slubilidad mlar del AgBr y cnsiderand que en el equilibri: [Ag ] [Br ] = s La expresión de K queda cm: K = s s = s Sustituyend: 5,0 10 = s s = 7,1 10 ml La respuesta crrecta es la b La relación entre la slubilidad en agua (s) y el prduct de slubilidad ( ) para el sólid iónic es: a) 9 = b) 3 = c) 3 = d) s = e) 27 = (O.Q.N. Navacerrada 1996) El equilibri crrespndiente a la dislución del FeOH (s) es: FeOH (s) Fe (aq) + 3 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Fe ] [OH Llamand s a la slubilidad mlar del FeOH y cnsiderand que en el equilibri: [Fe ] = s [OH ] = 3s La expresión de K ps queda cm: K = s 3s = La respuesta crrecta es la e.

107 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de ls siguientes cmpuests n es sluble en NaOH (aq) 2,0 ml? a) (s) b) NaOH (s) c) (s) d) NaCl (s) e) (l) (O.Q.N. Navacerrada 1996) El NaOH (aq), base fuerte, que se encuentra cmpletamente disciada en ines según la ecuación: NaOH (aq) Na (aq) + OH (aq) a) Verdader. El equilibri crrespndiente a la dislución del FeOH (s) es: FeOH (s) Fe (aq) + 3 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Fe ] [OH Si se trata de dislver FeOH (s) en NaOH (aq), el valr de [OH ] aumenta. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, para que se mantenga el valr de la cnstante K, el equilibri de desplaza hacia la frmación de FeOH (s) cn l que su slubilidad disminuye. Teniend en cuenta que la slubilidad del FeOH en agua es muy pequeña (K = 4,0 10 ), la slubilidad en NaOH (aq) pdría cnsiderarse prácticamente nula. b c) Fals. NaOH y BeOH sn bases fuertes, que se encuentran cmpletamente disciadas en ines, pr tant, su slubilidad n se ve afectada pr el medi. d) Fals. NaCl es una sal muy sluble que se encuentra cmpletamente disciada en ines, pr tant, su slubilidad n se ve afectada pr el medi. e) Fals. CH COOH (l) es un ácid débil que se disuelve perfectamente en NaOH (aq), base fuerte, ya que reaccinan según la ecuación: CH COOH (l) + NaOH (aq) NaCH COO (aq) + H O (l) La respuesta crrecta es la a El brmur de plata es más sluble en: a) NaCl (aq) 0,10 ml b) (l) pura c) (aq) diluid d) (aq) 0,10 ml e) (aq) diluid El equilibri crrespndiente a la dislución del AgBr (s) es: (O.Q.N. Navacerrada 1996) AgBr (s) Ag (aq) + Br (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ag ] [Br ]

108 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 104 La adición de NH (aq) al AgBr (s) prduce la frmación de un cmplej que prvca la dislución del precipitad: AgBr (s) + 2 NH (aq) AgNH (aq) + Br (aq) La respuesta crrecta es la e Calcule el ph de una dislución saturada de si su prduct de slubilidad es 5,5 10. a) 11,28 b) 8,72 c) 12,04 d) 12,34 e) 13,00 (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Asturias 2011) El equilibri crrespndiente a la dislución del CaOH (s) es: CaOH (s) Ca (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ca ] [OH Llamand s a la slubilidad mlar del CaOH y cnsiderand que en el equilibri: [Ca ] = s [OH ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s Sustituyend: 5,5 10 = 4 s s = 1,11 10 ml L Ls valres de [OH ], poh y ph de la dislución sn, respectivamente: [OH ] = 2s = 2,22 10 ml L poh = lg 2,22 10 = 1,65 ph + poh = 14 ph = 14 1,65 = 12,35 La respuesta crrecta es la d Indique l que curre si se añade 0,01 ml de sal sluble (s) a 1 L de dislución de (aq) 0,0010 M. a) N se prducirá ninguna precipitación. b) El valr de aumenta en un factr de 0,14. c) Precipitará espntáneamente (s). d) El valr de disminuye en un factr de 0,14. e) Precipitará espntáneamente (s). (Dat. = 7,4 10 ) (O.Q.N. Navacerrada 1996) La ecuación química crrespndiente a la reacción entre CuClO (s) y NaIO (aq) es: CuClO (s) + NaIO (aq) NaClO (aq) + CuIO (s)

109 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 105 El equilibri crrespndiente a la dislución del CuIO (s) es: CuIO (s) Cu (aq) + 2 IO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Cu ] IO Ls valres de las cncentracines en el equilibri sn: Cu 0,01 ml = = 0,01 M 1 L IO = NaIO = 0,001 M Para que se frme precipitad es precis que el prduct iónic sea mayr que K : K < [Cu ] IO se frma precipitad Sustituyend: [Cu ] IO = 0,01 0,001 = 1,0 10 < 7,4 10 Cm el prduct iónic es menr que K n se frma precipitad. La respuesta crrecta es la a Calcule el prduct de slubilidad del (s) si la slubilidad de esta sal en agua a 25 C es 0,022 ml. a) 1,9 10 b) 1,1 10 c) 4,3 10 d) 9,7 10 e) 4,8 10 (O.Q.N. Ciudad Real 1997) El equilibri crrespndiente a la dislución del PbBr (s) es: PbBr (s) Pb (aq) + 2 Br (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Pb ] [Br Llamand s a la slubilidad mlar del PbBr y cnsiderand que en el equilibri: [Pb ] = s [Br ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s Sustituyend: K = 4 0,022 = 4,3 10 La respuesta crrecta es la c.

110 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para la reacción: (s) (aq) + (aq) ΔH > 0. Cuál de ls siguientes cambis aumentará la slubilidad del acetat de plata en agua? a) Disminución de la temperatura. b) Adición de ácid nítric. c) Adición de acetat de plata. d) Adición de agua. e) Adición de acetat sódic. (O.Q.N. Ciudad Real 1997) a) Fals. Si se disminuye la temperatura, de acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se prduzca calr y así aumente la temperatura. Cm se trata de una reacción endtérmica, el equilibri se desplaza hacia la frmación de AgOOCCH (izquierda) pr l que disminuye la slubilidad. b) Verdader. Si se añade HNO prduce la siguiente reacción: AgOOCCH (s) + HNO (aq) AgNO (aq) + CH COOH (aq) De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se repngan ls ines CH COO cnsumids pr la adición del ácid nítric, es decir hacia la derecha cn l que la slubilidad del AgOOCCH aumenta. AgOOCCH (s) Ag (aq) + CH COO (aq) CH COOH (s) H (aq) + CH COO (aq) c e) Fals. La adición de NaOOCCH AgOOCCH, sustancias que tienen algún in cmún cn ls presentes en el equilibri prducen una disminución de la slubilidad del AgOOCCH. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines CH COO Ag añadids, es decir hacia la izquierda. d) Fals. La adición de agua n afecta a la slubilidad mientras se mantenga cnstante la temperatura. La respuesta crrecta es la b Indique l que curre cuand se mezclan 50 ml de (aq) 1,0 M y 50 ml de (aq) 0,01 M. a) Precipita espntáneamente. b) El valr de aumenta en un factr de 43. c) El valr de disminuye en un factr de 43. d) N se prduce precipitación. e) Precipita espntáneamente NaNO 3. (Dat. = 5,8 10 ) (O.Q.N. Ciudad Real 1997) La ecuación química crrespndiente a la reacción entre AgNO (aq) y NaBrO (aq) es: AgNO (aq) + NaBrO (aq) NaNO (aq) + AgBrO (s) El equilibri crrespndiente a la dislución del AgBrO (s) es: AgBrO (s) Ag (aq) + BrO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es:

111 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 107 K = [Ag ] [BrO ] Ls valres de las cncentracines en el equilibri sn: Ag = AgNO = 1,0 mml AgNO 50 ml AgNO 1,0 M 1 ml AgNO 1,0 M = 0,5 M ml disluci n BrO = NaBrO = 0,01 mml NaBrO 50 ml NaBrO 0,01 M 1 ml NaBrO 0,01 M = 0,005 M ml disluci n Para que se frme precipitad es precis que el prduct iónic sea mayr que K : K < [Ag ] [BrO ] se frma precipitad Sustituyend: [Ag ] [BrO ] = 0,5 0,005 = 2,5 10 > 5,8 10 Cm el prduct iónic es mayr que K sí se frma precipitad. La respuesta crrecta es la a Calcule la slubilidad del ydat de plm (II) en agua. a) 6,5 10 M b) 5,1 10 M c) 4,0 10 M d) 5,1 10 M e) 6,0 10 M (Dat. = 2,6 10 ) El equilibri crrespndiente a la dislución del PbIO (s) es: (O.Q.N. Burgs 1998) PbIO (s) Pb (aq) + 2 IO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Pb ] IO Llamand s a la slubilidad mlar del Pb(IO 3 ) 2 y cnsiderand que en el equilibri: [Pb ] = s [IO ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s Sustituyend: 2,6 10 = 4 s s = 4,0 10 M La respuesta crrecta es la c.

112 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Señale la prpsición crrecta: a) El prduct de slubilidad del disminuye si se añade a una dislución acusa de la sal. b) La slubilidad del en agua pura ( = 2,11 10 ) es aprximadamente la misma que la del en agua pura ( = 2,7 10 ), puest que sus prducts de slubilidad sn casi iguales. c) La slubilidad del es mayr que la del FeCO 3. d) La slubilidad del es mayr que la del. e) La slubilidad del aumenta si se añade a una dislución acusa de la sal. (O.Q.N. Burgs 1998) a) Fals. El prduct de slubilidad, K, de una sustancia es un valr cnstante que sól depende de la temperatura. b) Fals. Ls equilibris crrespndientes a la dislución del FeCO (s) y CaF (s) sn, respectivamente: FeCO (s) Fe (aq) + CO (aq) CaF (s) Ca (aq) + 2 F (aq) La expresión de las cnstantes prduct de slubilidad, K, sn, respectivamente: K = [Fe ] [CO ] K = [Ca ] F Llamand s a la slubilidades mlares del FeCO y CaF cnsiderand que en el equilibri: [Fe ] = [CO ] = s [Ca ] = s [F ] = 2s Las expresines de K quedan, respectivamente, cm: K = s 2,11 10 = s s = 4,6 10 M K = s 2s = 4 s 2,7 10 = 4 s s = 1,9 10 M Cm se bserva, la slubilidad del CaF es mayr que la del FeCO. c) Verdader. La slubilidad del CaF es mayr que la del FeCO. d) Fals. La slubilidad del CaF es mayr que la del FeCO. e) Fals. La adición de Na CO, sustancia que tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce una disminución de la slubilidad del FeCO. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines carbnat añadids, es decir hacia la izquierda. La respuesta crrecta es la c En una dislución acusa saturada de, la slubilidad aumenta al añadir: a) HCl b) NaOH c) d) e) (O.Q.N. Burgs 1998) a) Verdader. Si se añade HCl a la dislución saturada de CaCO se prduce la siguiente reacción:

113 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 109 CaCO (s) + 2 HCl (aq) CaCl (aq) + H 2 CO 3 (aq) De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se repngan ls ines CO cnsumids pr la adición del ácid clrhídric, es decir hacia la derecha cn l que la slubilidad del CaCO aumenta. CaCO (s) Ca (aq) + CO (aq) H CO (aq) 2 H (aq) + CO (aq) b) Fals. Si se añade NaOH, base fuerte que se encuentra cmpletamente disciada en ines, ls ines OH prcedentes de la misma alteran el equilibri crrespndiente a ls ines carbnat en dislución acusa: CO (aq) + H O (l) HCO (aq) + OH (aq) De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines OH añadids, es decir hacia la izquierda. Si [CO ] aumenta, [Ca ] disminuye y así se mantiene cnstante el prduct de slubilidad, pr tant, la slubilidad del CaCO 3 disminuye. c d) Fals. La adición de Na CO CaCl, sustancias que tienen algún in cmún cn ls presentes en el equilibri prducen una disminución de la slubilidad del CaCO. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines CO Ca añadids, es decir hacia la izquierda, pr tant, la slubilidad del CaCO disminuye. e) Fals. La adición de agua n afecta a la slubilidad mientras se mantenga cnstante la temperatura. La respuesta crrecta es la a La relación entre la slubilidad en agua (s) y el prduct de slubilidad ( ) para el sólid iónic es: a) = b) s = c) = d) 4 = e) 2 = (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2004) El equilibri crrespndiente a la dislución del FeOH (s) es: FeOH (s) Fe (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Fe ] [OH Llamand s a la slubilidad mlar del FeOH y cnsiderand que en el equilibri: [Fe ] = s [OH ] = 2s La expresión de K ps queda cm: K = s 2s =

114 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 110 La respuesta crrecta es la d. (Cuestión similar a la prpuesta en Navacerrada 1996) Para la siguiente reacción: (aq) + 2 (aq) (aq) K = 1,6 10. Calcule la slubilidad mlar del AgCl en una dislución en la que la cncentración de equilibri de es 2,0 M. a) 0,107 b) 0, c) 0,049 d) 0,0087 e) 0,0029 (Dat. AgCl = 1,8 10 ) El equilibri crrespndiente a la dislución del AgCl (s) es: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ag ] [Cl ] El equilibri crrespndiente a la frmación del cmplej AgNH (aq) es: Ag (aq) + 2 NH (aq) AgNH (aq) La expresión de la cnstante prduct de frmación del cmplej, K, es: K = [AgNH ] Ag [NH (O.Q.N. Almería 1999) El equilibri crrespndiente a la dislución del precipitad de AgCl (s) en NH (aq) es: AgCl (s) + 2 NH (aq) AgNH (aq) + Cl (aq) La expresión de la cnstante de equilibri de la reacción, K, es: K = [AgNH ] [Cl ] [NH Multiplicand y dividiend pr [Ag ] se btiene: K = [AgNH ] [Cl ] [NH [Ag ] [Ag ] = K K = 1,6 10 1,8 10 = 2,9 10 Llamand s a la slubilidad mlar del AgCl, la tabla de cncentracines en el equilibri: NH AgNH Cl c inicial 2 c transfrmad 2s c frmad s s c equilibri 2 2s s s Sustituyend:

115 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 111 s 2 2s = 2,9 10 s = 0,0972 M La prpuesta que hacen ls autres es que 2 >> 2s y, pr tant, 2 2s 2 cn l que la ecuación queda más sencilla y se btiene s = 0,108 M. La respuesta crrecta es la a Cuál es el ph mínim al que precipita el hidróxid de cbalt (II) de una dislución de 0,02 M? a) 5,8 b) 6,2 c) 7,0 d) 7,8 e) 8,7 (Dat. hidróxid de cbalt (II) = 2,0 10 ) El equilibri crrespndiente a la dislución del COH (s) es: COH (s) C (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [C ] [OH (O.Q.N. Barcelna 2001) Llamand s a la slubilidad mlar del CaOH y cnsiderand que en el equilibri: [C ] = 0,02 [OH ] = x La expresión de K queda cm: K = 0,02 x Sustituyend: 2,0 10 = 0,02 x x = 1,0 10 M Ls valres de [OH ], poh y ph de la dislución sn, respectivamente: [OH ] = 1,0 10 M poh = lg 1,0 10 = 7,0 ph + poh = 14 ph = 14 7,0 = 7,0 La respuesta crrecta es la c La relación entre la slubilidad en agua (s) y el prduct de slubilidad ( ) para el bórax, 8, un sólid iónic pc sluble, es: a) = b) s = c) = d) 4 = e) 2 = (O.Q.N. Barcelna 2001) El equilibri crrespndiente a la dislución del Na B O OH 8 H O (s) es: Na B O OH 8 H O (s) 2 Na (aq) + B O OH (aq)

116 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 112 La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Na ] 2 [B O OH ] Llamand s a la slubilidad mlar del Na B O OH 8 H O y cnsiderand que en el equilibri: [Na ] = s [B O OH ] = 2s La expresión de K ps queda cm: K = s 2s = La respuesta crrecta es la d. (Cuestión similar a las prpuestas en Navacerrada 1996, Almería 1999 y Asturias 2004) Cuánts mles de precipitan si se añaden 250 ml de dislución de NaI 0,200 M a 150 ml de 0,100 M? a) 0,050 ml b) 1,3 10 ml c) 0,015 ml d) 5,6 10 ml e) 0,040 ml (Dat. = 1,4 10 ) (O.Q.N. Barcelna 2001) La ecuación química crrespndiente a la reacción entre NaI (aq) y PbNO (aq) es: 2 NaI (aq) + PbNO (aq) 2 NaNO (aq) + PbI (s) El equilibri crrespndiente a la dislución del PbI (s) es: PbI (s) Pb (aq) + 2 I (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Pb ] [I Ls valres de las cncentracines en el equilibri sn: 0,1 mml PbNO 150 ml PbNO 0,1 M Pb 1 ml PbNO = [PbNO ] = 1,0 M = 0,0375 M ml disluci n 0,2 mml NaI 250 ml NaI 0,2 M I 1 ml NaI 0,01 M = NaI = = 0,125 M ml disluci n Para que se frme precipitad es precis que el prduct iónic sea mayr que K : K < [Pb ] [I se frma precipitad Sustituyend: [Pb ] [I = 0,0375 0,125 = 5,9 10 > 1,4 10 Cm el prduct iónic es mayr que K sí se frma precipitad.

117 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 113 Una vez que se cmprueba que se frma precipitad es precis determinar cuál es el reactiv limitante que determina la cantidad de precipitad frmad, para ell se calcula el númer de mles de cada reactiv: 150 ml PbNO 0,1 M 250 ml NaI 0,2 M La relación mlar es: 0,050 ml NaI 0,015 ml PbNO = 3,3 0,1 ml PbNO 1000 ml PbNO 1,0 M = 0,015 ml PbNO 0,2 ml NaI = 0,050 ml NaI 1000 ml NaI 0,01 M Cm la relación mlar es > 2 quiere decir que sbra NaI, pr l que es el reactiv limitante que determina la cantidad de PbI que precipita: 1 ml PbI 0,015 ml PbNO = 0,015 ml 1 ml PbNO La respuesta crrecta es la c El in cmplej, el estad de xidación del crm y su númer de crdinación sn, respectivamente: a) 0 y 6 b) 0 y 7 c) +3 y 4 d) +3 y 6 e) 3 y 6 (O.Q.N. Barcelna 2001) Se trata de un catión cmplej en el que catión central crm se encuentra unid a ds ligands aniónics clr Cl y a cuatr ligands neutrs amin NH pr l que su: númer de crdinación es 6 estad de xidación del catión metálic es, x = +1 x = +3 La respuesta crrecta es la d Si de una dislución saturada de un sólid prácticamente insluble en agua se evapra la mitad del agua manteniend la temperatura cnstante, cuál sería la mlaridad de la dislución? a) Igual a la inicial. b) La mitad de la inicial. c) El dble de la inicial. d) Cuatr veces la inicial. (O.Q.L. Castilla y León 2001) Si una sustancia AB prácticamente insluble en agua clca en un vlumen determinad de agua, una pequeñísima cantidad de AB, s mles, se disuelve cn l que la dislución queda saturada de acuerd cn el siguiente equilibri: AB (s) A (aq) + B (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad es: K = [A ] [B ]

118 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 114 este valr es una cnstante que sól depende de la temperatura. Si se evapra la mitad del agua manteniend cnstante la temperatura, cm el prduct de slubilidad es cnstante, las cncentracines iónicas en el equilibri deben permanecer cnstantes. La respuesta crrecta es la a Un precipitad de se encuentra en equilibri cn una dislución saturada de esta sal. Parte td el precipitad se dislverá al añadir una dislución diluida de: a) NaOH b) c) d) e) (O.Q.N. Ovied 2002) El equilibri de dislución del AgOOCCH viene dad pr la siguiente ecuación: AgOOCCH (s) Ag (aq) + CH COO (aq) a) Fals. Si se añade NaOH, base fuerte que se encuentra cmpletamente disciada en ines, ls ines OH prcedentes de la misma alteran el equilibri crrespndiente a ls ines acetat en dislución acusa: CH COO (aq) + H O (l) CH COOH (aq) + OH (aq) De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines OH añadids, es decir hacia la izquierda. Si [CH COO ] aumenta, [Ag ] disminuye y así se mantiene cnstante el prduct de slubilidad, pr tant, la slubilidad del AgOOCCH disminuye. b) Verdader. Si se añade HNO prduce la siguiente reacción: AgOOCCH (s) + HNO (aq) AgNO (aq) + CH 3 COOH (aq) De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se repngan ls ines CH COO cnsumids pr la adición del ácid nítric, es decir hacia la derecha cn l que la slubilidad del AgOOCCH aumenta. AgOOCCH (s) Ag (aq) + CH COO (aq) CH COOH (s) H (aq) + CH COO (aq) c d e) Fals. La adición de NaNO, KOOCCH AgNO, sustancias que tienen algún in cmún cn ls presentes en el equilibri prducen una disminución de la slubilidad del AgOOCCH. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines CH COO Ag añadids, es decir hacia la izquierda, pr tant la slubilidad disminuye. La respuesta crrecta es la b. (Cuestión similar a la prpuesta en Cuidad Real 1997).

119 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Ls prducts de slubilidad del sulfat de estrnci y flurur de plm (II) sn respectivamente, 2,8 10 y 2,7 10. Se puede afirmar que: a) Las ds slubilidades sn la raíz cuadrada de sus respectivs prducts de slubilidad. b) La slubilidad del flurur de plm (II) es mayr que la del sulfat de estrnci. c) Las ds slubilidades sn aprximadamente iguales. d) Ls prducts de slubilidad de ambas sales aumentan cn el ph. e) N es psible cncer la slubilidad cn este dat. (O.Q.N. Ovied 2002) (O.Q.L. Asturias 2004) a) Fals. Ls equilibris crrespndientes a la dislución del SrSO (s) y PbF (s) sn, respectivamente: SrSO (s) Sr (aq) + SO (aq) PbF (s) Pb (aq) + 2 F (aq) La expresión de las cnstantes prduct de slubilidad, K, sn, respectivamente: K = [Sr ] [SO ] K = [Pb ] F Llamand s a la slubilidades mlares del SrSO y PbF cnsiderand que en el equilibri: [Sr ] = [SO ] = s [Pb ] = s [F ] = 2s Las expresines de K quedan, respectivamente, cm: K = s 2,8 10 = s s = 5,3 10 M K = s 2s = 4 s 2,7 10 = 4 s s = 1,9 10 M Cm se bserva, la slubilidad del PbF es mayr que la del SrSO. b) Verdader. La slubilidad del PbF es mayr que la del SrSO. c) Fals. La slubilidad del PbF es casi 4 veces mayr que la del SrSO. d) Fals. En ningun de ls equilibris están presentes ls ines OH H, pr tant, la adición de ácid base, es decir la mdificación del ph, afecta a la slubilidad de ambas especies. e) Cm se ha demstrad en el apartad a) la slubilidad se calcula a partir del prduct de slubilidad. La respuesta crrecta es la b El prduct de slubilidad del en agua es 7,8 10 y el del es 1,8 10, pr tant: a) La slubilidad de ests cmpuests es 7,8 10 y 1,8 10 ml/l. b) La slubilidad de ests cmpuests en NaCl será menr que en agua pura. c) La slubilidad del es más de 10 veces mayr que la del. d) La slubilidad del es aprximadamente 10 veces superir a la del. c) La slubilidad del aumenta al añadir NaF. (O.Q.N. Tarazna 2003) a) Fals. El prduct de slubilidad n es l mism que la slubilidad de una sustancia. b) La adición de una sal, NaCl, que n tiene ningún in cmún cn ls del equilibri estudiad n afecta a la slubilidad de las sustancias precipitadas.

120 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 116 c) Verdader. Ls equilibris crrespndientes a la dislución del Ag PO (s) y SrF (s) sn, respectivamente: Ag PO (s) 3 Ag (aq) + PO (aq) PbF (s) Pb (aq) + 2 F (aq) La expresión de las cnstantes prduct de slubilidad, K, sn, respectivamente: K = Ag [PO ] K = [Sr ] F Llamand s a la slubilidades mlares del Ag PO y SrF cnsiderand que en el equilibri: [Ag ] = 3s [PO ] = s [Sr ] = s [F ] = 2s Las expresines de K quedan, respectivamente, cm: K = 3s s = 27 s 1,8 10 = 27 s s = 1,6 10 M K = s 2s = 4 s 7,8 10 = 4 s s = 5,8 10 M Cmparand ambas slubilidades: s SrF s Ag PO = 5,8 10 M 1,6 10 M = 36 Cm se bserva, la slubilidad del es más de 10 veces mayr que la del. d) Fals. La slubilidad del SrF n es unas 10 veces mayr que la del Ag PO. Esa es la relación entre ls respectivs prducts de slubilidad: K SrF K Ag PO = 7,8 10 = 4,3 10 1,8 10 e) Fals. La adición de NaF sustancia que tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce una disminución de la slubilidad del SrF. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines F añadids, es decir hacia la izquierda. La respuesta crrecta es la b Tras añadir una cierta cantidad de AgCl a un ciert vlumen de agua, remver enérgicamente y esperar un tiemp adecuad se han depsitad en el fnd 2 grams de sólid. Si psterirmente se añade 1 gram más de AgCl, a la misma temperatura, se puede afirmar que: a) Ha cambiad la cncentración de de la dislución. b) Habrá exactamente 3 grams de sólid en el fnd. c) Habrá mens de 3 grams de sólid en el fnd. d) El AgCl n es sluble en agua. (O.Q.L. Murcia 2003) La adición de 2 g de AgCl (s) al agua hace que una pequeñísima cantidad de AgCl se disuelva, cn l que la dislución queda saturada de acuerd cn el siguiente equilibri: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) Si a cntinuación, se añade 1 g más de esta sustancia se irá directamente al fnd del recipiente. Pr tant, la cantidad de sólid en el fnd será ligeramente inferir a 3 g.

121 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 117 La respuesta crrecta es la c La slubilidad en agua del flurur de calci ( ) es de 0,016 g a la temperatura de 18 C. El valr del prduct de slubilidad del flurur de calci a esa temperatura debe ser: a) 3,4 10 b) 4,0 10 c) 8,2 10 d) 1,7 10 (Masas atómicas: F = 19; Ca = 40) El equilibri crrespndiente a la dislución del CaF (s) es: CaF (s) Ca (aq) + 2 F (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ca ] F Llamand s a la slubilidad mlar del CaF y cnsiderand que en el equilibri: (O.Q.L. Murcia 2003) [Ca ] = s [F ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s La slubilidad mlar del CaF es: s = 0,016 g CaF dm 1 ml CaF 78 g CaF = 2,05 10 M Sustituyend: K = 4 2,05 10 = 3,4 10 La respuesta crrecta es la a El interir de una tetera está recubiert cn 10 g de. Cuánts lavads serían necesaris para dislver td el, si en cada lavad se gastan 250 ml de agua? a) 10 b) 250 c) 6324 d) e) 1580 (Dats. Masas atómicas: C = 12; O = 16; Ca = 40,1; = 4 10 ) El equilibri crrespndiente a la dislución del CaCO (s) es: CaCO (s) Ca (aq) + CO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ca ] [CaCO ] (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) (O.Q.N. Sevilla 2010)

122 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 118 Llamand s a la slubilidad mlar del CaCO y cnsiderand que en el equilibri: [Ca ] = [CO ] = s La expresión de K queda cm: K = s Sustituyend: 4,0 10 = s s = 6,32 10 M Expresand la slubilidad del CaCO en g/l: 6, ml CaCO L 100 g CaCO 1 ml CaCO = g CaCO 6,32 10 L La masa de CaCO que se disuelve en 250 ml de agua será la cuarta parte: 1 g CaCO 4 6,32 10 = 1,58 10 g CaCO L Relacinand la masa de CaCO depsitada en la tetera cn la slubilidad del CaCO en 250 ml de agua se btiene el númer de lavads a realizar para eliminar td el depósit: 1 lavad 10 g CaCO 1,58 10 = 6324 lavads g CaCO La respuesta crrecta es la c A 25 C la slubilidad del flurur de bari en agua es 7,41 10 ml/l. El prduct de slubilidad de dicha sal en agua es: a) 1,63 10 b) 5,47 10 c) 8,10 10 d) 1,09 10 (O.Q.L. Murcia 2004) El equilibri crrespndiente a la dislución del BaF (s) es: BaF (s) Ba (aq) + 2 F (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ba ] F Llamand s a la slubilidad mlar del CaF y cnsiderand que en el equilibri: [Ba ] = s [F ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s Sustituyend: K = 4 7,41 10 = 1,63 10 La respuesta crrecta es la a.

123 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El valr del prduct de slubilidad de las sales MX, y es igual a 4,0 10. Cuál de las sales es más sluble? a) MX b) QX 2 c) A 2 X 3 d) Las tres tienen la misma slubilidad. (O.Q.L. Asturias 2004) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2004) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2005) El equilibri crrespndiente a la dislución de una sal del tip A B (s) es: A B s m A aq+ n B aq La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [A [B Llamand s a la slubilidad mlar del A B y cnsiderand que en el equilibri: [A ] = ms [B ] = ns La expresión de K queda cm: K = ms ns = m n s El valr de la slubilidad para una determinada sal es: s = K m n Para la sal MX se tiene que m+n =2 y el valr de la slubilidad es s = 4, = 2,0 10 M Para la sal QX, se tiene que (m+n) =3 y el valr de la slubilidad es: s = 4, = 1,0 10 M Para la sal A X, se tiene que (m+n) =5 y el valr de la slubilidad es: s = 4, = 2,1 10 M A la vista de las respectivas slubilidades, la sal más sluble es. La respuesta crrecta es la c Teniend en cuenta el siguiente sistema en equilibri: (s) (aq) + (aq) ΔH > 0 a) Se dislverá más sólid si se disminuye la temperatura. b) Se dislverá más sólid si se diluye al dble la dislución. c) Si se cncentra la dislución, aumentará la cncentración de. d) Si se añade (s), disminuirá la cncentración de. (O.Q.L. Asturias 2004)

124 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 120 a) Fals. Si se disminuye la temperatura, de acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se prduzca calr y así aumente la temperatura. Cm se trata de un prces endtérmic, el equilibri se desplaza hacia la frmación de PbSO (izquierda) pr l que disminuye la slubilidad. b) Fals. Si se cnsidera que se mantiene cnstante la temperatura, el valr de K permanece cnstante. La slubilidad de la sustancia n cambia aunque se duplique el vlumen de agua. c) Fals. Si se cnsidera que se mantiene cnstante la temperatura, el valr de K permanece cnstante. La slubilidad, es decir, la cncentración de las especies iónicas en el equilibri de n cambia aunque se elimine agua de la dislución. d) Verdader. La adición de PbNO, sustancia que tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri, prduce una disminución de la slubilidad del PbSO. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines Pb añadids, es decir hacia la izquierda. La respuesta crrecta es la d La reacción: + 2HCl + CuS a) Redx b) Ácid base de desplazamient c) Ácid base de neutralización d) Precipitación es de tip: (O.Q.L. Madrid 2004) Se trata de una reacción de precipitación ya que el CuS que se frma es un sólid insluble. La respuesta crrecta es la d En qué dislución será más sluble el AgCl: a) HCl 0,01M b) Agua pura c) 0,01M d) N puede determinarse. (O.Q.L. Madrid 2004) El equilibri crrespndiente a la dislución del AgCl (s) es: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) a) Fals. La adición de HCl (aq) sustancia que tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce una disminución de la slubilidad del AgCl. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines clrur añadids, es decir hacia la izquierda. b) Fals. El AgCl (s) es una sustancia insluble en agua pura. c) Verdader. El AgCl (s) es una sustancia insluble que puede dislverse en NH (aq) pr frmación de un cmplej: AgCl (s) + 2 NH (aq) AgNH (aq) + Cl (aq) La respuesta crrecta es la c.

125 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) La slubilidad del flurur de magnesi en agua a 18 C se encuentra tabulada cm 0,0076 g pr 100 ml. El prduct de slubilidad de esta sal es: a) 7,6 10 b) 6,8 10 c) 8 10 d) 7,3 10 (Masas atómicas: F = 19; Mg = 24,3) El equilibri crrespndiente a la dislución del MgF (s) es: MgF (s) Mg (aq) + 2 F (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Mg ] F Llamand s a la slubilidad mlar del MgF y cnsiderand que en el equilibri: (O.Q.L. Madrid 2004) [Mg ] = s [F ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s La slubilidad mlar del CaF es: s = 0,0076 g MgF 100 ml Sustituyend: 1 ml MgF 62,3 g MgF K = 4 1,22 10 = 7,3 10 La respuesta crrecta es la d. 10 ml 1 L = 1,22 10 M El prduct de slubilidad del hidróxid de hierr (III) a 22 C es 6,0 10. Qué masa de este cmpuest se dislverá en 100 ml de hidróxid de sdi 0,20 M, supniend que n hay frmación de cmplejs? a) 6 10 g b) 7 10 g c) 8 10 g d) 9 10 g e) 1 10 g (Masas atómicas: Fe = 55,8; H = 1; O = 16) (O.Q.N. Luarca 2005) El equilibri crrespndiente a la dislución del FeOH (s) es: FeOH (s) Fe (aq) + 3 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Fe ] [OH Llamand s a la slubilidad mlar del FeOH y cnsiderand que en el equilibri:

126 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 122 [Fe ] = s [OH ] = 0,20 M La expresión de K queda cm: K = s 0,20 Sustituyend: 6,0 10 = 0,008 s s = 7,5 10 M Expresand la slubilidad en g/l: 7,5 10 ml FeOH L 106,8 g FeOH 1 ml FeOH = 8,0 10 g FeOH L La slubilidad del FeOH en 100 ml de agua será la décima parte: 1 g FeOH 10 8,0 10 L La respuesta crrecta es la c. = 8,0 10 g 0,1 L Al añadir 0,5 grams de AgCl a una cierta cantidad de agua se bserva que se depsitan 0,45 g en el fnd. Se puede pr tant decir que: a) El AgCl es muy sluble en agua. b) Si se añade 0,05 g más de AgCl se cnsigue tener 0,5 g en el fnd. c) Si se aumenta la temperatura seguirá habiend 0,45 g de AgCl en el fnd. d) El AgCl es un cmpuest cvalente. (O.Q.L. Murcia 2005) a) Fals. El AgCl es un cmpuest muy pc sluble en agua. b) Verdader. La adición de 0,5 g de AgCl (s) al agua hace que una pequeñísima cantidad de AgCl se disuelva cn l que la dislución queda saturada de acuerd cn el siguiente equilibri: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) Si a cntinuación, se añade 0,05 g más de esta sustancia se irá directamente al fnd del recipiente. Pr tant, la cantidad de sólid en el fnd será de 0,5 g. c) Fals. Si se aumenta la temperatura el sólid depsitad en el fnd se disuelve. d) Fals. Teniend en cuenta las electrnegatividades del Cl (3,14) y de la plata (1,93), el AgCl presenta una diferencia de electrnegatividad de 1,21 l que l cnvierte en un cmpuest parcialmente iónic parcialmente cvalente. La respuesta crrecta es la b El prduct de slubilidad del hidróxid de plm (II) es 2, Se puede decir que, en una dislución saturada, se cumple que: a) [ ] [ ] = 2,56 10 b) [ ] [2 ] = 2,56 10 c) [ ] [ ] 2 = 2,56 10 d) [½ ] [ ] = 2,56 10 e) [2 ] [ ] = 2,56 10 (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) (O.Q.L. Madrid 2011)

127 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 123 El equilibri crrespndiente a la dislución del PbOH (s) es: PbOH (s) Pb (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: = [ ] [ La respuesta crrecta es la c Cuál es la fórmula del bis(etilendiamina)diclrcbalt (III)? a) b) c) c) (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) Se trata de un catión cmplej en el que catión central C se encuentra unid a ds ligands aniónics clr Cl y a trs ds ligands neutrs etilendiamina en cuya fórmula es: La respuesta crrecta es la b Si se añade HBr cncentrad a una dislución de AgBr en el equilibri: AgBr (s) (aq) + (aq) a) Aumenta la cantidad de precipitad. b) Aumenta el prduct de slubilidad. c) Aumenta la slubilidad de la sal. d) El equilibri n se ve afectad pr la adición. (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) a) Verdader. Si se añade HBr, un ácid fuerte ttalmente disciad según la ecuación: HBr (aq) H O (aq) + Br (aq) se añaden al equilibri ines Br. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuma ls ines brmur añadids pr la adición del HBr, es decir hacia la izquierda, frmand AgBr cn l que la cantidad de precipitad aumenta. b) Fals. El prduct de slubilidad, K, es un valr cnstante para cada temperatura. c d) Fals. Según l expuest en el apartad a). La respuesta crrecta es la a En una dislución se tiene en equilibri sólid cn catines en cncentración 4,4 10 M y anines en cncentración 0,100 M. Cuál es el prduct de slubilidad del? a) = 1,9 10 / b) = 1,2 10 / c) = 1,8 10 / d) = 1,3 10 / (O.Q.L. Castilla La Mancha 2005) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2008)

128 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 124 El equilibri crrespndiente a la dislución del Ag CrO (s) es: Ag CrO (s) 2 Ag (aq) + CrO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [CrO ] Ag Sustituyend: K = 0,100 4,4 10 = 1,9 10 La respuesta crrecta es la a Cuál es la expresión crrecta para la cnstante del prduct de slubilidad del? a) = [ ] [ ] b) = [ ] 2 [ ] 3 c) = [ ] 3 [ ] 2 d) = e) = 6 (s = slubilidad de la sal en ml/l) (O.Q.N. Vig 2006) El equilibri crrespndiente a la dislución del Mg PO (s) es: Mg PO (s) 3 Mg (aq) + 2 PO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: = La respuesta crrecta es la c Una dislución acusa se encuentra en equilibri cn sólid. Señale la prpsición n crrecta: a) Si se añade alg de, la slubilidad del aumenta debid al efect salin. b) Si se añade alg de, la slubilidad del disminuye debid al efect del in cmún. c) Si se añade alg de, la slubilidad del permanece cnstante. d) La slubilidad del sól depende de la temperatura. e) Si se añade, la slubilidad disminuye pr efect del in cmún. (O.Q.N. Vig 2006) El equilibri crrespndiente a la dislución del CaSO (s) es: CaSO (s) Ca (aq) + SO (aq) a) Crrect. La adición de NaNO sustancia que n tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce un aument de la slubilidad del CaSO debid al efect salin. b e) Crrect. La adición de Na SO de CaCO, sustancias que tienen un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce una disminución de la slubilidad del CaSO. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines sulfat calci añadids, es decir hacia la izquierda, pr tant la slubilidad disminuye.

129 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 125 c) Crrect. La adición de más CaSO, hace que esta sustancia se quede en el fnd del recipiente sin dislver, l cual n hace que cambie la slubilidad del CaSO. d) N crrect. La slubilidad del CaSO puede mdificarse, cm se ha vist, pr la adición de un in cmún. Es el prduct de slubilidad el que sól depende de la temperatura. La respuesta n crrecta es la d El númer de crdinación y el estad de xidación del in metálic central en el cmplej sn, respectivamente: a) 6 y +1 b) 6 y +3 c) 2 y +1 d) 2 y +3 a) 4 y +3 (O.Q.N. Vig 2006) (O.Q.N. Sevilla 2010) Se trata de un catión cmplej en el que catión central crm se encuentra unid a ds ligands aniónics brm Br y a cuatr ligands neutrs amin NH pr l que su: númer de crdinación es 6 estad de xidación del catión metálic es, x = +1, de dnde, x = +3. La respuesta crrecta es la b. (Cuestión similar a la prpuesta en Barcelna 2001) El valr del ph cuand empieza a precipitar una dislución acusa de es: a) 3,0 b) 5,4 c) 8,1 d) 5,9 (Dat. a 25 C = 1,3 10 ) El equilibri crrespndiente a la dislución del AlOH (s) es: AlOH (s) Al (aq) + 3 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Al ] [OH (O.Q.N. Madrid 2006) Llamand s a la slubilidad mlar del AlOH y cnsiderand que en el equilibri: [Al ] = s [OH ] = 3s La expresión de K queda cm: K = s 3s = 27 s Sustituyend: 1,3 10 = 27 s s = 2,63 10 M Ls valres de [OH ], poh y ph de la dislución sn, respectivamente:

130 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 126 [OH ] = 3s = 7,90 10 M poh = lg 7,90 10 = 8,1 ph + poh = 14 ph = 14 8,1 = 5,9 La respuesta crrecta es la d. (Cuestión similar a las prpuestas en Navacerrada 1996 y Asturias 2011) La slubilidad del flurur de bari en agua es de 7,41 10 ml/l. Cuál será la slubilidad del flurur de bari en una dislución 1 M de clrur de bari ttalmente disciad? a) 6,38 10 M b) 8 10 M c) 1 M d) 0,02 M e) 3,21 10 M (O.Q.N. Córdba 2007) El equilibri crrespndiente a la dislución del BaF (s) es: BaF (s) Ba (aq) + 2 F (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ba ] F Llamand s a la slubilidad mlar del BaF y cnsiderand que en el equilibri: [Ba ] = s [F ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s Sustituyend: K = 4 7,41 10 = 1,63 10 La slubilidad en una dislución 1 M de BaCl casina la presencia de un in cmún que, de acuerd cn el principi de Le Châtelier, disminuye la slubilidad. En el equilibri: [F ] = 2s [Ba ] = 1 + s cm 1 >> s [Ba ] 1 M La expresión de K queda cm: K = 1 2s = 4 s Sustituyend: 1,63 10 = 4 s s = 6,38 10 M La respuesta crrecta es la a.

131 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) La slubilidad del clrur de plata, AgCl, ( = 1,7 10 ) es mayr en: a) Agua pura b) En presencia de KCl 0,1 M c) En presencia de 0,1 M d) En presencia de 0,1 M (O.Q.L. Madrid 2007) El equilibri crrespndiente a la dislución del AgCl (s) es: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) a) Fals. El AgCl (s) es una sustancia insluble en agua pura. b c) Fals. La presencia de KCl 0,1 M Ag SO 0,1 M, sustancias que tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce una disminución de la slubilidad del AgCl. De acuerd cn el principi de Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentid en el que se cnsuman ls ines clrur plata añadids, en cada cas, es decir hacia la izquierda. d) Verdader. La presencia de KNO 0,1 M sustancia que n tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce un aument de la slubilidad del AgCl debid al efect salin. La respuesta crrecta es la d En el in cmplej de la mlécula pentaclraqucrm (III), el númer de xidación y el índice de crdinación del in metálic central sn respectivamente: a) +3 y 5 b) +2 y 1 c) +6 y 6 d) +3 y 6 (O.Q.L. Madrid 2007) El in cmplej pentaclraqucrm (III), CrCl H O, tiene estructura ctaédrica en la que el in crm se encuentra rdead de 6 ligands, cinc aniónics clr, Cl y un neutr aqua, H O. El númer de xidación del in crm es +3 tal cm indica el nmbre del in cmplej. La respuesta crrecta es la d. (Cuestión similar a la prpuesta en Barcelna 2001, Vig 2006 y Sevilla 2010) Sabiend que: (aq) + 2 (aq) (aq) K = 1,6 10. Calcula la slubilidad del brmur de plata en una dislución cn una cncentración de amníac en el equilibri 1 M. a) 7,1 10 M b) 8,4 10 M c) 5,0 10 M d) 2,8 10 M e) 5,0 10 M (Dat. brmur de plata = 5,01 10 ) El equilibri crrespndiente a la dislución del AgBr (s) es: (O.Q.N. Castellón 2008)

132 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 128 AgBr (s) Ag (aq) + Br (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ag ] [Br ] El equilibri crrespndiente a la frmación del cmplej AgNH (aq) es: Ag (aq) + 2 NH (aq) AgNH (aq) La expresión de la cnstante prduct de frmación del cmplej, K, es: K = [AgNH ] Ag [NH El equilibri crrespndiente a la dislución del precipitad de AgBr (s) en NH (aq) es: AgBr (s) + 2 NH (aq) AgNH (aq) + Br (aq) La expresión de la cnstante de equilibri de la reacción, K, es: K = [AgNH ] [Br ] [NH Multiplicand y dividiend pr [Ag ] se btiene: K = [AgNH ] [Br ] [Ag ] [NH [Ag ] = K K = 1,6 10 5,01 10 = 8,0 10 Llamand s a la slubilidad mlar del AgBr y planteand la tabla de cncentracines en el equilibri: NH AgNH Br c inicial 1 c transfrmad 2s c frmad s s c equilibri 1 2s s s Sustituyend: s 1 2s = 8,0 10 Cm 1 >> 2s se puede aprximar, 1 2s 1 cn l que la ecuación queda más sencilla y se btiene s = 2,8 10 M. La respuesta crrecta es la d. (Esta cuestión es similar a la prpuesta en Almería 1999) El prduct de slubilidad del idur de mercuri (II) en agua a 18 C es 1,0 10. Cuál es su slubilidad en una dislución 0,01 M de idur de ptasi a 18 C? a) 1,0 10 M b) 1,0 10 M c) 2,9 10 M d) 1,0 10 M e) 1,0 10 M (O.Q.N. Castellón 2008)

133 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 129 El equilibri crrespndiente a la dislución del HgI (s) es: HgI (s) Hg (aq) + 2 I (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Hg ] I Llamand s a la slubilidad mlar del BaF y cnsiderand que en el equilibri: [Hg ] = s [I ] = 2s La slubilidad en una dislución 0,01 M de KI casina la presencia de un in cmún que, de acuerd cn el principi de Le Châtelier, disminuye la slubilidad. En el equilibri: [I ] = 0,01 + 2s cm 0,01 >> 2s [I ] 0,01 M [Hg ] = s La expresión de K queda cm: K = s 0,01 = 10 s Sustituyend: 1,0 10 = 10 s s = 1,0 10 M La respuesta crrecta es la a. (Cuestión similar a la prpuesta en Córdba 2007) Sabiend que el prduct de slubilidad del hidróxid de magnesi es 1,00 10 a 25 C, el ph de una dislución acusa de esta sal es: a) 10,1 b) 3,90 c) 7,00 d) 10,4 (O.Q.L. Madrid 2008) El equilibri crrespndiente a la dislución del MgOH (s) es: MgOH (s) Mg (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Mg ] [OH Llamand s a la slubilidad mlar del MgOH y cnsiderand que en el equilibri: [Mg ] = s [OH ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s Sustituyend: 1,00 10 = 4 s s = 1,36 10 M Ls valres de [OH ], poh y ph de la dislución sn, respectivamente:

134 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 130 [OH ] = 2s = 2,72 10 M poh = lg 2,72 10 = 3,6 ph + poh = 14 ph = 14 3,6 = 10,4 La respuesta crrecta es la d. (Cuestión similar a las prpuestas en Navacerrada 1996, Madrid 2006 y Asturias 2011) Calcula la slubilidad del (M = 461 g/ml) en g/l, si = 4,0 10 /. a) 8,91 g/l b) 9,22 g/l c) 20,30 g/l d) 9,93 g/l (O.Q.L. Castilla La Mancha 2008) El equilibri crrespndiente a la dislución del PbI (s) es: PbI (s) Pb (aq) + 2 I (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Pb ] [I Llamand s a la slubilidad mlar del PbI y cnsiderand que en el equilibri: [Pb ] = s [I ] = 2s La expresión de K queda cm: K = s 2s = 4 s Sustituyend: 4,0 10 = 4 s s = 2,15 10 M Expresada en g/l: 2,15 10 ml PbI L 461,0 g PbI 1 ml PbI = 9,93 g/l La respuesta crrecta es la d Cuál es la slubilidad del hidróxid de magnesi en una dislución acusa de ph 12,0? a) 1 10 M b) 1 10 M c) 1 10 M d) 1 10 M e) 3,2 10 M (Dat. El prduct de slubilidad del hidróxid de magnesi es 1,0 10 a 25 C) El equilibri crrespndiente a la dislución del MgOH (s) es: MgOH (s) Mg (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Mg ] [OH (O.Q.N. Ávila 2009)

135 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 131 Llamand s a la slubilidad mlar del MgOH y cnsiderand que en el equilibri: [Mg ] = s [OH ] = 2s En una dislución de ph = 12,0: ph + poh = 14 poh = = 2 [OH ] = 10 poh = 10 M Sustituyend en la expresión de K : Mg = s = La respuesta crrecta es la a. K 1 10 OH s = 10 = 1 10 M El valr de para el es 8,5 10 /. La slubilidad de este hidróxid en agua es: a) 1,28 10 ml b) 2,04 10 ml c) 2,91 10 ml d) Ninguna de las anterires. (O.Q.N. Murcia 2009) El equilibri crrespndiente a la dislución del MgOH (s) es: MgOH (s) Mg (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Mg ] [OH Llamand s a la slubilidad mlar del MgOH y cnsiderand que en el equilibri: [Mg ] = s [OH ] = 2s Sustituyend se btiene: K = s 2s = 4 s El valr de la slubilidad es: 8,5 10 = 4 s s = 1,28 10 ml La respuesta crrecta es la a Qué prcedimient aumentará la slubilidad del KCl en agua? a) Agitar slut y dislución. b) Aumentar el área superficial del slut. c) Aumentar la temperatura del dislvente. d) Incrementar la presión en la superficie del dislvente. Se trata del prces: (O.Q.N. Murcia 2009) KCl (s) K (aq) + Cl (aq) ΔH > 0 a b) Fals. Agitar y aumentar el área superficial del slut favrecen la velcidad de la reacción per n afectan al valr de la slubilidad.

136 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 132 c) Verdader. Si se aumenta la temperatura, se cmunica calr que se emplea en rmper la red cristalina del KCl. Cm se trata de un prces endtérmic, el aument de temperatura hace que el sistema se desplace hacia la dislución del KCl (s). d) Fals. La presión n afecta a la slubilidad de un sólid. La respuesta crrecta es la c A una dislución acusa saturada de y a temperatura cnstante, se le añaden uns grams de hasta su dislución ttal. Cuál será el efect sbre la dislución de? a) Disminuye [ ] b) Aumenta [ ] c) Aumenta la slubilidad del d) Aumenta del e) N prduce ningún efect. (O.Q.L. Castilla La Mancha 2009) (O.Q.L. Asturias 2010) El equilibri crrespndiente a la dislución del BaSO (s) es: BaSO (s) Ba (aq) + SO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ba ] [SO ] La adición de, sustancia que tiene un in cmún cn ls presentes en el equilibri prduce un aument de [SO ], pr tant, para que se mantenga el valr de la cnstante K se prduce una disminución de [ ]. La respuesta n crrecta es la a Tras añadir una cierta cantidad de AgCl a un ciert vlumen de agua, remver enérgicamente y esperar un tiemp adecuad se han depsitad en el fnd 4 grams de sólid. Si psterirmente se añade 1 gram más de AgCl y se vuelve a agitar: a) N cambiará la cncentración de Cl de la dislución. b) Habrá 4 grams de sólid en el fnd. c) La cantidad de sólid sin dislver dependerá del tiemp de agitación. d) La cantidad de sólid sin dislver dependerá del vlumen de agua usad. (O.Q.L. Murcia 2010) La adición de 5 g de AgCl (s) al agua hace que una pequeñísima cantidad de AgCl se disuelva, cn l que la dislución queda saturada de acuerd cn el siguiente equilibri: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) La cantidad de AgCl (s) que se disuelve y la que queda sin dislver en el fnd depende de la slubilidad de la sustancia y, pr tant, de la cantidad de agua presente en el recipiente. La respuesta crrecta es la d.

137 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) A 25 C el valr de para el es 3,4 10. Se puede afirmar que la slubilidad: a) Es 2,04 10 ml. b) Aumenta en dislución de hidróxid de sdi. c) N varía cn la temperatura. d) Aumenta al agitar fuertemente. (O.Q.L. Murcia 2010) a) Verdader. El equilibri crrespndiente a la dislución del MgOH (s) es: MgOH (s) Mg (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Mg ] [OH Llamand s a la slubilidad mlar del MgOH y cnsiderand que en el equilibri: [Mg ] = s [OH ] = 2s Sustituyend se btiene: K = s 2s = 4 s El valr de la slubilidad es: 3,4 10 = 4 s s = 2,04 10 ml b) Fals. Al añadir un in cmún disminuye la slubilidad. c) Fals. Al elevar la temperatura se aprta calr y se favrece la dislución del sólid. d) Fals. La prpuesta carece de sentid. La respuesta crrecta es la a Indique cuál de ls siguientes sulfurs es más sluble sluble en agua: a) CuS b) c) CS d) FeS (O.Q.L. Madrid 2010) El sulfur más sluble en agua es, ya que casi tdas las sales alcalinas sn muy slubles en agua, y además, ls sulfurs de metales de transición sn inslubles. La respuesta crrecta es la b Cuand se disuelve en 1 L de cada una de las siguientes dislucines, en qué cas se dislverá mayr cantidad de sal? a) (aq) 1,00 M b) NaOH (aq) 1,00 M c) HCl (aq) 1,00 M d) (aq) 1,00 M (O.Q.L. Madrid 2010) a) Fals. La presencia de un in cmún, NO, hace disminuir la slubilidad de una sustancia.

138 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 134 b) Fals. N hay reacción cn NaOH. c) Fals. Hay reacción cn HCl que prduce la precipitación de AgCl. d) Verdader. Hay reacción cn NH que prduce el desplazamient de la reacción hacia la derecha favreciend la dislución de AgNO : AgNO (s) + 2 NH (aq) AgNH (aq) + NO (aq) La respuesta crrecta es la d El es un cmpuest muy pc sluble en agua pura. Qué currirá si a una dislución precipitada de se le añade? a) Precipitará más hidróxid al mdificar el ph. b) La slubilidad del hidróxid n se verá afectada. c) La slubilidad aumenta prque el ph disminuye. d) N se puede cntestar sin el dat del prduct de slubilidad. (O.Q.L. Asturias 2010) El equilibri crrespndiente a la dislución del MgOH (s) es: MgOH (s) Mg (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K ps, es: K = [Mg ] [OH El NH Cl es una sal que al dislverse en agua prduce hidrólisis ácida, ya que el in NH reaccina cn el H O liberand ines H O. NH (aq) + H O (l) NH 3 (aq) + H O (aq) Ests ines H O cnsumen ines OH de la dislución prduciend un descens del ph. Para que se mantenga el valr de la cnstante K el equilibri se desplaza hacia la derecha dislviéndse más MgOH (s) y aumentand cn ell su slubilidad. La respuesta n crrecta es la c En una dislución saturada de se debe cumplir que: a) [ ] [ ] 3 < b) [ ] [ ] 3 > c) [ ] [ ] 3 = d) [ ] 3 [ ] < (O.Q.L. Castilla La Mancha 2010) En el equilibri crrespndiente a una dislución saturada de AlOH se cumple que: AlOH (s) Al (aq) + 3 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: = [ ] [ La respuesta crrecta es la c.

139 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Dads ls siguientes cmpuests (entre paréntesis se indican sus ): ZnS (23,80), AgCl (9,80) y (11,95). Ordénels pr su slubilidad mlar creciente en agua: a), ZnS, AgCl b) ZnS,, AgCl c) ZnS, AgCl, d) AgCl,, ZnS e), AgCl, ZnS (O.Q.N. Valencia 2011) Ls respectivs prducts de slubilidad K sn: pk (Ag CrO ) = 23,80 K = 1,58 10 pk (AgCl) = 9,80 K = 1,58 10 pk (ZnS) = 11,95 K = 1,12 10 Relacinand K sn la slubilidad mlar para cada sal: El equilibri crrespndiente a la dislución del Ag CrO (s) es: Ag CrO (s) 2 Ag (aq) + CrO (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ag [CrO Llamand s a la slubilidad mlar del Ag CrO y cnsiderand que en el equilibri: [Ag ] = 2s [CrO ] = 2s Sustituyend se btiene: K = 2s s = 4 s El valr de la slubilidad es: 1,58 10 = 4 s s = 7,33 10 ml El equilibri crrespndiente a la dislución del AgCl (s) es: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Ag ] [Cl ] Llamand s a la slubilidad mlar del AgCl y cnsiderand que en el equilibri: [Cl ] = [Ag ] = s Sustituyend se btiene: K = s El valr de la slubilidad es: 1,58 10 = s s = 1,26 10 ml

140 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 136 El equilibri crrespndiente a la dislución del ZnS (s) es: ZnS (s) Zn (aq) + S (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [S ] [Zn ] Llamand s a la slubilidad mlar del ZnS y cnsiderand que en el equilibri: [S ] = [Zn ] = s Sustituyend se btiene: K = s El valr de la slubilidad es: 1,12 10 = s s = 1,06 10 ml Ls cmpuests rdenads pr slubilidad mlar creciente sn: < ZnS < AgCl La respuesta crrecta es la a En 0,75 L de dislución de KOH de ph = 10, la masa en grams de magnesi que se puede dislver es: a) 10 b) 3,4 10 c) 0,062 d) 0,62 (Dat. = 3,4 10 ; Mg = 24,32) El equilibri crrespndiente a la dislución del MgOH (s) es: MgOH (s) Mg (aq) + 2 OH (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Mg ] [OH (O.Q.L. Asturias 2011) Llamand s a la slubilidad mlar del MgOH y cnsiderand que en el equilibri: [Mg ] = s [OH ] = 2s Sustituyend se btiene: En una dislución de ph = 10: ph + poh = 14 poh = = 4 [OH ] = 10 poh = 10 M Sustituyend en la expresión de K : Mg = s = K 3,4 10 OH s = 10 = 3,4 10 M La masa de Mg que puede dislverse en 0,75 L de dislución es:

141 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 137 0,75 L disluci n 3,4 10 ml Mg 1 L disluci n 24,32 g Mg = 0,062 g 1 ml Mg La respuesta crrecta es la c Cuál será la cncentración de in clrur que se btiene al clcar 2 g de clrur de plm (II) en 100 ml de agua pura si el prduct de slubilidad es = 10,? a) 1,4 10 M b) 2,2 10 M c) 3,4 10 M b) 6,8 10 M (Dat.Cl = 35,45; Pb = 207,19) El equilibri crrespndiente a la dislución del PbCl (s) es: PbCl (s) Pb (aq) + 2 Cl (aq) La expresión de la cnstante prduct de slubilidad, K, es: K = [Pb ] [Cl Llamand s a la slubilidad mlar del PbCl y cnsiderand que en el equilibri: (O.Q.L. Asturias 2011) [Pb ] = s [Cl ] = 2s Sustituyend se btiene: K = s 2s = 4 s El valr de la slubilidad es: 10, = 4 s s = 3,4 10 M La cncentración de clrur es: [Cl ] = 2s = 6,8 10 M La respuesta crrecta es la c Para una dislución saturada de la slubilidad es igual a: a) La cncentración de b) La cncentración de dividida entre ds c) La cncentración de d) El dble de la cncentración de (O.Q.L. Murcia 2011) El equilibri crrespndiente a la dislución del Mg PO (s) es: Mg PO (s) 3 Mg (aq) + 2 PO (aq) Llamand s a la slubilidad mlar del Mg PO se puede escribir: [Mg ] = 3s [PO = 2s Ninguna respuesta es crrecta.

142 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) ELECTROQUÍMICA En la siguiente reacción: 2 Al (s) + 2 (aq) + 6 (l) 3 (g) + 2 (aq) Cuál es el agente reductr? a) b) c) d) Al e) (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Asturias 2007) El agente reductr es la sustancia que se xida, es decir que cede electrnes. En esta reacción es el alumini: Al + 4 OH AlOH + 3 e La respuesta crrecta es la d Para la siguiente semirreacción redx en medi básic: (aq) (aq) Cuánts electrnes aparecen en la reacción ajustada? a) 1 b) 2 c) 6 d) 3 e) 8 La semirreacción ajustada es: (O.Q.N. Navacerrada 1996) ClO (aq) + H O + 2 e Cl (aq) + 2 OH Se trata de la semirreacción de reducción del ClO que se cmprta cm xidante y gana 2 electrnes. La respuesta crrecta es la b Cuál de las siguientes especies químicas actúa slamente cm agente reductr? a) b) S c) d) Na e) (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Madrid 2011) a) Fals. H puede xidarse a H, bien reducirse a H. b) Fals. S puede xidarse a S S, bien reducirse a S. e) Fals. F es el agente xidante más fuerte que existe y sól puede reducirse a F. c d) Verdader. De tdas las especies prpuestas la única que puede actuar sól cm agente reductr es el Na ya que sól puede xidarse a Na : Na (g) Na (g) + e La respuesta crrecta es la d.

143 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Ls ptenciales estándar de electrd para las siguientes reaccines sn: (aq) + Ag (s) (aq) + (aq) E = 0,80 V E = 0,77 V (aq) + 2 Cu (s) E = 0,34 V El agente reductr más fuerte es: a) (aq) b) Ag (s) c) (aq) d) Cu (s) e) (aq) (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Castilla y León 2002) (O.Q.L. Asturias 2007) El agente reductr más fuerte es aquel que tiene el ptencial nrmal de electrd más pequeñ. De ls valres dads el más pequeñ le crrespnde al Cu (s). La respuesta crrecta es la d La semirreacción ajustada que representa (aq) actuand cm un agente xidante en dislución ácida es: a) 2 (l) (aq) + 2 (aq) + 2 b) (aq) + 2 (aq) (l) c) (aq) (g) + 2 (aq) + 2 d) (aq) (g) + (g) + 2 e) (g) + 2 (aq) + 2 (aq) (O.Q.N. Navacerrada 1996) Si el H O actúa cm agente xidante, en medi ácid, gana electrnes y se reduce a H O. La semirreacción ajustada crrespndiente es: (aq) + 2 (aq) (l) La respuesta crrecta es la b Cuál es el estad de xidación del manganes en el permanganat ptásic ( )? a) 8 b) +7 c) 7 d) +16 e) +8 (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Castilla y León 2007) Sabiend que ls númers de xidación del K y O sn, respectivamente, +1 y 2, y que en un cmpuest la suma de ls númers de xidación de ls elements que l integran es 0 se puede plantear la siguiente ecuación: x = 0 x = +7 La respuesta crrecta es la b.

144 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para cnvertir en se necesita: a) Temperatura alta. b) Una base fuerte. c) Un ácid fuerte. d) Un agente reductr. e) Un agente xidante. (O.Q.N. Navacerrada 1996) a) Verdader. Si el perclrat de sdi se calienta fuertemente se reduce a clrur de ptasi cn desprendimient de xígen: NaClO (s) NaCl (s) + 2 O (g) d) Verdader. Otra psibilidad es hacer reaccinar el perclrat frente a un agente reductr cm pdría ser el Mg: Reducción: ClO + 4 H O + 8 e Cl + 8 OH Oxidación :4 Mg Mg + 2 e La ecuación glbal es: ClO + 4 H O + 4 Mg Cl + 8 OH + 4 Mg Las respuestas crrectas sn a y d La semirreacción que curre en el ánd durante la electrólisis de clrur sódic fundid es: a) (l) + Na (l) b) (g) (l) c) 2 (l) (g) + 4 (aq) + 4 d) 2 (l) (g) + 2 e) Na (l) (l) + (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.N. Ciudad Real 1997) (O.Q.L Asturias 2007) El clrur de sdi fundid se encuentra en frma iónica de acuerd cn la ecuación: NaCl (l) Cl (l) + Na (l) El ánd es el electrd en el que tiene lugar la reacción de xidación y teniend en cuenta que la única especie que puede xidarse es el Cl (l), la ecuación química crrespndiente a dich prces es: 2 (l) (g) + 2 La respuesta crrecta es la d Ls prducts de la electrólisis de fundid sn: a) (g) y (g) b) Mg (l) y (aq) c) Mg (l) y (g) d) Mg (l) y (g) e) (g) y (g) (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Madrid 2009) El clrur de magnesi fundid se encuentra en frma iónica de acuerd cn la ecuación: MgCl (l) 2 Cl (l) + Mg (l)

145 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 141 El ánd es el electrd en el que tiene lugar la reacción de xidación y teniend en cuenta que la única especie que puede xidarse es el Cl (l) a (g), la ecuación química crrespndiente a dich prces es: 2 Cl (l) Cl (g) + 2 e El cátd es el electrd en el que tiene lugar la reacción de reducción y teniend en cuenta que la única especie que puede reducirse es el Mg (l) a Mg (l), la ecuación química crrespndiente a dich prces es: Mg (l) + 2 e Mg (l) La respuesta crrecta es la c Cuánts mles de (g) se prducen pr electrólisis de una dislución acusa cncentrada de NaCl, si se utiliza una crriente de 2,00 A de intensidad durante 8,0 hras? a) 0,298 b) 0,149 c) 0,894 d) 0,596 e) 0,00496 (Dat. F = C ) (O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Castilla y León 2002) (O.Q.L. Asturias 2009) El clrur de sdi en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: NaCl (aq) Cl (aq) + Na (aq) La ecuación química crrespndiente a la xidación del Cl a Cl en el ánd es: 2 Cl (aq) Cl (g) + 2 e La cantidad de crriente que pasa pr la cuba electrlítica es: 2,00 A 8,0 h 3600 s 1 h 1 C 1 A s 1 F 1 ml e C 1 F Relacinand mles de electrnes y de Cl : 0,597 ml e 1 ml Cl 2 ml e = 0,298 ml La respuesta crrecta es la a. = 0,597 ml e Si se hace pasar una carga eléctrica de 1020 C a través de una dislución de, calcule el númer de mles de plata depsitads. a) 0,0212 b) 2,00 c) 0,0106 d) 1,00 e) 0,0424 (Dat. F = C ) (O.Q.N. Navacerrada 1996) El nitrat de plata en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: AgNO (aq) Ag (aq) + NO (aq)

146 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 142 La ecuación química crrespndiente a la reducción del Ag en el cátd es: Ag (aq) + e Ag (s) Relacinand la cantidad de crriente que pasa pr la cuba cn Ag depsitada: 1020 C 1 F C 1 ml e 1 F 1 ml Ag = 0,0106 ml Ag 1 ml e La respuesta crrecta es la c Cuand el anión dicrmat actúa cm xidante en medi ácid, el crm (VI) se reduce a crm (III). La masa equivalente del dicrmat de ptasi en este tip de reaccines es: a) La mitad de la masa mlecular. b) La tercera parte de la masa mlecular. c) La quinta parte de la masa mlecular. d) La sexta parte de la masa mlecular. (O.Q.L. Murcia 1996) La semirreacción crrespndiente a la reducción del dicrmat es: Cr O + 14 H + 6 e 2 Cr + 7 H O Relacinand mles de dicrmat cn mles de electrnes (faradays) se btiene la masa equivalente del dicrmat cm xidante: 1 ml Cr O 6 ml e La respuesta crrecta es la d Dada la reacción: M Cr O 1 ml Cr O = M NaI 2 NaCl + De ls siguientes enunciads, señale el que cnsidere crrect: a) La mlécula de actúa cm reductr. b) Ls ines actúan cm xidantes. c) El es el xidante cnjugad de ls ines. d) Ls ines sn ls xidantes cnjugads del. e) El númer de xidación del clr aumenta en esta reacción. (O.Q.N. Ciudad Real 1997) (O.Q.L. Castilla y León 2002) a) Fals. El Cl actúa cm xidante ya que gana electrnes y se reduce a Cl : Cl + 2 e 2 Cl b) Fals. El Na n cambia de númer de xidación. Se cmprta cm un in espectadr que sól aprta carga. c) Verdader. El I actúa cm xidante ya que gana electrnes y se reduce a I : I + 2 e 2 I d) Fals. El in Cl sól puede actuar cm reductr ya que tiene su númer de xidación más baj y únicamente puede ceder electrnes y xidarse. e) Fals. El númer de xidación del clr en esta reacción disminuye ya que pasa de 0 (Cl ) a 1 (Cl ).

147 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 143 La respuesta crrecta es la c Para la siguiente reacción: Ls agentes xidante y reductr, respectivamente, sn: a) y b) y c) y d) y Cl e) y (O.Q.N. Ciudad Real 1997) Las semirreaccines sn: Reducción: MnO + 4 H + 2 e Mn + 2 H O es el xidante la especie que gana electrnes y se reduce. Oxidación: 2 Cl Cl + 2 e es el reductr la especie que cede electrnes y se xida. La respuesta crrecta es la d Cuál es el estad de xidación del azufre en el ditinit de sdi ( )? a) +8 b) 6 c) +6 d) +3 e) 3 (O.Q.N. Ciudad Real 1997) (O.Q.L. Asturias 2008) Sabiend que ls númers de xidación del Na y O sn, respectivamente, +1 y 2, y que en un cmpuest la suma de ls númers de xidación de ls elements que l integran es 0 se puede plantear la siguiente ecuación: x = 0 x = +3 La respuesta crrecta es la d Si el númer de mles de electrnes, así cm el de tdas las especies químicas que intervienen en la reacción de una pila se multiplica pr ds: a) El ptencial de la pila se duplica. b) El ptencial se reduce a la mitad. c) El ptencial n varía. d) El ptencial se eleva al cuadrad. e) La intensidad de la crriente eléctrica permanece cnstante. (O.Q.N. Ciudad Real 1997) (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Castilla y León 2001) (O.Q.L. Asturias 2009) Pr ejempl, dadas las semirreaccines: Zn (s) Zn (aq) + 2 e Cu (aq) + 2 e Cu (s) La reacción glbal es: Zn (s) + Cu (aq) Zn (aq) + Cu (s)

148 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 144 Aplicand la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg Q E = E 0, lg [Zn ] [Cu ] Multiplicand td pr 2: 2 Zn (s) + 2 Cu (aq) 2 Zn (aq) + 2 Cu (s) Aplicand la ecuación de Nernst: E = E 0, lg [Zn [Cu = E 0, lg [Zn ] 2 [Cu ] E 0,0592 lg [Zn ] 2 [Cu ] Cm se bserva, el ptencial de la pila permanece cnstante. La respuesta crrecta es la c. (En la cuestión prpuesta en Castilla y León 2001 una de las pcines es: El ptencial de la pila n varía, l que varía es la fuerza electrmtriz ) Cuál de ls siguientes ines será reducid pr el in (aq) en cndicines estándar? Ptenciales nrmales de electrd: E ( /Pb) ( /Ca) ( /Al) ( /Fe) ( /Zn) ( / ) (V) 0,13 2,87 1,67 0,44 0,76 0,42 a) (aq) b) (aq) c) (aq) d) (aq) e) (aq) (O.Q.N. Ciudad Real 1997) Cm el ptencial nrmal de electrd del par Cr /Cr es E = 0,42 V, el únic in que puede ser reducid pr el Cr es aquel que tenga un ptencial de electrd mayr, de ls ines dads, es el que cumple dicha cndición, E = 0,13 V. Las semirreaccines crrespndientes sn: Cátd (reducción): Pb + 2 e Pb Ánd (xidación): 2 Cr Cr + e E = 0,13 V E = +0,42 V La reacción glbal es: Pb (aq) + 2 Cr (aq) Pb + 2 Cr E = +0,29 V Cm se bserva, E > 0, y cm ΔG = nfe < 0, se trata de un prces espntáne. La respuesta crrecta es la a.

149 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para la siguiente reacción: 2 (aq) Cu (s) + (aq), el ptencial estándar es 0,19 V a 25 C. Sabiend que F = C, el valr de ΔG es: a) 18,33 kj b) 95,00 kj c) +37,23 kj d) +18,33 kj e) 37,23 kj (O.Q.N. Ciudad Real 1997) (O.Q.L. Castilla y León 2001) La expresión que relacina la variación de energía libre de Gibbs, ΔG, cn el ptencial de la célula, E, es: ΔG = nfe siend n el númer de electrnes intercambiads en la reacción. Las semirreaccines que tienen lugar sn: Reducción: Cu (aq) + e Cu (s) Oxidación: Cu (aq) Cu (aq) + e La reacción glbal es: 2 Cu (aq) Cu (s) + Cu (aq) Sustituyend: ΔG = C 0,19 V 1 kj 10 = 18,33 kj J La respuesta crrecta es la a Ls prducts de la electrólisis de una dislución acusa de sn: a) (g) y (aq) b) Na (s) y (g) c) (g) y (aq) d) (g) y (g) e) (g) y (aq) (O.Q.N. Ciudad Real 1997) El ácid sulfúric en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: H SO (aq) SO (aq) + 2 H (aq) además, la presencia del ácid sulfúric favrece la inización del agua presente en la dislución: H O (l) H (aq) + OH (aq) Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e (g) Ánd (xidación): 4 OH (aq) (g) + 2 H O (l) + 4 e El in H se reduce más fácilmente que el in sulfat ya que tiene un ptencial nrmal de electrd menr.

150 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 146 La respuesta crrecta es la d El hidrógen se cmprta cm un agente xidante cuand reaccina cn: a) Calci para dar hidrur de calci. b) Brm para dar brmur de hidrógen. c) Nitrógen para dar amníac. d) Azufre para dar sulfur de hidrógen. (O.Q.L. Murcia 1997) La semirreacción en la que el hidrógen se cmprta cm xidante es: Reducción: H (g) + 2 e 2 H (aq) Para ell es necesari que el H (aq) reaccine frente a un reductr muy enérgic cm puede ser el Ca, metal alcalintérre: Oxidación: Ca (s) Ca (aq) + 2 e (xidación) En ls cmpuests frmads en HBr, NH y H S, el hidrógen tiene númer de xidación +1. En ls tres cass el hidrógen ha aumentad su númer de xidación, es decir se ha xidad, pr tant, actúa cm reductr. La respuesta crrecta es la a Puede clasificarse cm reacción redx: a) HBr b) + + c) CaO (exces) + + d) CaO + e) + CuS + 2 HCl (O.Q.N. Burgs 1998) Una reacción puede clasificarse cm redx si las especies que intervienen en ella varían su númer de xidación y, pr tant, intercambian electrnes. En la reacción: brm se xida: pasa de 1 Br a 0 Br azufre se reduce: pasa de +6 H SO a +4 SO En el rest de las reaccines, ninguna de las especies cambia de númer de xidación. La respuesta crrecta es la a Para la reacción: Si en la reacción ajustada, el ceficiente estequimétric del in es 2, ls ceficientes de, y, respectivamente sn: a) 8, 10, 5 b) 16, 10, 5 c) 10, 10, 5 d) 4, 8, 4 e) 8, 5, 5 (O.Q.N. Burgs 1998) (O.Q.L. Asturias 2009) Las semirreaccines ajustadas sn:

151 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 147 Reducción: 2 MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O Oxidación: 5 2 Cl Cl + 2 e La ecuación glbal es: 2 MnO + 16 H + 10 Cl 5 Cl + 8 H O + 2 Mn La respuesta crrecta es la b Cuál de las siguientes semirreaccines puede tener lugar en el ánd de una célula electrquímica? a) Cu b) c) d) As e) (O.Q.N. Burgs 1998) En ls cass a), b), c) y d) se trata de semirreaccines de reducción en las que las especies ganan electrnes y que tienen lugar en el cátd: Cu + 2 e Cu F + 2 e 2 F O + 4 H + 4 e 2 H O AsO + 4 H + 3 e As + 2 H O La única semirreacción de xidación en la que la especie cede electrnes y que se prduce en el ánd es: La respuesta crrecta es la e Ls ptenciales nrmales de electrd para ls siguientes pares redx sn: + Cu E = 0,522 V + E = 0,770 V + Ag E = 0,80 V + 2 Cu E = 0,34 V Cuál de las siguientes especies será reducida pr (aq) en cndicines estándar? a) (aq) b) (aq) c) (aq) d) (aq) e) AgCl (s) (O.Q.N. Burgs 1998) Cm el ptencial nrmal de electrd del par Fe /Fe es E = 0,770 V, el únic in que puede ser reducid pr el Fe es aquel que tenga un ptencial de electrd mayr, de ls ines dads, es el que cumple dicha cndición, E = +0,80 V. Las semirreaccines crrespndientes sn: Cátd (reducción): Ag (aq) + e Ag (s) E = +0,80 V

152 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 148 Ánd (xidación): Fe (aq) Fe (aq) + e E = 0,77 V La reacción glbal es: Fe (aq) + Ag (aq) Fe (aq) + Ag (s) E = +0,03 V Cm se bserva, E > 0, y cm ΔG = nfe < 0, se trata de un prces espntáne. La respuesta crrecta es la c. (Cuestión similar a la prpuesta en Ciudad Real 1997) De las siguientes reaccines químicas que se frmulan a cntinuación, indique la crrecta: a) CuO + (dil) + ½ + b) CuO + 3 (dil) + + Cu c) CuO + 2 (dil) + d) CuO + (dil) + ½ e) CuO + (dil) + (O.Q.N. Burgs 1998) a) N crrecta. Hay una reducción: HNO NO y ninguna xidación. b) N crrecta. Hay una reducción: Cu CuO Cu y ninguna xidación. c) Crrecta. La ecuación está ajustada aunque n es un prces de xidación reducción. d) N crrecta. Hay ds reduccines: Cu CuO Cu CuNO H HNO H y ninguna xidación. e) N crrecta. El Cu CuO n es capaz de xidar al O CuO O, pr tant, la reacción prpuesta n es espntánea. La respuesta crrecta es la c Se hace pasar durante 20 minuts una crriente cntinua de 15 A de intensidad pr tres celdas de electrólisis que cntienen cada una, una dislución acusa de HCl, y, respectivamente. a) Se btendrá mayr vlumen de hidrógen en la celda que cntiene. b) Se btendrá mayr vlumen de hidrógen en la celda que cntiene HCl. c) Se btendrá el mism vlumen de hidrógen en las tres celdas. d) En una de las celdas se desprenderá clr en el cátd. e) En una de las celdas se btiene en el cátd. (O.Q.N. Burgs 1998) Ls ácids clrhídric, sulfúric y fsfóric en dislución acusa se encuentran disciads de acuerd cn las siguientes ecuacines:

153 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 149 HCl (aq) Cl (aq) + H (aq) H SO (aq) SO (aq) + 2 H (aq) H PO (aq) PO (aq) + 3 H (aq) además, la presencia de ácid favrece la inización del agua: H O (l) H (aq) + OH (aq) En las tres celdas se prduce las mismas semirreaccines independientemente de la cantidad de hidrógen que lleva cada ácid: Cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e H (g) Ánd (xidación): 4 OH (aq) O (g) + 2 H O (l) + 4 e El in H se reduce más fácilmente que el rest de ls ines ya que tiene un ptencial nrmal de electrd menr. La respuesta crrecta es la c Durante la electrólisis de una dislución acusa de cn electrds de cbre: a) Se btiene cbre metálic en el ánd. b) Al circular durante s una crriente de un amperi, se depsita 1 ml de Cu. c) Se xidan las impurezas de metales más nbles que el cbre que acmpañan al ánd. d) Se depsita cbre metálic en el cátd. e) Ls metales activs se depsitan en el ánd. (O.Q.N. Burgs 1998) (O.Q.L. Asturias 2009) El clrur de cbre (II), CuCl, en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: CuCl (aq) 2 Cl (aq) + Cu (aq) También se tiene la inización del agua: H O (l) H (aq) + OH (aq) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): Cu (aq) + 2 e Cu (s) Ánd (xidación): 4 OH (aq) O (g) + 2 H O (l) + 4 e En el cátd, el in se reduce más fácilmente que el rest de ls ines ya que tiene un ptencial nrmal de electrd mayr y se depsita cm Cu metal. La respuesta crrecta es la d Cuál de las siguientes transfrmacines es una xidación? a) b) c) d) Una xidación es un prces en el que una sustancia cede electrnes. (O.Q.L. Murcia 1998)

154 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 150 a) Fals. La siguiente reacción n es de xidación reducción ya que n se intercambian electrnes. Cr O + 6 H + 0 e 2 Cr + 3 H O b) Fals. La siguiente reacción n es de xidación reducción ya que n se intercambian electrnes. 2 CrO + H + 0 e Cr O + OH c) Verdader. La siguiente reacción es de xidación ya que se ceden electrnes. Cr + 8 OH CrO + 4 H O + 3 e d) Fals. La siguiente reacción es de reducción ya que se ganan electrnes. 2 CrO + 5 H O + 6 e Cr O + 10 OH La respuesta crrecta es la c La semirreacción ajustada que representa (aq) actuand cm un agente reductr en dislución ácida es: a) 2 (l) (aq) + 2 (aq) + 2 b) (aq) (g) + (g) + 2 c) (aq) + 2 (aq) (l) d) (g) + 2 (aq) + 2 (aq) e) (aq) (g) + 2 (aq) + 2 (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Castilla y León 2001) Si el H O actúa cm agente reductr, en medi ácid, cede electrnes y se xida a O. La semirreacción ajustada crrespndiente es: (aq) (g) + 2 (aq) + 2 La respuesta crrecta es la e Se prduce una reacción redx entre ls siguientes reactivs a) cn b) HCl cn c) cn d) HCl cn ZnO e) cn a) Fals. Se trata de una reacción ácid base: 3 H SO + 2 AlOH Al SO + 3 H O (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Madrid 2011) b) Verdader. En la reacción redx entre HCl (agente reductr) frente a KMnO (agente xidante) las semirreaccines ajustadas sn: Reducción: 2 MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O Oxidación: 5 2 Cl Cl + 2 e La ecuación glbal es: 2 MnO + 16 H + 10 Cl 5 Cl + 8 H O + 2 Mn

155 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 151 Añadiend ls ines que faltan (2 K y 6 Cl ) la ecuación mlecular es: HCl KCl c) Fals. Se trata de una reacción ácid base: 2 H PO + 3 Na S 2 Na PO + 3 H S d) Fals. Se trata de una reacción ácid base: 2 HCl + ZnO ZnCl + H O e) Fals. Se trata de una reacción de precipitación: H S + Cu CuS + 2 H La respuesta crrecta es la b Cuand se añade a una dislución de KI, se frma y se detecta lr a. Cuand se ajusta la ecuación para esta reacción, el númer de electrnes transferids es: a) 4 b) 1 c) 0 d) 8 e) 2 (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2004) Las semirreaccines ajustadas sn: Reducción: SO + 8 H + 8 e S + 4 H O Oxidación: 4 2 I I + 2 e La ecuación glbal en la que se han intercambiad 8 electrnes es: SO + 8 H + 8 I 4 I + 4 H O + S La respuesta crrecta es la d El agente reductr más fuerte es: a) Al (s) b) Cu (s) c) Zn (s) d) (aq) e) (aq) Ptenciales nrmales de electrd, E : ( /Al) = 1,66 V; ( /Cu) = 0,34 V; ( /Zn) = 0,76 V; ( / ) = 0,77 V; ( / ) = 0,15 V. Las semirreaccines de reducción sn: (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2004) (O.Q.L. Asturias 2009) Al (aq) + 3 e Al (s) Cu (aq) + 2 e Cu (s) Zn (aq) + 2 e Zn (s) Fe (aq) + e Fe (aq) E = 1,66 V E = +0,34 V E = 0,76 V E = +0,77 V

156 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 152 Cu (aq) + e Cu (aq) E = +0,15 V El agente reductr más fuerte es el que tiene menr ptencial de reducción: Al. La respuesta crrecta es la a. (En Asturias 2009 se incluye la especie Al ) En una célula electrquímica, el tip de ines atraíd hacia el ánd y el cátd, respectivamente y el sign del ánd y el cátd, respectivamente, sn: a) Catines, anines; +, b) Catines, anines;, + c) Anines, catines;, + d) Anines, catines; +, e) Cinciden cn ls de una célula electrlítica. (O.Q.N. Almería 1999) En una célula electrquímica las reaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Ánd ( ) se dirigen a él ls anines y sufren xidación. Cátd (+) se dirigen a él ls catines y sufren reducción. La respuesta crrecta es la c Para la siguiente célula electrquímica: Al (s) / (0,18 M) // (0,85 M) / Fe(s) Si ls ptenciales nrmales de electrd del y del sn respectivamente, 1,676 V y 0,440 V, el ptencial de la célula es: a) 0,500 V b) 1,243 V c) 1,236 V d) 2,116V e) 1,236 V (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2004) (O.Q.L. Madrid 2011) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): 3 [Fe (aq) + 2 e Fe (s)] Ánd (xidación): 2 [Al (s) Al (aq) + 3 e ] La reacción glbal es: 3 Fe (aq) + 2 Al (s) 3 Fe (s)+ 2 Al (aq) El ptencial nrmal de la célula se calcula mediante la siguiente expresión: E ce lula E ce lula = E ca td = E /Fe E a nd E /Al = 0,440 1,676 = 1,236 V Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg Q Aplicad a esta reacción:

157 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 153 E = E 0,0592 n lg [Al [Fe Sustituyend: E = 1,236 0, lg 0,18 0,85 = 1,248 V Otra frma de calcularl sería: E ce lula = E ca td E a nd = E /Fe E /Al Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg [reducida] [xidada] Sustituyend: E ca td = E /Fe E a nd = E /Al 0, , lg lg 1 0,0592 [Fe = 0,440 lg ] 2 1 0,0592 [Al = 1,676 lg ] 3 1 0,85 = 0,442 V 1 0,15 = 1,690 V El ptencial de la célula es: E ce lula = 0,442 V 1,775 V = 1,248 V La respuesta crrecta es la b Cuánts mles de (g) se prducen en la electrólisis de (aq), si se hace pasar una crriente de 0,120 A a través de la dislución durante 65,0 min exactamente? a) 0, b) 0,00485 c) 0,00242 d) 0,00121 e) 0, (Dat. F = C ) (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2004) El sulfat de sdi en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: Na SO (aq) SO (aq) + 2 Na (aq) También se tiene la inización del agua: H O (l) H (aq) + OH (aq) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e H (g) ánd (xidación): 4 OH (aq) O (g) + 2 H O (l) + 4 e El in OH se xida a O ya que es la única especie de tdas las presentes que se puede xidar.

158 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 154 Relacinand la cantidad de crriente que pasa pr la cuba cn mles de O desprendid: 0,12 A 65,0 min 60 s 1 min La respuesta crrecta es la d. 1 C 1 A s 1 ml e C 1 ml O 4 ml e = 0,00121 ml Se prducirá mayr crrsión en el cas de: a) Hierr en ambiente sec. b) Hierr revestid cn cinc. c) Hierr revestid de níquel. d) Hierr sumergid en una dislución de NaCl. e) Hierr sumergid en agua. (O.Q.N. Almería 1999) La presencia de ines en el agua favrece la cnducción de electrnes y cn ell la crrsión del hierr. La respuesta crrecta es la d La siguiente ecuación química describe un prces de xidación del hierr: 4 Fe (s) + 3 (g) 2 (s) Cuál de las siguientes afirmacines es incrrecta? a) El hierr metálic es un agente reductr. b) El es un agente xidante. c) El hierr metálic se reduce a. d) El es un agente reductr. Las semirreaccines crrespndientes al prces de xidación del hierr sn: reducción: 3 O + 2 e O xidación: 2 Fe Fe + 3 e a) Verdader. Fe (s) cede electrnes y se xida, es un agente reductr. b) Verdader. Fe capta electrnes y se reduce, es un agente xidante. c) Fals. Fe (s) cede electrnes y se xida a Fe. d) Verdader. O cede electrnes y se xida a O, es un agente reductr. La respuesta incrrecta es la c. (O.Q.L. Murcia 1999) Respect a ls prcess de xidación reducción, qué afirmación es crrecta? a) La reducción del in ydat hasta yd mlecular, en medi ácid, implica la transferencia de 10 electrnes. b) En la reacción 2 Cu (s) + (g) 2 CuO (s) el cbre se reduce. c) Un element se reduce cuand al cambiar su númer de xidación l hace de mens a más psitiv. d) Un element se xida cuand al cambiar su númer de xidación l hace de mens a más negativ. e) El in dicrmat se cnsidera un agente reductr en medi ácid. (O.Q.N. Murcia 2000) a) Verdader. La semirreacción de reducción es: 2 IO + 12 H + 10 I + 6 H O

159 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 155 b) Fals. La semirreacción crrespndiente al cbre es: xidación: Cu Cu + 2 e El cbre cede electrnes pr l tant se xida. c) Fals. La reducción es un prces en el que una sustancia gana electrnes pr l que su númer de xidación disminuye. d) Fals. La xidación es un prces en el que una sustancia cede electrnes pr l que su númer de xidación aumenta. e) Fals. El dicrmat en medi ácid se transfrma en Cr y la semirreacción crrespndiente es: Cr O + 14 H + 6 e 2 Cr + 7 H O El dicrmat gana electrnes pr l tant es el agente xidante, la especie que se reduce. La respuesta crrecta es la a Sabiend que: (aq) + 8 (aq) + 5 (aq) + 4 (l) (aq) (aq) + Cuál será el mínim vlumen, en, que se necesitará, de una dislución acidificada de tetraxmanganat (VII) de ptasi 0,002 M, para xidar cmpletamente 0,139 g de un cmpuest de hierr (II) cuya masa mlecular relativa es 278? a) 5 b) 25 c) 50 d) 100 e) 500 (O.Q.N. Murcia 2000) (O.Q.L. Asturias 2004) (O.Q.L. Asturias 2009) Igualand el númer de electrnes intercambiads se btiene la ecuación química glbal: MnO (aq) + 8 H (aq) + 5 Fe (aq) Mn (aq) + 4 H O (l) + 5 Fe (aq) El númer de mles de Fe es: 0,139 g cmpuest 1 ml cmpuest 278 g cmpuest Relacinand mles de Fe cn dislución de MnO 4 : 1 ml Fe 1 ml cmpuest = 5 10 ml Fe 5 10 ml Fe 1 ml MnO 10 cm MnO 0,002 M 5 ml Fe = 50 0,002 ml MnO 0,002 M La respuesta crrecta es la c.

160 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Dads ls semisistemas: 2 (aq) + 2 (g) E = 0 V (aq) + 2 Zn (s) E = 0,76 V Cuál de las siguientes afirmacines es crrecta? a) (aq) [1 M] reduce al (aq) [1 M]. b) (aq ) [1 M] reduce al (aq) [1 M]. c) (aq) [1 M] xida al Zn (s). d) (g) xida al Zn (s). e) N hay reacción entre (aq) y Zn (s). (O.Q.N. Murcia 2000) (O.Q.L. Asturias 2007) (O.Q.L. Asturias 2009) Para que ambs semisistemas den una reacción espntánea es precis que el ptencial nrmal de la célula sea, E > 0. Cm ΔG = nfe < 0, si E > 0, entnces se trata de un prces espntáne. E ce lula E ce lula = E ca td E a nd = E / E /Zn = 0 V 0,76 V = 0,76 V Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e H (g) (aq) es el xidante (semisistema cn mayr ptencial), la especie que se reduce. Ánd (xidación): Zn (s) Zn (aq) + 2 e Zn (s) es el reductr (semisistema cn menr ptencial), la especie que se xida. La reacción glbal es: 2 H (aq) + Zn (s) H (g) + Zn (aq) La respuesta crrecta es la c La fem estándar de la célula: Sn (s) / (aq) // (aq) / Zn (s) es 0,62 V. Si la cncentración de ambs ines cambiara a 0,1 M, qué valr tmaría la fem de la pila? a) Permanecería inalterad. b) Se haría much menr. c) Se haría un pc menr. d) Es impsible calcularl cn ls dats que se tienen. e) Tmaría un valr psitiv. (O.Q.N. Murcia 2000) (O.Q.L. Castilla y León 2002) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): Zn (aq) + 2 e Zn (s) Ánd (xidación): Sn (s) Sn (aq) + 2 e La reacción glbal es: Zn (1 M) + Sn (s) Zn (s) + Sn (1 M) El ptencial nrmal de la célula se calcula mediante la expresión::

161 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 157 E ce lula E ce lula = E ca td = E /Zn E a nd E /Sn= 0,62 V Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E ce lula 0,0592 lg Q n Sustituyend: E é = 0,62 0, lg [Sn ] 0,0592 [Zn = 0,62 lg 0,1 ] 2 0,1 = 0,62 V Cm se bserva, cuand las cncentracines de las especies iónicas sn iguales el ptencial de la célula permanece inalterad. La respuesta crrecta es la a En cuál de las siguientes especies químicas presenta el nitrógen estad de xidación +1? a) b) NO c) d) (O.Q.L. Murcia 2000) Teniend en cuenta que en las especies dadas el númer de xidación del xígen es 2, del hidrógen +1 y de la plata +1, el númer de xidación del nitrógen en las mismas es: a) En el NO : x = 1 x = +5 b) En el NO: x + 2= 0 x = +2 c) En el : x +2 2 = 0 x = +1 d) En el NH : x = 0 x = 3 La respuesta crrecta es la c Cuál de las siguientes especies reaccina únicamente cm agente xidante? a) b) Na c) d) e) (O.Q.N. Barcelna 2001) (O.Q.L. Madrid 2004) (O.Q.L. Madrid 2007) es el xidante más fuerte que existe pr l tant sl puede reducirse a F : F (g) + 2 e 2 F (aq) La respuesta crrecta es la a.

162 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para la siguiente célula galvánica: Ag (s) / (AgI sat.) // (0,100 M) / Ag (s) si la fuerza electrmtriz, E = +0,417 V, la cnstante del prduct de slubilidad del AgI es: a) K ps = 2 10 b) K ps = 8,3 10 c) K ps = 8,3 10 d) K ps = 8,3 10 e) K ps = 8,3 10 (O.Q.N. Barcelna 2001) (O.N.Q. Córdba 2007) El equilibri de slubilidad de AgI es: AgI (s) Ag (aq) + I (aq) El prduct de slubilidad, K, del AgI es: K = [Ag ] [I ] Ls valres [Ag ] y [I ] sn ls crrespndientes a ls de la dislución saturada de AgI (sat): K = [Ag [I que pueden calcularse a partir de la fuerza electrmtriz, E, de la célula prpuesta. E ce lula = E ca td E a nd = E /Ag E + Agsat/Ag Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): Ag (0,1 M) + e Ag (s) Ánd (xidación): Ag (s) Ag (sat) + e Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg [reducida] [xidada] Sustituyend: E ca td = E /Ag 0,0592 lg 1 E a nd = E /Ag El ptencial de la célula es: 0, [Ag] [Ag ] lg [Ag] [Ag E ce lula = E /Ag 0, lg [Ag] [Ag ] E /Ag 0, lg [Ag] [Ag E ce lula = E /Ag E /Ag 0, lg [Ag [Ag Pr tratarse de una célula cn electrds idéntics, E ce lula a: = 0, y la expresión se simplifica

163 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 159 E ce lula = 0, lg [Ag [Ag ] Sustituyend: 0,417 = 0,0592 lg 0,1 [Ag [Ag = 9,04 10 M Sustituyend en la expresión de K : K = [Ag La respuesta crrecta es la d. [I =(9,04 10 = 8,2 10 (La diferencia entre las slucines prpuestas en Barcelna 2001 y Córdba 2007 está en que las de Córdba 2007 sn las que parecen más cherentes) En una tabla de ptenciales nrmales de electrd a 25 C, se han encntrad ls valres para ls pares / y /Cu, que sn +0,16 V y +0,52 V, respectivamente. El ptencial crrespndiente al par /Cu es: a) +0,36 V b) 0,68 V c) +0,68 V d) +0,34 V e) 0,34 V (O.Q.N. Barcelna 2001) A partir de ls dats se pueden escribir las siguientes semirreaccines: Cu (aq) + e Cu (aq) Cu (aq) + e Cu (s) La reacción glbal es: Cu (aq) + 2 e Cu (s) La variación de energía libre ttal es: ΔG /Cu = ΔG / Teniend en cuenta que: ΔG = nfe Sustituyend se btiene: nfe /Cu Simplificand queda: 2 E /Cu = nfe / La respuesta crrecta es la d. + ΔG /Cu + nfe /Cu = 0,16 V + 0,52 V E /Cu = 0,34 V

164 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Dads ls siguientes ptenciales nrmales de electrd en vltis, el agente reductr más fuerte es: a) Zn b) Al c) d) e) (Dats. Ptenciales nrmales de electrd, E : ( /Al) = 1,66 V; ( /Cu) = 0,34 V; ( /Zn) = 0,76 V; ( / ) = 0,77 V; ( / ) = 0,15 V) Las semirreaccines de reducción sn: (O.Q.N. Barcelna 2001) (O.Q.L. Asturias 2004) Zn (aq) + 2 e Zn (s) Al (aq) + 3 e Al (s) Fe (aq) + e Fe (aq) Cu (aq) + e Cu (aq) E = 0,76 V E = 1,66 V E = +0,77 V E = +0,15 V El agente reductr más fuerte de tds ls prpuests es el que tiene menr ptencial de reducción: Al. La respuesta crrecta es la b. (Cuestión es similar a la prpuesta en Almería 1999) Cuánt tiemp tardarán en depsitarse 0,00470 mles de r pr electrólisis de una dislución acusa de utilizand una crriente de 0,214 amperis? a) 35,3 min b) 70,7 min c) 106 min d) 23,0 min e) 212 min (Dat. F = C ) (O.Q.N. Barcelna 2001) (O.Q.L. Asturias 2007) El tetraclraurat (III) de ptasi en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: KAuCl (aq) AuCl (aq) + K (aq) La semirreacción de reducción que tiene lugar en el cátd es: AuCl (aq) + 3 e Au (s) + 4 Cl (aq) Relacinand mles de Au y de electrnes: 3 ml e 0,00470 ml Au 1 ml Au C 1 ml e = 1361 C El tiemp necesari para que pase esa cantidad de crriente pr la cuba electrlítica es: t = 1361 C 1 min = 106 min 0,214 A 60 s La respuesta crrecta es la c.

165 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) En la btención de metales mediante prcess electrlítics, cuál de ls siguientes metales supne mayr cnsum de electricidad pr tnelada de metal a partir de sus sales? a) Na b) Mg c) Cu d) Ba e) Al (O.Q.N. Barcelna 2001) La ecuación general que permite calcular la cantidad de crriente necesaria para depsitar 1 t de cualquier metal es: 1 t metal 10 g metal 1 t metal siend: 1 ml metal M g metal n ml e 1 ml metal C 1 ml e = 9,65 10 n C M M = masa mlar del metal n = númer de electrnes necesaris para la reducción del metal Las semirreaccines crrespndientes a las reduccines de ls metales dads sn: Na (aq) + e Na (s) Mg (aq) + 2 e Mg (s) Cu (aq) + 2 e Cu (s) Ba (aq) + 2 e Ba (s) Al (aq) + 3 e Al (s) Cm se bserva, para depsitar un ml de Al se necesitan 3 mles de electrnes, si además se tiene en cuenta que la masa mlar del Al es muy baja, este element es el que precisa mayr cantidad de electricidad para depsitar 1 t del mism. La respuesta crrecta es la e El cesi metálic puede btenerse: a) Pr electrólisis de una dislución acusa de clrur de cesi. b) Pr electrólisis de una dislución acusa de hidróxid de cesi. c) Pr electrólisis de clrur de cesi fundid. d) Pr reducción de carbnat de cesi cn ácid sulfúric. e) Pr reducción de una dislución acusa de clrur de cesi mediante liti metálic. (O.Q.N. Barcelna 2001) El clrur de cesi fundid, CsCl (l), se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: CsCl (l) Cl (l) + Cs (l) Si se realiza una electrólisis, las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): 2 [Cs (l) + e Cs (l)] Ánd (xidación): 2 Cl (l) Cl (g) + 2 e La respuesta crrecta es la c.

166 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Ls ceficientes estequimétrics crrects, indicads en el mism rden, necesaris para ajustar la ecuación iónica siguiente: (aq) + (l) (g) + (aq) + (aq) a) 1, 1, ½, 4, 2 b) 2, 3, 1, 8, 6 c) 1, 2, ½, 4, 2 d) 2, 1, 1, 8, 2 e) 1, 2, 1, 4, 4 Las semirreaccines sn: reducción: 3 Br + 2 e 2 Br xidación: 2 NH N + 8 H + 6 e La ecuación iónica final es: sn: 2 (aq) + 3 (l) (g) + 8 (aq) + 6 (aq) La respuesta crrecta es la b. (O.Q.L. Castilla y León 2001) De las siguientes reaccines químicas que se frmulan a cntinuación, indique la crrecta: a) CuO b) CuO + + ½ c) CuO d) CuO + + ½ + e) CuO + 2 Cu (O.Q.N. Ovied 2002) a) Es crrecta. La ecuación está ajustada aunque n es un prces de xidación reducción. b) N crrecta. Hay una reducción: Cu CuO Cu CuNO y ninguna xidación. c d) N crrecta. Hay una reducción: HNO NO y ninguna xidación. e) N crrecta. Hay ds reduccines: Cu CuO Cu HNO NO y ninguna xidación. La respuesta crrecta es la a. (Cuestión similar a la prpuesta en Burgs 1998).

167 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de las siguientes afirmacines sbre la reacción de xidación reducción que tiene lugar en una célula galvánica en cndicines estándar, es cierta? a) ΔG y E sn psitivs y es mayr que 1. b) ΔG es negativ, E psitiv y es mayr que 1. c) ΔG es psitiv, E negativ y es menr que 1. d) ΔG y E sn negativs y es mayr que 1. e) ΔG y E sn negativs y es menr que 1. (O.Q.N. Ovied 2002) (O.Q.L. Asturias 2004) Una célula galvánica es aquella en la tiene lugar una reacción de xidación reducción espntánea. Si la reacción es espntánea se cumple la cndición de la variación de energía libre de Gibbs es negativa, ΔG < 0. La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula y la cnstante de equilibri del prces viene dada pr las siguientes ecuacines: ΔG = nfe ΔG = RT ln K Si ΔG < 0, entnces se cumplen las cndicines: E > 0 K = exp ( ΔG /RT) > 1 La respuesta crrecta es la b Ls ptenciales nrmales de electrd para el /Al y /Cr sn 1,66 V y 0,74 V, respectivamente. Cuál de las siguientes afirmacines es cierta para la siguiente reacción en cndicines estándar? Al + + Cr a) E = 2,40 V y la reacción es espntánea. b) E = 0,92 V y la reacción es espntánea. c) E = 0,92 V y la reacción es n espntánea. d) E = 0,92 V y la reacción es espntánea. e) E = 2,40 V y la reacción es n espntánea. Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): Cr (aq) + 3 e Cr (s) Ánd (xidación): Al (s) Al (aq) + 3 e El ptencial de la célula se calcula mediante la expresión: E ce lula E ce lula = E ca td = E /Cr E a nd E /Al = 0,74 V 1,66 V = 0,92 V (O.Q.N. Ovied 2002) La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe

168 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 164 Si E > 0, entnces se tiene que ΔG < 0, y la reacción es espntánea. La respuesta crrecta es la b En el prces de galvanizad, el hierr se recubre cn cinc. Esta prtección química es más semejante a la prprcinada pr: a) Un bjet de hierr recubiert cn plata. b) Un bte de hierr recubiert cn estañ. c) Una tubería de cbre cubierta cn pintura de tip pliméric. d) Cnexión de tuberías de cbre utilizand sldadura de plm. e) Una barra de magnesi cnectada a una tubería de hierr. (O.Q.N. Ovied 2002) Si se cnecta la tubería de hierr a una barra de magnesi se prtege al hierr de la crrsión ya que el magnesi, al igual que el cinc, es un metal muy reductr (tiene un ptencial nrmal de electrd muy baj) que se xida más fácilmente que el hierr. Cnsultand la bibligrafía, ls ptenciales de reducción crrespndientes sn: Fe (aq) + 2 e Fe (s) Zn (aq) + 2 e Zn (s) Mg (aq) + 2 e Mg (s) E = 0,44 V E = 0,76 V E = 2,37 V La respuesta crrecta es la e En cuál de las siguientes sustancias presenta el hidrógen estad de xidación 1? a) b) c) NaH d) NaOH (O.Q.L. Murcia 2002) Teniend en cuenta que en las especies dadas el númer de xidación del xígen es 2, y del sdi +1, el númer de xidación del hidrógen en las mismas es: a) En el H O: 2 x + 2 = 0 x = +1 b) En el H : ls elements en frma mlecular tienen númer de xidación 0 c) En el NaH: +1 + x = 0 x = 1 d) En el NaOH: x = 0 x = +1 La respuesta crrecta es la c Cierta reacción redx tiene una cnstante de equilibri de 2 10 a 25 C. De ell se deduce que: a) La variación de energía libre para la reacción es negativa. b) La reacción es espntánea en cndicines estándar. c) En cndicines estándar n se puede btener trabaj útil de esta reacción. d) Cuand se alcanza el equilibri la reacción está desplazada hacia la derecha. (O.Q.L. Castilla y León 2002) a) Fals. La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la cnstante de equilibri de reacción viene dada pr la siguiente ecuación:

169 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 165 ΔG = RT ln K Sustituyend: ΔG = 8,3 298 ln kj 10 = 100 kj J b) Fals. Para que una reacción sea espntánea es precis que se cumpla que ΔG < 0. En este cas, ΔG > 0, pr tant, se trata de una reacción n espntánea. c) Verdader. Teniend en cuenta que ΔG = W ú. Cm ΔG > 0, n se puede extraer trabaj del sistema. d) Fals. Cm la cnstante de equilibri, K = 2 10 < 1, quiere decir que el sistema en el equilibri se encuentra desplazad hacia la izquierda. La respuesta crrecta es la c La semirreacción en el ánd de una célula galvánica es la siguiente: Zn (s) + 2 Cuál es la carga máxima, en culmbis, que puede prducirse en una célula cn un ánd de 6,54 g de cinc? a) 4820 C b) 9650 C c) C d) C e) C (Dats. F = C ; M atómica (Zn) = 65,38) (O.Q.N. Tarazna 2003) (O.Q.L. Asturias 2007) Relacinand mles de Zn y de electrnes: 1 ml Zn 2 ml e C 6,54 g Zn 65,38 g Zn 1 ml Zn 1 ml e = C La respuesta crrecta es la c Se cnectan en serie tres células electrlíticas cn dislucines acusas de, y, respectivamente. a) Se recgerá igual vlumen de hidrógen en las tres células. b) Se recgerá mayr vlumen de hidrógen en la célula de. c) Se recgerá mayr vlumen de hidrógen en la célula de. d) Se recgerá mayr vlumen de hidrógen en la célula de. e) Se recgerá aprximadamente el mism vlumen de hidrógen en las células de y. (O.Q.N. Tarazna 2003) Ls ácids acétic, sulfúric y fsfóric en dislución acusa se encuentran disciads de acuerd cn las siguientes ecuacines: CH COOH (aq) CH COO (aq) + H (aq) H SO (aq) SO (aq) + 2 H (aq) H PO (aq) PO (aq) + 3 H (aq) además, la presencia de ácid favrece la inización del agua:

170 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 166 H O (l) H (aq) + OH (aq) En las tres celdas se prduce las mismas semirreaccines independientemente de la cantidad de hidrógen que lleva cada ácid: Cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e H (g) Ánd (xidación): 4 OH (aq) O (g) + 2 H O (l) + 4 e El in H se reduce más fácilmente que el rest de ls ines ya que tiene un ptencial nrmal de electrd menr. La respuesta crrecta es la a. (Cuestión es similar a la prpuesta en Burgs 1998) Cnciend ls ptenciales nrmales de electrd de las siguientes reaccines: 2 (l) + 2 (g) + 2 (aq) E = 0,8 V (aq) + Na (s) E = 2,7 V (g) (aq) E = +1,4 V Qué puede bservarse cuand se intrducen ds electrds inertes en una dislución de clrur de sdi en agua y se cnectan a ls terminales de una batería de 2,0 V? a) Aparece sdi sólid en el ánd y clr gas en el cátd. b) Aparece gas clr en el ánd y sdi sólid en el cátd. c) Aparece hidrógen gas en el cátd y sdi sólid en el ánd. d) Aparece hidrógen gas en el ánd y clr gas en el cátd. e) Aparece clr gas en el ánd e hidrógen gas en el cátd. (O.Q.N. Tarazna 2003) El NaCl en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: NaCl (aq) Cl (aq) + Na (aq) También se tiene la inización del agua: H O (l) 2 H (aq) + OH (aq) Cncids ls ptenciales nrmales de electrd, las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): 2 H O (l) + 2 e (g) + 2 OH (aq) Ya que de ls ds ines, H y Na, es el primer el que psee un ptencial de reducción mayr. Ánd (xidación): 2 Cl (aq) (g) + 2 e La respuesta crrecta es la e Teniend en cuenta que ( ) = 1,42 10 ; E ( /Ni) = 0,257 V, el valr del ptencial de la siguiente vltaica a 25 C: Ni (s) / (dis. sat. ) // (0,0100 M) / Ni (s), es: a) +0,257 V b) 0,257 V c) 0,00 V d) 0,00844 V e) 0,0422 V (O.Q.N. Tarazna 2003)

171 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 167 El equilibri de slubilidad de NiCO es: NiCO (s) Ni (aq) + CO 3 2 (aq) El prduct de slubilidad, K, del NiCO es: K = Ni ] [CO 3 2 ] Ls valres [Ni ] [CO 3 2 ] sn ls crrespndientes a ls de la dislución saturada de NiCO (sat): K = Ni CO siend Ni que pueden calcularse a partir del valr de la cnstante K : = CO Ni = K = 1,42 10 = 3,77 10 M Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): Ni (0,01 M) + 2 e Ni (s) Ánd (xidación): Ni (s) Ni (sat) + 2 e La fuerza electrmtriz, E, de la célula prpuesta. E ce lula = E ca td E a nd = E /Ni E /Ni Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n Sustituyend: E ca td = E Ni 2+ /Ni E a nd = E /Ni lg [reducida] [xidada] 0, , El ptencial de la célula es: lg lg [Ni] 0,0592 [Ni = 0,257 lg ] 2 [Ni] Ni E célula = 0,316 V 0,358 V = 0,042 V La respuesta crrecta es la e. = 0,257 0, = 0,316 V 10 1 lg = 0,358 V 3, Si el cambi de energía libre para la cmbustión en cndicines estándar de un ml de (g) es ΔG = 818 kj, el vltaje estándar que pdría btenerse de una pila de cmbustión utilizand esta reacción es: a) 0,53 V b) 1,06 V c) 1,06 V d) 4,24 V e) 8,48 V (Dat. F = C ) (O.Q.N. Tarazna 2003)

172 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 168 Las ecuacines químicas crrespndientes a una célula de cmbustible que funcina a base de CH (gas natural) sn: Cátd (reducción): 2 [O (g) + 4 H (aq) + 4 e 2 H O (l)] Ánd (xidación): CH (g) + 2 H O (l) CO (g) + 8 H (aq) + 8 e La reacción glbal es: CH (g) + 2 O (g) CO (g) + 2 H O (l) La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe Despejand E : 818 kj E = C 10 J 1 kj = 1,06 V La respuesta crrecta es la c Cnciend ls siguientes ptenciales nrmales de electrd cuál de las siguientes reaccines se prducirá de frma espntánea? (aq) + 2 Cu (s) (aq) + 2 Zn (s) (aq) + 2 Mn (s) a) + Cu Mn + b) + Zn Mn + c) + Cu Zn + d) + Mn Zn + e) + Cu + Zn E = +0,3 V E = 0,8 V E = 1,2 V Se prducirá de frma espntánea aquella reacción en la que se cumpla: ΔG = nfe < 0 para que ΔG < 0 debe cumplirse la cndición de que E > 0. a) Fals. Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): Mn (aq) + 2 e Mn (s) Ánd (xidación): Cu (s) Cu (aq) + 2 e La fuerza electrmtriz de una célula se calcula mediante la expresión: E ce lula E ce lula = E ca td = E /Mn E a nd E /Cu= 1,2 V 0,3 V = 1,5 V Cm E < 0 la reacción es n espntánea. b) Fals. Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): Mn (aq) + 2 e Mn (s) (O.Q.N. Tarazna 2003)

173 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 169 Ánd (xidación): Zn (s) Zn (aq) + 2 e La fuerza electrmtriz, E, de la célula prpuesta es. E ce lula = E /Mn E /Zn= 1,2 V 0,8 V = 0,4 V Cm E < 0 la reacción es n espntánea. c) Fals. Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): Zn (aq) + 2 e Zn (s) Ánd (xidación): Cu (s) Cu (aq) + 2 e La fuerza electrmtriz, E, de la célula prpuesta es. E ce lula = E /Zn E /Cu = 0,8 V 0,3 V = 1,1 V Cm E < 0 la reacción es n espntánea. d) Verdader. Las semirreaccines que tienen lugar sn: Cátd (reducción): Zn (aq) + 2 e Zn (s) Ánd (xidación): Mn (s) Mn (aq) + 2 e La fuerza electrmtriz, E, de la célula prpuesta es. E ce lula = E /Zn E /Mn= 0,8 V 1,2 V = 0,4 V Cm E > 0 la reacción es espntánea. e) Fals. N es psible la reacción ya que hay ds xidacines y ninguna reducción: Cu (aq) + 2 e Cu (s) Zn (aq) + 2 e Zn (s) La respuesta crrecta es la d Cuál es el estad de xidación del vanadi en el cmpuest? a) +1 b) +3 c) +5 d) +7 (O.Q.L. Murcia 2003) Teniend en cuenta que en la especie dada el númer de xidación del xígen es 2, del hidrógen +1 y del nitrógen 3, el númer de xidación del vanadi en la misma es: x = 0 x = +5 La respuesta crrecta es la c.

174 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El clr se btiene en el labratri pr xidación del ácid clrhídric según la siguiente reacción: HCl + X + + Cuál de las siguientes sustancias se utiliza cm reactiv X para xidar al ácid clrhídric? a) Manganes metal b) Óxid de manganes c) Hidrur de manganes d) Dióxid de manganes (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) La semirreacción crrespndiente a la xidación del Cl es: 2 Cl (aq) Cl (g) + 2 e El element X debe actuar cm xidante pr l que debe reducirse, es decir, bajar su númer de xidación. En el cmpuest XCl el element X tiene el númer de xidación: x = 0 x = 2 pr tant, el númer de xidación del element X en la especie elegida deber ser mayr que 2. La especie aprpiada para la xidación es el dióxid de manganes en la que el númer de xidación del manganes es: x = 0 x = 4 La respuesta crrecta es la d Sabiend que ls ptenciales nrmales de electrd de ls sistemas / y / valen respectivamente 1,36 V y 0,54 V, se puede afirmar que: a) El yd xida al in clrur. b) El clr xida al in ydur. c) El clr es más básic que el ydur. d) El clr reduce al in ydur. (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) El sistema que tiene mayr ptencial se cmprta cm xidante (se reduce) y el de menr cm reductr (se xida): Oxidante: Cl (g) + 2 e 2 Cl (aq) Reductr: 2 I (aq) I (s) + 2 e E = 1,36 V E = 0,54 V La reacción glbal es: Cl (g) + 2 I (aq) 2 Cl (aq) + I (s) E = 1,36 V 0,54 V = 0,82 V Cm E > 0, la reacción es espntánea y el xida al. La respuesta crrecta es la b.

175 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Dada la reacción de xidación reducción: 2 (aq) + 5 (aq) + 6 (aq) 2 (aq) + 5 (g) + 8 (l) a) El númer de electrnes puest en jueg en este prces es de 2. b) La especie es la que resulta de la reducción de debid al agente reductr. c) La especie es el agente reductr y se xida a. d) El in es el agente xidante que prduce la xidación del a. Las semirreaccines sn: reducción: MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O xidación: H O O + 2 H + 2 e a) Fals. El númer de electrnes puest en jueg en el prces es 10. (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) b c) Fals. El MnO se cmprta cm xidante ya que gana electrnes y se reduce a Mn. d) Verdader. El se cmprta cm xidante ya que gana electrnes y xida al H O a O. La respuesta crrecta es la d En una célula vltaica galvánica (pila): a) Ls electrnes se desplazan a través del puente salin. b) La reducción tiene lugar en el cátd pl psitiv. c) Ls electrnes se mueven desde el cátd al ánd. d) Ls electrnes salen de la célula pr el ánd el cátd, dependiend de ls electrds utilizads. (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) En ambs tips de células: Ánd: electrd pr el que ls electrnes salen de la célula y tiene lugar la xidación. Cátd: electrd pr el que ls electrnes entran en la célula y tiene lugar la reducción En una célula vltaica, ls electrnes se dirigen espntáneamente hacia el cátd pr l que este tiene sign psitiv. En una célula electrlítica, ls electrnes sn frzads a dirigirse hacia el cátd pr l que este tiene sign negativ. La respuesta crrecta es la b Una muestra de Mn (s) se recubre de una capa de clr pard cuand se sumerge en una dislución acusa 1 M de Qué reacción se prduce espntáneamente? a) + Fe Mn + b) Mn + Fe + c) Mn + + Fe d) Ninguna de las tres anterires. (Dats. E : /Mn = 1,18 V; /Fe = 0,44 V) (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004)

176 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 172 Para que la reacción sea espntánea es precis que E > 0. Para ell, el sistema que tiene mayr ptencial se cmprta cm xidante (se reduce) y el de menr cm reductr (se xida): Oxidante: Fe (aq) + 2 e Fe (s) E = 0,44 V Reductr: Mn (s) Mn (aq) + 2 e E = +1,18 V La reacción glbal es: Fe (aq) + Mn (s) Fe (s) + Mn (aq) E = 0,44 V + 1,18 V = 0,74 V La respuesta crrecta es la c Las especies frmadas en la electrólisis de una dislución acusa de clrur sódic en un prces industrial clr ssa, sn: a) (aq), (g), (aq) b) (g), c) (aq), (aq), (g) d) (g), (g), NaOH (aq) (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) El NaCl en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: NaCl (aq) Cl (aq) + Na (aq) También se tiene la inización del agua: H O (l) 2 H (aq) + OH (aq) Cnsultand en la bibligrafía ls ptenciales nrmales de electrd, las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): 2 H O (l) + 2 e H (g) + 2 OH (aq) E = 0,83 V [1] Cátd (reducción): Na (aq) + e Na (s) E = 2,71 V [2] de ambas, se puede descartar la semirreacción [2] ya que H es más fácil de reducir pr tener un ptencial de reducción mayr. Ánd (xidación): 2 Cl (aq) Cl (g) + 2 e E = 1,36 V [3] Ánd (xidación): 2 H O (l) O (g) + 4 H (aq) + 4 e E = 1,23 V [4] El ptencial de la reacción entre [1] y [3] es: 2 Cl (aq) + 2 H O (l) Cl (g) + H (g) + 2 OH (aq) E = E ca td E a nd = 0,83 V 1,36 V = 2,19 V El ptencial de la reacción entre [1] y [4] es: 2 H O (l) 2 H (g) + O (g) E = E ca td E a nd = 0,83 V 1,23 V = 2,06 V Cm ambs valres sn similares es de esperar que en el ánd se btenga una mezcla de Cl y O. En la práctica, predmina Cl debid a la alta sbretensión del O cmparada cn la del Cl. Pr tant, se puede cnsiderar que la reacción glbal es:

177 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) (l) + 2 NaCl (aq) (g) + (g) + 2 NaOH (aq) El NaOH (aq) se frma cn ls ines Na (aq) y OH (aq) presentes en la dislución resultante. La respuesta crrecta es la d Qué masa de cbre se depsita en media hra cn una crriente de 2 A que pasa pr una dislución acusa que cntiene el in? a) 11,87 g b) 1,18 g c) 24,7 g d) 0,45 g (Dats. F = C ; Masa atómica Cu = 63,5 g ) (O.Q.L. Madrid 2003) (O.Q.L. La Rija 2004) La semirreacción crrespndiente a la reducción del in Cu en el cátd es: Cu (aq) + 2 e Cu (s) Relacinand la cantidad de crriente y de Cu: 30 min 2 A 60 s 1 min La respuesta crrecta es la b. 1 C 1 ml e 1 A s C 1 ml Cu 63,5 g Cu = 1,18 g Cu 2 ml e 1 ml Cu Indique cuál de ls siguientes elements químics tiene mayr carácter reductr: a) Mg b) Ge c) Al d) K e) S (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) (O.Q.L. Madrid 2004) (O.Q.N. Sevilla 2010) Ls metales alcalins sn especies que tienen mayr pder reductr. Pr tant, El mayr carácter reductr le crrespnde al K. La respuesta crrecta es la d. (En la cuestión prpuesta en Sevilla 2010 se reemplazan Mg, Ge y S pr Be, P y C) Cuál es el element que se xida en una reacción entre etilen y una dislución acusa de permanganat ptásic? a) Carbn b) Hidrógen c) Oxígen d) Ptasi e) Manganes (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) El permanganat de ptasi es un xidante y se reduce. El manganes baja su númer de xidación. El etilen se cmprta cm reductr y se xida. El carbn aumenta su númer de xidación. El carbn es un element más electrnegativ que el hidrógen, pr tant, en el etilen, CH =CH, el númer de xidación del hidrógen es +1 y el del carbn es:

178 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) x = 0 x = 2 La respuesta crrecta es la a Para la siguiente reacción: Cr (s) + 3 (aq) (aq) + 3/2 (g) Cuál será el valr de E ( /Cr)? a) 0,74 V b) 2,14 V c) +2,14 V d) 74 mv e) +0,74 V (Dat. Cnstante de Faraday = C ) ΔG = 214,23 kj (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): 3 [H (aq) + e 3 H (g)] Ánd (xidación): Cr (s) Cr (aq) + 3 e La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe Despejand E : E = 214,23 kj 10 J = 0,74 V C 1 kj La fuerza electrmtriz de la célula prpuesta es. E ce lula = E ca td E a nd = E /H 2 E /Cr Sustituyend se btiene el valr de E /Cr: 0,74 V = 0 E /Cr La respuesta crrecta es la a. E /Cr = 0,74 V Cuál sería el ΔG de la reacción siguiente a 25 C? 2 (0,1 M) + Sn (s) 2 Ag (s) + (0,5 M) E = 0,94 V. a) 4120 cal b) +17,169 kj c) +41,2 kcal d) J e) 17,169 kj (Dats. F = C ; R = 8,3 J ; 1 J = 0,24 cal) (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 lg Q n

179 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 175 Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): 2 [Ag (aq) + e 2 Ag (s)] Ánd (xidación): Sn (s) Sn (aq) + 2 e Pr tant, el valr de n = 2 y la expresión de Q es: Q = [Sn ] [Ag El valr de E es: E = E 0,0592 n lg [Sn ] 0,0592 [Ag = 0,94 lg 2 0,5 0,1 = 0,89 V La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe Sustituyend: ΔG = C 0,89 V = ml La respuesta crrecta es la d. J ml Se quiere platear una cuchara de 20 de área, hasta un espesr de 10 m, cn una dislución de, pasand una crriente de 0,02 A. Cuánt tiemp se tardaría? a) 1,232 min b) 2,5 días c) 26,1 h d) 9391,5 s e) 52,1 h (Dats. Densidad (Ag) = 10,5 g/ ; M atómica (Ag) = 107,9; F = C ) La semirreacción de reducción que tiene lugar en el cátd es: AgCN (aq) + e Ag (s) + 2 CN (aq) Ls mles de plata necesaris para platear la cucharilla sn: (O.Q.N. Valencia de D. Juan 2004) 20 cm 10 m 10 cm 1 m 10,5 g Ag 1 ml Ag 1 cm = 0,0195 ml Ag 107,9 g Ag Relacinand mles de Ag y de electrnes: 1 ml e 0,0195 ml Ag 1 ml Ag C 1 ml e = 1878 C El tiemp necesari para que pase esa cantidad de crriente pr la cuba electrlítica es: t = 1878 C 0,02 A 1 h 3600 s = 26,1 h La respuesta crrecta es la c.

180 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Señale la prpsición crrecta: a) El ácid nítric tiene prpiedades reductras. b) Un métd que evita la crrsión del hierr es mantenerl unid a un metal mens activ que él. c) Una dislución acusa de sulfur sódic tiene carácter ácid. d) Ls halógens frman cmpuests cvalentes cn hidrógen y cn carbn. (O.Q.L. Madrid 2004) a) Fals. El ácid nítric, HNO, es un xidante que se puede reducir a NO, NO, N NH según la fuerza del reductr cn el que se le haga reaccinar. b) Fals. Un métd para evitar la crrsión es mantenerl unid a un metal que sea más activ que él cm, pr ejempl, el magnesi. c) Fals. El sulfur de sdi en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: Na S (aq) S (aq) + 2 Na (aq) El in Na, es el ácid cnjugad débil de la base fuerte NaOH pr l que n se hidrliza. El in S es la base cnjugada del ácid débil HS que se hidrliza según la ecuación: S (aq) + H O (l) HS (aq) + OH (aq) Cm se bserva, se prducen ines OH pr l que el ph > 7 y la dislución es básica. d) Verdader. Un halógen, cm el clr, frma cmpuests cn el hidrógen, HCl, y cn el carbn, CCl. Ests cmpuests sn cvalentes debid a que la diferencia de electrnegatividad entre ests elements y el clr n es muy grande. La respuesta crrecta es la d Indique cuál de las siguientes reaccines se prducirá espntáneamente en dislución acusa a 25 C. Supnga que las cncentracines iniciales de tdas las especies disueltas sn 1 M. a) Ca (s) + (aq) (aq) + Cd (s) b) 2 (aq) + (aq) (l) + Sn (s) c) 2 Ag (s) + (aq) 2 (aq) + Ni (s) d) NaCl (aq) + (l) NaOH (aq) + HCl (aq) (O.Q.L. Madrid 2004) a) Verdader. Las semirreaccines que tienen lugar sn: reducción: Cd (aq) + 2 e Cd (s) xidación: Ca (s) Ca (aq) + 2 e Es psible que se prduzca la reacción de frma espntánea ya que un fuerte reductr, Ca metal alcalintérre, reduce al Cd. b) Fals. Las semirreaccines que tienen lugar sn: reducción: Sn (aq) + 2 e Sn (s) xidación: 2 Br (aq) Br (l) + 2 e N es psible que se prduzca la reacción ya que el Br, halógen, es un xidante mas fuerte que el Sn.

181 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 177 c) Fals. Las semirreaccines que tienen lugar sn: reducción: Ni (aq) + 2 e Ni (s) xidación: 2 [Ag (s) Ag (aq) + 2 e ] N es psible que se prduzca la reacción ya que el Ni es un xidante más fuerte que el Ag. d) Fals. La reacción prpuesta n es de xidación reducción y se prduce en sentid cntrari. La respuesta crrecta es la a. (Para la crrecta reslución de esta cuestión sería necesari que se prprcinaran ls ptenciales nrmales de electrd) El clr presenta númer de xidación +1 en el cmpuest: a) HCl b) c) HClO d) (O.Q.L. Madrid 2004) (O.Q.L. Asturias 2007) (O.Q.L. La Rija 2009) Teniend en cuenta que en las especies dadas el númer de xidación del xígen es 2, del hidrógen +1 y del nitrógen 3, el númer de xidación del clr en las mismas es: a) En el HCl: +1 + x = 0 x = 1 b) En el NH Cl: x = 0 x = 1 c) En el HClO: +1 +x + 2= 0 x = +1 d) En el ClO : x = 1 x = +5 La respuesta crrecta es la c Dadas las siguientes reaccines y sus crrespndientes ptenciales nrmales de electrd: 2 (aq) + 2 (aq) E = 0,92 V (aq) Hg (l) E = 0,85 V Ls valres de ΔG y K para el siguiente prces, a 25 C, sn: (aq) (aq) + Hg (l) a) 14 kj y 4 10 b) 14 kj y 233 c) 14 kj y 4 10 d) 6,8 kj y 0,065 (Dats. F = C ; R = 8,3 J ) Las semirreaccines crrespndientes al prces prpuest sn: (O.Q.L. Madrid 2004) cátd (reducción): Hg (aq) + 2 e 2 Hg (l) ánd (reducción): Hg (aq) 2 Hg (aq) + 2 e E = 0,85 V E = 0,92 V Aplicand la ecuación de Nernst:

182 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 178 E = E RT nf ln K En el equilibri se cumple que E = 0 y Q = K, cn l que la expresión anterir queda cm: E = RT nf ln K E = 8, ln K El ptencial de la célula se calcula mediante la expresión: E = E ca td E a nd E = E /Hg E / = 0,85 V 0,92 V = 0,07 V Sustituyend: 0,07 = 0,0128 ln K K = 4,2 10 La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la cnstante de equilibri de reacción viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = RT ln K Sustituyend: ΔG = 8,3 10 kj ml K 298 K ln 4,2 10 = 13,5 kj Otra frma sería mediante la ecuación que relacina la energía libre de Gibbs y la fem de la célula, ΔG = nfe : ΔG = C 0,07 V 1 kj 10 = 13,5 kj J Ls valres de K < 1 y de ΔG > 0 demuestran que la reacción es n espntánea. La respuesta crrecta es la c La carga eléctrica de un ml de electrnes es, aprximadamente: a) 1, C b) 9,1 10 C c) 9,65 10 C d) 6, C (e = 1, C) La carga de un ml de electrnes es: (O.Q.L. Madrid 2004) 6, e 1, C 1 e = C La respuesta crrecta es la c Cuánts faradays sn necesaris para reducir 0,20 mles de a? a) 0,20 b) 3,00 c) 0,40 d) 1,00 (O.Q.L. Madrid 2004) (O.Q.L. Madrid 2007)

183 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 179 La semirreacción crrespndiente a la reducción del permanganat es: MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O Relacinand mles de permanganat cn faradays: 0,20 ml MnO La respuesta crrecta es la d. 5 ml e 1 ml MnO 1 F 1 ml e = 1,00 F Cuál es el estad de xidación del element subrayad en cada un de las siguientes especies químicas? i) P 4 ii) Al 2 O 3 iii) MnO 4 a) 0, +3, +7, 1 b) 0, +3, +6, 1 c) 0, +3, +7, 2 d) 0, +2, +7, 2 En el P : x = 0 iv)h 2 O 2 En el Al O : 2 x x = 0 x = +3 En el MnO : x = 1 x = +7 En el H O : x = 0 x = 1 La respuesta crrecta es la a Dads ls ptenciales nrmales de reducción, E de ls siguientes pares: (O.Q.L. Castilla La Mancha 2004) /Na= 2,71 V; / = 1,36 V; /K= 2,92 V; /Cu = 0,34 V indica: (i) El element químic más xidante y el más reductr. (ii) Cuál es el mayr ptencial nrmal que se puede frmar cn ls distints pares? a) i) clr y ptasi, respectivamente ii) 4,28 V b) i) clr y sdi, respectivamente ii) 4,07 V c) i) ptasi y clr, respectivamente ii) 4,07 V d) i) clr y cbre, respectivamente ii) 4,28 V (O.Q.L. Castilla La Mancha 2004) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2005) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2008) i) De ls diferentes pares redx dads: Element más xidante: el que tiene el ptencial de reducción mayr, /Cl = +1,36 V. Element más reductr: el que tiene el ptencial de reducción menr, K /K = 2,92 V. ii) El mayr ptencial nrmal se cnsigue cn la célula frmada pr ls elements más xidante y reductr: Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: Cátd (reducción): Cl (g) + 2 e 2 Cl (aq) Ánd (xidación): 2 [K (s) K (aq) + e )] El ptencial de la célula es:

184 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 180 E ce lula = E ca td E a nd = 1,36 V 2,92 V = 4,28 V La respuesta crrecta es la a Cuáles de ls siguientes metales: Li, Cu, Ag y Mg, reaccinarán cn HCl 1 M? a) Cu y Mg b) Cu y Ag c) Ag y Mg d) Li y Mg (Ptenciales de reducción, E : /Li= 3,05 V; /Cu= +0,34 V; /Ag= +0,80 V; /Mg= 2,37 V) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2004) Se prducirá de frma espntánea aquella reacción en la que se cumpla: ΔG = nfe < 0 para que ΔG < 0 debe cumplirse la cndición de que E > 0. Cm la semirreacción de reducción del H es: cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e H (g) ls únics elements que pueden cnseguir que la fuerza electrmtriz de la célula, E, sea psitiva sn aquells que tienen ptencial de reducción negativ: ánd (xidación): Li (s) Li (aq) + e ánd (xidación): Mg (s) Mg (aq) + 2 e E = 3,05 V E = 2,37 V El ptencial de la célula se calcula mediante la expresión: E ce lula = E ca td E a nd Ests sn, respectivamente: E ce lula E ce lula = E / = E / E /Li E /Mg La respuesta crrecta es la d. = 0 V 3,05 V = +3,05 V = 0 V 2,37 V = +2,37 V Cuál de las siguientes reaccines es una reacción de desprprción? a) + HOBr + + b) S c) HClO + + d) S c) HF + (O.Q.N. Luarca 2005) Una reacción de desprprción es aquella en la que una misma especie se xida y se reduce simultáneamente. En este cas, el Br sufre desprprción dismutación: reducción: Br + 2 e 2 Br xidación: Br + 4 OH 2 BrO + H O + 2 e La respuesta crrecta es la a.

185 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) La reacción neta en una celda vltaica cn E = +0,726 V es: 2 (aq) + 3 Zn (s) 2 Fe (s) + 3 (aq) El valr de ΔG para esta reacción es: a) 210 kj b) 140 kj c) 700 kj d) 463 kj e) 420 kj (Dat. Cnstante de Faraday = C ) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: (O.Q.N. Luarca 2005) cátd (reducción): 2 [Fe (aq) + 3 e Fe (s)] ánd (xidación): 3 [Zn (s) Zn (aq) + 2 e ] La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe Sustituyend: ΔG = C +0,726 V 1 kj 10 3 J = 420,3 kj La respuesta crrecta es la e Ds celdas que cntienen dislucines de y, respectivamente, se cnectan en serie y se electrlizan. El cátd de la celda de aumentó su pes 1,078 g, cuánt aumentó el cátd de la tra celda? a) 0,127 g b) 0,6354 g c) 3,177 g d) 0,318 g e) Ningun de ests valres. (Masas atómicas: Ag = 107,8; Cu = 63,5) (O.Q.N. Luarca 2005) El nitrat de plata y el sulfat de cbre (II) en dislución acusa se encuentran disciads de acuerd cn las ecuacines: AgNO (aq) Ag (aq) + NO (aq) CuSO (aq) Cu (aq) + SO (aq) Las ecuacines químicas crrespndientes a las reduccines en ls respectivs cátds sn: Ag (aq) + e Ag (s) Cu (aq) + 2 e Cu (s) Relacinand mles plata y de electrnes: 1 ml Ag 1 ml e 1,078 g Ag = 0,01 ml e 107,8 g Ag 1 ml Ag

186 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 182 Cm las cubas están cnectadas en serie, el númer de mles de electrnes que atraviesa ambas es el mism. Relacinand ests mles cn ls de Cu depsitad: 1 ml Cu 63,5 g Cu 0,01 ml e 2 ml e 1 ml Cu La respuesta crrecta es la d. = 0,318 g Cu Una dislución blanqueadra puede prepararse haciend burbujear clr gas a través de una dislución de hidróxid de sdi: (g) + 2 (aq) (aq) + (aq) + (l) El clr necesari puede btenerse pr electrólisis de clrur sódic fundid. Qué vlumen de dislución de hipclrit 0,30 M pdría prepararse a partir del clr btenid pr electrólisis si se utiliza una crriente de 3,0 amperis durante 25 minuts? a) 78 ml b) 63 ml c) 40 ml d) 31 ml e) 26 ml (Dat. F = C ) (O.Q.N. Luarca 2005) El clrur de sdi fundid acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: NaCl (l) Na (l) + Cl (l) La semirreacción de xidación que tiene lugar en el ánd es: 2 Cl (l) Cl (g) + 2 e Relacinand mles de electrnes y de Cl : 25 min 60 s 1 min 3,0 A 1 C 1 ml e 1 A s C Relacinand mles de Cl y ClO : 0,0233 ml Cl 1 ml ClO 1 ml Cl = 0,0233 ml ClO El vlumen de dislución 0,30 M es: 1 ml Cl 2 ml e = 0,0233 ml Cl 0,0233 ml ClO 1 L ClO 0,30 M 10 ml ClO 0,30 M 0,30 ml ClO 1 L ClO 0,30 M = 78 ml 0,30 M La respuesta crrecta es la a Cuál es el valr del ptencial, E, de la siguiente célula? Pt / (0,233 M) / (1,05 M) // (2,22 10 M) / Ag (s) a) 0,763 V b) 0,529 V c) 0,412 V d) 0,680 V e) 0,578 V (Dats. E ( / ) = 0,154 V; E ( /Ag) = 0,799 V) (O.Q.N. Luarca 2005)

187 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 183 Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg [reducida] [xidada] Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): 2 [Ag (aq) + e Ag (s)] ánd (xidación): Sn (aq) Sn (aq) + 2 e Sustituyend: E ca td = E /Ag 0, lg [Ag] 0,0592 [Ag = 0,799 lg ] 1 1 = 0,701 V 2,22 10 E a nd = E / 0, lg [Sn ] 0,0592 [Sn = 0,154 lg 0,233 ] 2 1,05 = 0,173 V El ptencial de la célula es: E ce lula = E ca td E a nd = 0,701 V 0,173 V = 0,528 V La respuesta crrecta es la b Identifique el agente xidante en la siguiente reacción: a) Al b) c) d) 2 Al (s) + 6 (aq) 2 (aq) + 3 (g) (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) El agente xidante es la especie que se reduce, es decir que capta electrnes. En esta reacción es el : 2 H + 2 e H La respuesta crrecta es la b Indique cuál de las siguientes especies tiene mayr carácter xidante: a) b) Na c) Zn d) Ag + a) Fals. Cl es la frma reducida del Cl, un ptente xidante. (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) b c) Fals. Ls ds metales prpuests, Na y Zn, tienden a xidarse a sus crrespndientes catines, pr tant, se cmprtan cm reductres. d) Verdader. es la frma xidada del metal Ag, pr l que será la especie cn mayr carácter xidante. La respuesta crrecta es la b.

188 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El númer de xidación del crm en el es: a) 7 b) +6 c) 6 d) +7 (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) Teniend en cuenta que en la especie dada el númer de xidación del xígen es 2 y del ptasi +1, el númer de xidación del crm en la misma es: x = 0 x = +6 La respuesta crrecta es la b Dada la reacción: indique la respuesta crrecta: a) El in cede electrnes. b) El agua xigenada se xida. c) El in se reduce a. d) El agua xigenada actúa cm xidante. (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) a) Fals. El H n cambia de númer de xidación. Se cmprta cm un in espectadr que sól aprta carga. b) Fals. El H O actúa cm xidante ya que gana electrnes y se reduce a H O: H O + 2 H + 2 e 2 H O c) Fals. El I actúa cm reductr ya que cede electrnes y se xida a I : 2 I I + 2 e d) Verdader. El actúa cm xidante ya que gana electrnes y se reduce a H O: H O + 2 H + 2 e 2 H O La respuesta crrecta es la d Una célula de cncentración está frmada pr electrds de plata sumergids en dislucines de cn cncentracines diferentes. Cuál será el vltaje si ls ds cmpartiments tienen cncentracines de 1 M y 0,01 M? a) 0,03 V b) 0,06 V c) 0,12 V d) 0,24 V (O.Q.L. Madrid 2005) (O.Q.L. La Rija 2005) La fuerza electrmtriz, E, de la célula de cncentración es: E ce lula = E ca td E a nd = E 1 M/Ag E 0,01 M/Ag Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg [reducida] [xidada]

189 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 185 Sustituyend: E ca td = E E a nd = E /Ag /Ag El ptencial de la célula es: 0, , lg lg 1 [Ag ] 1 [Ag ] E ce lula = E /Ag 0, lg 1 [Ag ] E /Ag 0, lg [1 [Ag ] E ce lula = 0, lg [Ag ] [Ag ] = 0,0592 lg 0,01 1 = 0,1194 V La respuesta crrecta es la c Cuál es el númer de xidación del magnesi en el MgO? a) 2 b) 1 c) 0 d) +1 e) +2 (O.Q.L. Extremadura 2005) Teniend en cuenta que en la especie dada el númer de xidación del xígen es 2, el númer de xidación del magnesi en la misma es: x + 2 = 0 x = +2 La respuesta crrecta es la e Calcule el ptencial de electrd estándar, es decir, E para la célula en la que se prduce la siguiente reacción: 10 (aq) + 2 (aq) + 16 (aq) 2 (aq) + 8 (l) + 5 (l) a) 0,44 V b) 7,63 V c) 9,14 V d) 2,57 V e) 0,44 V (Dats. E ( / ) = 1,065 V; E ( / ) = 1,51 V) Las semirreaccines sn: cátd (reducción): MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O ánd (xidación): 2 Br Br + 2 e El ptencial de la célula se calcula mediante la expresión: E = E ca td E a nd E = E / E / = 1,51 V 1,065 V = 0,445 V (O.Q.N. Vig 2006)

190 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 186 La respuesta crrecta es la e Cmplete y ajuste la siguiente reacción redx: ácid sulfhídric + permanganat ptásic + HCl azufre + Ls ceficientes del permanganat y del azufre sn, respectivamente: a) 2 y 4 b) 1 y 6 c) 2 y 5 d) 4 y 2 e) 2 y 3 (O.Q.N. Vig 2006) Teniend en cuenta que KMnO en medi ácid se reduce a Mn, la reacción redx cmpleta es: H S + KMnO + HCl S + MnCl + KCl + H O La ecuación iónica es: 2 H S + K MnO + H + Cl S + Mn Las semirreaccines sn: reducción: 2 MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O xidación: 5 S S + 2 e La ecuación iónica final es: S La respuesta crrecta es la c Ajuste la siguiente reacción redx en medi ácid e indique ls ceficientes de y : + + a) 2 y 3 b) 2 y 2 c) 6 y 5 d) 4 y 3 e) 3 y 2 Las semirreaccines sn: reducción: 6 MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O xidación: 5 Cl + 3 H O ClO + 6 H + 6 e La ecuación iónica final es: La respuesta crrecta es la c. (O.Q.N. Vig 2006)

191 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) La crrsión del hierr es un prces electrquímic que, en medi ácid, implica ls siguientes ptenciales de reducción: E ( /Fe) = 0,44 V y E ( / ) = +1,23 V. El ptencial de la célula estándar basada en la reacción de la crrsión si el ph = 5 y el rest de las especies implicadas se encuentran en cndicines estándar es: a) 1,67 V b) 0,19 V c) 1,37 V d) 0,19 V e) 1,37 V (Dats. F = C ; R = 8,314 J ) Las semirreaccines crrespndientes al prces de crrsión del hierr sn: (O.Q.N. Vig 2006) cátd (reducción): O (g) + 2 H (aq) + 2 e H O (l) ánd (xidación): Fe (aq) Fe (aq) + 2 e E ca td E a nd = + 1,23 V = + 0,44 V La reacción glbal es: Fe (aq) + O (g) + 2 H Fe (aq) + H O (l) E ce lula = + 1,67 V Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E RT nf ln Q Pr tant, el valr de n = 2 y la expresión de Q es: Q = [Fe ] [H Si el ph = 5, de acuerd cn el cncept de ph: [H ] = 10 = 10 M. El valr de E es: E = 1,67 8, ln 1 10 = 1,375 V La respuesta crrecta es la e Calcule la intensidad de crriente necesaria para prducir 30 ml de gas xígen, medids en cndicines nrmales, mediante electrólisis del agua en 10 minuts. a) 2,58 A b) 0,86 A c) 3,44 A d) 1,72 A e) 0,16 A (Dat. F = C ) El agua acidulada se encuentra inizada cm: H O (l) H (aq) + OH (aq) (O.Q.N. Vig 2006)

192 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 188 Las semirreaccines que se prducen en ls electrds sn: cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e H (g) ánd (xidación): 4 OH (aq) O (g) + 2 H O (l) + 4 e El númer de mles de O desprendids en el ánd sn: 30 ml O 1 L O 10 ml O 1 ml O 22,4 L O = 1,34 10 ml O Relacinand mles de O y de electrnes: 1,34 10 ml O 4 ml e ml O 1 ml e = 517 C Relacinand la cantidad de crriente cn el tiemp: 517 C 1 min I = 10 min 60 s = 0,86 A La respuesta crrecta es la b El númer de xidación del nitrógen en el tetróxid de dinitrógen es: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 (O.Q.L. Murcia 2006) Teniend en cuenta que en el N O el númer de xidación del xígen es 2, el númer de xidación del nitrógen en la misma es: 2 x = 0 x = +4 La respuesta crrecta es la c Indica el agente xidante más fuerte: a) E ( /Au) = 1,498 V b) E ( / ) = 1,360 V c) Ag E (Ag + /Ag) = 0,799 V d) E ( /Cu) = 0,339 V e) E ( / ) = 1,065 V (O.Q.L. Madrid 2006) (O.Q.N. Sevilla 2010) (O.Q.L. Madrid 2011) Las semirreaccines crrespndientes a ls ptenciales de reducción dads sn: Au (aq) + 3 e Au (s) Cl (g) + 2 e 2 Cl (aq) Ag + (aq) + e Ag (s) Cu (aq) + 2 e Cu (s) E = 1,498 V E = 1,360 V E = 0,799 V E = 0,339 V Br (g) + 2 e 2 Br (aq) E = 1,065 V De las especies dadas, la más xidante es la que tiene un ptencial mayr:. La respuesta crrecta es la b.

193 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuánts mles de electrnes debe perder cada ml de ácid xálic (HCOO COOH) cuand actúa cm reductr en dislución acusa? a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 (O.Q.L. Madrid 2006) La semirreacción crrespndiente a la xidación del ácid xálic a CO es: C H O 2 CO + 2 H + 2 e Cm se bserva, 1 ml de C H O debe perder 2 mles de electrnes. La respuesta crrecta es la a Ls principales prducts en la electrólisis de una dislución acusa de CuCl 2 cn electrds de platin sn: a) (g) en el cátd y (g) en el ánd. b) HCl (g) en el ánd. c) Cu (s) en el cátd y (g) en el ánd. d) Cu (s) en el cátd y (g) en el ánd. (Dats. E ( /Cu) = 0,339 V; ( / ) = 1,360 V; E ( / ) = 1,230 V) (O.Q.L. Madrid 2006) El clrur de cbre (II) en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: CuCl (aq) 2 Cl (aq) + Cu (aq) También se tiene la inización del agua: H O (l) 2 H (aq) + OH (aq) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): Cu (aq) + 2 e Cu (s) E = 0,339 V [1] Ya que de ls ds ines, H y Cu, es el segund el que es más fácil de reducir pr tener un ptencial de reducción mayr. ánd (xidación): 2 Cl (aq) Cl (g) + 2 e E = 1,360 V [2] ánd (xidación): 2 H O (l) O (g) + 4 H (aq) + 4 e E = 1,230 V [3] El ptencial de la reacción entre [1] y [2] es: 2 Cl (aq) + Cu (aq) Cl (g) + Cu (s) E ce lula = E ca td E a nd El ptencial de la reacción entre [1] y [3] es: = 0,339 V 1,360 V = 1,021 V 2 H O (l) + Cu (aq) O (g) + 4 H (aq) + Cu (s) E ce lula = E ca td E a nd = 0,339 V 1,230 V = 0,891 V Cm el segund ptencial es menr el gas que se libera en el cátd es O. La respuesta crrecta es la d.

194 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Se puede btener NaOH pr electrólisis de: a) NaCl sólid fundid. b) sólid fundid. c) Una dislución acusa de. d) Una dislución acusa de NaCl. El NaCl en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: NaCl (aq) Cl (aq) + Na (aq) También se tiene la inización del agua: H O (l) 2 H (aq) + OH (aq) (O.Q.L. Madrid 2006) Cnsultand en la bibligrafía ls ptenciales nrmales de electrd, las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): 2 H O (l) + 2 e H (g) + 2 OH (aq) E = 0,83 V [1] cátd (reducción): Na (aq) + e Na (s) E = 2,71 V [2] de ambas, se puede descartar la semirreacción [2] ya que H es más fácil de reducir pr tener un ptencial de reducción mayr. ánd (xidación): 2 Cl (aq) Cl (g) + 2 e E = 1,36 V [3] ánd (xidación): 2 H O (l) O (g) + 4 H (aq) + 4 e E = 1,23 V [4] El ptencial de la reacción entre [1] y [3] es: 2 Cl (aq) + 2 H O (l) Cl (g) + H (g) + 2 OH (aq) E ce lula = E ca td E a nd El ptencial de la reacción entre [1] y [4] es: 2 H O (l) 2 H (g) + O (g) E ce lula = E ca td E a nd = 0,83 V 1,36 V = 2,19 V = 0,83 V 1,23 V = 2,06 V Cm ambs valres sn similares es de esperar que en el ánd se btenga una mezcla de Cl y O. En la práctica, predmina Cl debid a la alta sbretensión del O cmparada cn la del Cl. Pr tant, se puede cnsiderar que la reacción glbal es: 2 H O (l) + 2 NaCl (aq) H (g) + Cl (g) + 2 NaOH (aq) El NaOH (aq) se frma cn ls ines Na (aq) y (aq) presentes en la dislución resultante. La respuesta crrecta es la d.

195 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Calcula el ptencial necesari para que se prduzca la electrólisis: 2 NaCl (l) 2 Na (s) + (g) a 600 C, sabiend que y para esta reacción sn 820 kj y 0,180 kj, respectivamente. Supnga que y n varían cn la temperatura. a) 6,87 V b) 3,43 V c) 1,72 V d) 13,7 V (Dat. F = C ) El NaCl fundid se encuentra en frma iónica de acuerd cn la ecuación: NaCl (aq) Cl (aq) + Na (aq) (O.Q.L. Madrid 2006) El ánd es el electrd en el que tiene lugar la reacción de xidación y teniend en cuenta que la única especie que puede xidarse es Cl (l), la ecuación química crrespndiente a dich prces es: 2 Cl (l) Cl (g) + 2 e El cátd es el electrd en el que tiene lugar la reacción de reducción y teniend en cuenta que la única especie que puede reducirse es Na (l), la ecuación química crrespndiente a dich prces es: 2 Na (l) + 2 e 2 Na (l) El ptencial necesari para la reacción se btiene a partir de la expresión: Δ G = nfe y el valr de Δ G se btiene a su vez de la expresión: Δ G = Δ H TΔ S Δ r G = 820 kj ml sustituyend en la primera expresión: K 0,180 kj ml K kj = 662,86 ml 662, 86 kj E = C 10 J 1 kj = 3,43 V Cm la reacción es n espntánea (Δ r G > 0), E debe tener sign cntrari (E = 3,43 V). La respuesta crrecta es la b Se realiza la electrólisis de una dislución cn electrds de vanadi. El ánd de vanadi disminuye su masa en 173 mg cuand pasa una cantidad de carga de 975 C. Cuál es el númer de xidación del vanadi en la dislución? a) +1 b) +2 c) +3 d) +4 (Dats. F = C ; masa mlar del V = 50,9 g ) (O.Q.L. Madrid 2006)

196 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 192 El ánd es el electrd en el que tiene lugar la reacción de xidación y teniend en cuenta que la única especie que puede xidarse es el V (s), la ecuación química crrespndiente a dich prces es: V (s) V (aq) + x e Ls mles de vanadi xidad sn: 173 mg V 1 g V 10 mg V 1 ml V 50,9 g V = 3,4 10 ml V Ls mles de electrnes necesaris para la xidación sn: 1 ml e 975 C C = 1,01 10 ml e Relacinand mles de vanadi xidad cn mles de electrnes necesaris: 1,01 10 ml e 3,4 10 ml V 3 El númer de xidación del vanadi es +3. La respuesta crrecta es la c Cuand se hace reaccinar Cu cn, ls prducts de reacción sn: a) + b) + NO + c) CuO + d) + NO (O.Q.L. Madrid 2006) El HNO actúa cm xidante y la semirreacción de reducción es: NO + 4 H + 3 e NO + 2 H O El Cu actúa cm reductr y la semirreacción de xidación es: Cu Cu + e Igualand ls electrnes intercambiads: NO + 4 H + 3 e NO + 2 H O 3 Cu Cu + e La ecuación iónica glbal es: NO + 4 H + 3 Cu NO + 2 H O + 3 Cu Añadiend ls ines que faltan (3 NO ) se btiene la ecuación mlecular ajustada: 4 HNO + 3 Cu NO La respuesta crrecta es la b.

197 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Identifique el agente xidante en la siguiente reacción: 2 + Cu a) b) c) (O.Q.L. La Rija 2006) El agente xidante es la especie que se reduce, es decir que capta electrnes. En esta reacción es el SO : SO + 4 H + 2 e SO + 2 H O La respuesta crrecta es la b El númer de xidación del urani en el nitrat de uranil,, es: a) +2 b) +7 c) +4 d) +5 e) +6 (O.Q.L. La Rija 2006) (O.Q.L. C. Valenciana 2010) Teniend en cuenta que en la especie dada el númer de xidación del xígen es 2 y del nitrógen +5, el númer de xidación del urani en la misma es: x = 0 x = +6 La respuesta crrecta es la e. (En la Rija 2006 se hace la pregunta para el in uranil) En la reacción: Al + 3 a) N hay xidación reducción b) Se reduce el prtón c) Se reduce el Al (O.Q.L. La Rija 2006) El agente xidante es la especie que se reduce, es decir que capta electrnes. En esta reacción es el : 2 H + 2 e H El agente reductr es la especie que se xida, es decir que cede electrnes. En esta reacción es el Al: Al Al + 3 e La respuesta crrecta es la b Cuand se pasa de CHOH a CO tiene lugar: a) Una xidación b) Una reducción c) N hay xidación ni reducción (O.Q.L. La Rija 2006) La ecuación química ajustada crrespndiente a esta semirreacción es:

198 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 194 CH CHOH CH CH CO CH + 2 H + 2 e Se trata de una semirreacción de xidación en la que el agente reductr es la especie que se xida, es decir que cede electrnes. En esta reacción es CH CHOH CH. La respuesta crrecta es la a Indique el agente xidante más fuerte de esta serie: Ag,, K, F,. a) b) c) Ag d) K e) (Dats. E ( /Ag) = 0,8 V; E ( /Al) = 1,676 V; E ( /K) = 2,92 V; E ( / ) = 2,86 V; E ( / ) = 0 V) (O.Q.N. Córdba 2007) Las semirreaccines crrespndientes a ls ptenciales de reducción dads sn: Al (aq) + 3 e Al (s) E = 1,676 V 2 H (aq) + 2 e H (g) E = 0 V Ag (aq) + e Ag (s) K (aq) + e K (s) F (g) + 2 e 2 F (aq) E = 0,8 V E = 2,92 V E = 2,86 V De las especies prpuestas, la más xidante es la que tiene un ptencial mayr:. La respuesta crrecta es la b Calcule el ptencial de la pila: a) 0,8 V b) 0,018 V c) 1,18 V d) 0,118 V e) 0 V Pt / (g, 1 atm)/ (0,01 M) // (1 M) / (g, 1 atm) / Pt. (O.Q.N. Córdba 2007) Las semirreaccines de esta pila de cncentración sn: cátd (reducción): 2 H (1 M) + 2 e H (g) ánd (xidación): H (g) 2 H (0,01 M) + 2 e La reacción glbal es: H (g) + 2 H (1 M) 2 H (0,01 M) + H (g) Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg Q El valr de n = 2, el de E = 0 y la expresión de Q es:

199 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 195 Q = [H á El valr de E es: [H á E = 0 0, lg 0,01 1 = 0,118 V La respuesta crrecta es la d Calcule la cnstante de equilibri de la reacción: a) K = 7,8 10 b) K = 7,8 10 c) K = 7,8 10 d) K = 1 e) K = 7,8 10 (Dats. E ( / ) = 1,065 V; E ( / ) = 0,536 V) Las semirreaccines crrespndientes al prces sn: (O.Q.N. Córdba 2007) Cátd (reducción): Br (g) + 2 e 2 Br (aq) Ánd (xidación): 2 I (aq) I (s) + 2 e Aplicand la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 lg K n En el equilibri E = 0 y Q = K cn l que la expresión anterir queda cm: E = 0,0592 lg K n El ptencial de la célula se calcula mediante la expresión: E = E ca td Sustituyend: E a nd = E / E / 0,529 = 0,0592 lg K 2 K = 7,4 10 La respuesta crrecta es la c. = 1,065 V 0,536 V = 0,529 V Se disuelve una muestra de metal (masa atómica = 157) en ácid clrhídric y se smete a electrólisis la slución. Se encuentra que cuand han pasad pr la célula 3215 C, se depsitan 1,74 g de metal en el cátd. En base a est la carga del in metálic es: a) +5 b) +2 c) +3 d) +4 e) 4 (Dat. F= C ) (O.Q.N. Córdba 2007)

200 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 196 La ecuación química crrespndiente a la dislución del metal X en HCl es: 2 X (s) + 2n HCl (aq) 2 XCl (aq) + n H (g) Cm la sal frmada se encuentra inizada pr estar en dislución acusa: XCl (aq) X (aq) + n Cl (aq) La semirreacción crrespndiente a la reducción del metal es: cátd (reducción): X (aq) + n e X (s) Relacinand la cantidad de crriente y de X: 1 ml e 3215 C C La respuesta crrecta es la c. 1 ml X 157 g X n ml e = 1,74 g X n = +3 1 ml X Si se hace pasar a través de una dislución de la misma cantidad de electricidad que prvca el depósit de 10 g de Cu de una dislución de sulfat de cbre (II), la masa de níquel depsitada será: a) 11,24 g b) 4,62 g c) 3,08 g d) 9,24 g e) 1,32 g (Dats: Masas atómicas Cu = 63,54; Ni = 58,71; F = C ml 1 ) (O.Q.N. Córdba 2007) El clrur de níquel (II) y el sulfat de cbre (II) en dislución acusa se encuentran disciads de acuerd cn las ecuacines: NiCl (aq) 2 Cl (aq) + Ni (aq) CuSO (aq) SO (aq) + Cu (aq) Las ecuacines químicas crrespndientes a las reduccines en ls respectivs cátds sn: Ni (aq) + 2 e Ni (s) Cu (aq) + 2 e Cu (s) Relacinand mles de cbre y de electrnes: 1 ml Cu 2 ml e 10 g Cu = 0,3148 ml e 63,54 g Cu 1 ml Cu Cm las cubas están cnectadas en serie, el númer de mles de electrnes que atraviesa ambas es el mism. Relacinand ests mles cn ls de Ni depsitad: 1 ml Ni 58,71 g Ni 0,3148 ml e 2 ml e 1 ml NI La respuesta crrecta es la d. = 9,24 g Ni

201 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El agua del grif cntiene una pequeña cantidad de clr. Pr es, cuand se le añade un pc de ydur de ptasi: a) Se pne un pc amarilla. b) Huele a ajs tierns. c) Desprende un gas irritante. d) Huele cm la hierba recién crtada. (O.Q.L. Murcia 2007) El Cl disuelt en el agua reaccina cn el KI de acuerd cn la siguiente reacción redx: Cl (g) + KI (aq) KCl (aq) + I (s) Las semirreaccines crrespndientes sn: reducción: Cl + 2 e 2 Cl xidación: 2 I I + 2 e La ecuación glbal es: Cl + 2 I 2 Cl + I Añadiend ls ines que faltan (2 K ): Cl (g) + 2 KI (aq) 2 KCl (aq) + I (s) El clr amarill se debe la frmación del I (s) La respuesta crrecta es la a El númer de xidación del azufre en la mlécula de ctazufre ( ) es igual a: a) 1/8 b) 2 c) 1 d) 0 (O.Q.L. Castilla y León 2007) Td element en su frma atómica mlecular tiene de númer de xidación 0. La respuesta crrecta es la d Una de las especies que se prpnen puede actuar de reductra: a) Flúr mlecular b) Átms de sdi metálic c) Anines clrat d) Ines hidrni (O.Q.L. Castilla y León 2007) Para que una especie actúe sól cm reductra debe estar en su mínim númer de xidación de frma que sól pueda ceder electrnes y xidarse. De las especies dadas: F tiene númer de xidación 0, el mínim es 1, pr tant es xidante. Na tiene númer de xidación 0, que es el mínim que puede tener y sól puede pasar a +1, pr tant es reductr. ClO Cl tiene númer de xidación 5, el mínim es 1, pr tant es xidante. H O H tiene númer de xidación +1, el mínim es 1, pr tant es xidante.

202 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 198 La respuesta crrecta es la b Ls ines permanganat ( ) pueden xidar al yd hasta ydat ( ) en medi ácid (sulfúric). Cuánts mles de permanganat sn necesaris para xidar un ml de ydat? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 (O.Q.L. Madrid 2007) Las semirreaccines sn: reducción: 2 MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O xidación: I + 6 H O 2 IO + 12 H + 10 e La ecuación iónica final es: La respuesta crrecta es la b Indica cuáles sn ls prducts de la reacción: (cnc.) + Cu + calr a) + CuO + b) c) + + d) + (Dat. E ( /Cu) = 0,34 V) (O.Q.L. Madrid 2007) El azufre del H SO tiene su máxim númer de xidación (+6) pr l que actúa cm xidante y sól puede reducirse hasta tener un menr númer de xidación. Entre cbre e hidrógen, es el primer el que psee un ptencial de reducción mayr pr l que actúa cm reductr y se xida. a) Fals. Cu se xida a Cu, mientras que S n cambia de númer de xidación: xidación: Cu Cu + 2 e SO + 2 H SO + H O b) Verdader. Cu se xida a Cu, mientras que S se reduce a SO : xidación: Cu Cu + 2 e reducción: SO + 4 H + 2 e SO + 2 H O c) Fals. Cu se xida a Cu, mientras que S se reduce a SO, per n puede frmarse CuOH pr tratarse de un medi ácid. d) Fals. Cu se xida a Cu, per n puede frmarse H ya que Cu tiene mayr carácter reductr. La respuesta crrecta es la b.

203 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Qué sucede cuand se añade hierr metálic a una dislución acusa que cntiene nitrat de plata y nitrat de bari? a) N se prduce ninguna reacción. b) El Fe se xida y se reducen ls ines y. c) El Fe se xida y se reducen ls ines. d) El Fe se xida y se reducen ls ines. (O.Q.L. Madrid 2007) Sin dats de ptenciales de reducción y teniend en cuenta la psición de ls elements bari y plata en la tabla se puede deducir que el bari se encuentra más a la izquierda (grup 2) en la tabla pr l que tiene mayr carácter reductr que la plata (grup 11), mientras que el hierr, element que se xida se encuentra entre ambs (grup 8). Pr este mtiv, el Fe es el element que se xida: xidación: Fe (s) Fe (aq) + 2 e Cm el carácter reductr de es menr, es la especie que se reduce: reducción: Ag (aq) + e Ag (s) La reacción glbal que tiene lugar es: Fe (s) + AgNO (aq) Ag (s) + FeNO (aq) Ls ines Ba y NO permanecen inalterads ya que sn más difíciles de reducir que el in Ag. La respuesta crrecta es la c En la electrólisis de una dislución acusa de NaCl cn electrds de platin: a) Se desprende hidrógen en el ánd y clr en el cátd. b) Se desprende xígen en el ánd y clr en el cátd. c) Se btiene hidrógen en el cátd, clr en el ánd y NaOH en la cuba electrlítica. d) Se btiene hidrógen en el cátd, clr y xígen en el ánd. (O.Q.L. Madrid 2007) El NaCl en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: NaCl (aq) Cl (aq) + Na (aq) También se tiene la inización del agua: H O (l) 2 H (aq) + OH (aq) Cnsultand en la bibligrafía ls ptenciales nrmales de electrd, las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): 2 H O (l) + 2 e H (g) + 2 OH (aq) E = 0,83 V [1] cátd (reducción): Na (aq) + e Na (s) E = 2,71 V [2] de ambas, se puede descartar la semirreacción [2] ya que H es más fácil de reducir pr tener un ptencial de reducción mayr. ánd (xidación): 2 Cl (aq) Cl (g) + 2 e E = 1,36 V [3] ánd (xidación): 2 H O (l) O (g) + 4 H (aq) + 4 e E = 1,23 V [4] El ptencial de la reacción entre [1] y [3] es:

204 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cl (aq) + 2 H O (l) Cl (g) + H (g) + 2 OH (aq) E ce lula = E ca td E a nd El ptencial de la reacción entre [1] y [4] es: 2 H O (l) 2 H (g) + O (g) E ce lula = E ca td E a nd = 0,83 V 1,36 V = 2,19 V = 0,83 V 1,23 V = 2,06 V Cm ambs valres sn similares es de esperar que en el ánd se btenga una mezcla de Cl y O. En la práctica, predmina Cl debid a la alta sbretensión del O cmparada cn la del Cl. Pr tant, se puede cnsiderar que la reacción glbal es: 2 H O (l) + 2 NaCl (aq) H (g) + Cl (g) + 2 NaOH (aq) Se desprenden: ánd: (g), cátd: (g). Queda NaOH (aq) en la cuba. La respuesta crrecta es la c A la vista de ls ptenciales redx que se indican: E ( /Fe) = 0,44 V, E ( / ) = 0,77 V El ptencial del par /Fe es: a) + 0,037 V b) 0,037 V c) 0,330 V d) + 0,330 V e) + 0,110 V (O.Q.L. Madrid 2007) (O.Q.N. Castellón 2008) (O.Q.L. Castilla La Mancha 2011) Dads ls ptenciales de reducción crrespndientes a las semirreaccines: Fe + 2 e Fe Fe + e Fe E = 0,44 V E = 0,77 V El ptencial crrespndiente a la semirreacción: Fe + 3 e Fe se puede calcular de acuerd cn la expresión: ΔG /Fe = ΔG /Fe + ΔG / Cm ΔG = nfe la expresión anterir queda cm: 3 F E /Fe = 2 F E /Fe + F E / Siplificand y sustituyend ls valres de ptenciales de reducción: 3 E /Fe La respuesta crrecta es la b. = 2 0,44 V + 0,77 V E /Fe = 0,037 V

205 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuáles de las siguientes reaccines están crrectamente ajustadas? 1) + + 2) Cu ) ) a) 3 y 4 b) 1 y 2 c) Tdas d) Ninguna (O.Q.L. Asturias 2007) 1) N ajustada. Cumple el balance de materia per n cumple el balance de carga. 2) N ajustada. Cumple el balance de materia per n cumple el balance de carga. 3) Ajustada. Cumple ls balances de materia y de carga. 4) Ajustada. Cumple ls balances de materia y de carga. La respuesta crrecta es la a En la ecuación: (g) + 3 (g) (g) + 3 HCl (g) La masa equivalente del agente xidante será: a) Masa mlecular/2 b) Masa mlecular/6 c) Masa mlecular d) Masa mlecular/3 (O.Q.L. Asturias 2007) Las semirreaccines que tiene lugar sn: xidación: N N + 6 e (N es el agente reductr) reducción: Cl + 2 e 2 Cl (Cl es el agente xidante) La masa equivalente del agente xidante es su masa mlecular dividida pr el númer de electrnes intercambiads, en este cas, 2. La respuesta crrecta es la a El índice númer de xidación del carbn en el in es: a) +2 b) 2 c) +3 d) +4 (O.Q.L. La Rija 2007) Sabiend que el númer de xidación del O es, habitualmente, 2, y que en un in la suma de ls númers de xidación de ls elements que l integran cincide cn la carga del mism, se puede plantear la siguiente ecuación: 2 x = 2 x = +3 La respuesta crrecta es la c.

206 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) La descarga de un catión en el cátd, durante un prces electrlític: a) Es una reducción. b) Es una xidación. c) Es una inización. d) N es un prces de xidación reducción. (O.Q.L. La Rija 2007) En cualquier tip de célula, tant electrquímica cm electrlítica, el cátd es el electrd en el que tiene lugar la reacción de reducción. Pr ejempl: Cu + 2 e Cu La respuesta crrecta es la a Cnsiderand ls siguientes ptenciales: E ( / ) = 1,81 V E ( / ) = 0,68 V E ( / ) = 1,23 V Qué curre al preparar una dislución acusa de? a) N pasa nada. b) Se reduce el xígen del aire cn frmación de agua xigenada. c) Se xida el agua cn desprendimient de. d) Se reduce el xígen del aire cn frmación de agua. e) Se reduce el agua cn desprendimient de hidrógen. (O.Q.N. Castellón 2008) El C, pr tener mayr ptencial que el rest de las especies prpuestas, se cmprta cm xidante del H O de acuerd cn las siguientes semirreaccines: reducción: C + e C E = 1,81 V se cmprta cm xidante ya que gana electrnes y se reduce a C. xidación: 2 H O O + 4 H + 4 e E = 0,68 V se cmprta cm reductr ya que cede electrnes y se xida a O. La reacción glbal es: 4 C + 2 H O 4 C O + 4 H E = 1,13 V El ptencial crrespndiente a la reacción es E > 0, pr tant, cm ΔG = nfe < 0 se trata de un prces espntáne. La respuesta crrecta es la c Un prcedimient para btener flúr en el labratri es: a) Reducir cn liti una dislución acusa de flurur de calci. b) Oxidar cn permanganat de ptasi una dislución acusa de flurur de calci. c) Electrólisis de dislucines acusas de flururs slubles. d) Electrólisis de flururs sólids fundids. e) Ningun de ls prcedimients anterires. (O.Q.N. Castellón 2008) a) Fals. El flúr es el element más xidante del sistema periódic pr l que si una dislución acusa de flurur de calci es tratada cn liti, el reductr más fuerte que existe, será impsible que ls ines flurur sean xidads a flúr y serán ls ines H del agua ls que sean reducids a H.

207 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 203 b) Fals. Cm el flúr es el element más xidante del sistema periódic, es impsible que ls ines permanganat, xidante más débil, sean capaces de xidar ls ines flurur a flúr. c) Fals. La electrólisis de una dislución acusa de flurur de calci n prduce el desprendimient de flúr en el ánd de la cuba electrlítica ya que ls ines OH del agua sn más fáciles de xidar a O. d) Verdader. En la electrólisis del flurur de calci fundid se prduce el desprendimient de flúr en el ánd de la cuba electrlítica de acuerd cn la ecuación: 2 F (l) F (g) + 2 e e) Fals. La prpuesta es absurda. La respuesta crrecta es la d De las siguientes parejas de sustancias prpuestas, indica la que está cnstituida pr una especie que sól puede actuar cm xidante y tra que sól puede actuar cm reductr: a) MnO, b), S c), d), e), S (O.Q.N. Castellón 2008) Para que una sustancia pueda actuar sól cm xidante debe encntrarse en su máxim estad de xidación de frma que únicamente pueda reducirse. De frma análga, para que una sustancia pueda actuar sól cm reductr debe encntrarse en su mínim estad de xidación de frma que únicamente pueda xidarse. MnO estad de xidaci n Mn: +2 n es máxim a) S estad de xidaci n S: 2 sí es mínim b) H O estad de xidaci n O: 1 n es máxim S estad de xidaci n S: 0 n es mínim c) HNO estad de xidaci n N: +5 sí es máxim SO estad de xidaci n S: +4 n es mínim d) HNO estad de xidaci n N: +5 sí es máxim S estad de xidaci n S: 2 sí es mínim e) ClO estad de xidaci n Cl: 5 n es máxim S estad de xidaci n S: 0 n es mínim La respuesta crrecta es la d Un prcedimient para btener nitrógen en el labratri es: a) Pasar una crriente de aire a través de ácid sulfúric cncentrad y caliente. b) Pasar una crriente de aire a través de una dislución de. c) Calentar una mezcla de y sólids. d) Adicinar una dislución de NaOH sbre una dislución de. e) Pasar una crriente de y aire a través de una dislución de. (O.Q.N. Castellón 2008)

208 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 204 a) Fals. El ácid sulfúric es un agente deshidratante y l únic que haría sería eliminar el vapr de agua del aire. b) Fals. El KMnO es un agente xidante que n sería capaz de xidar a ningun de ls cmpnentes del aire. c) Verdader. La ecuación química crrespndiente a la reacción entre el NH Cl y NaNO es: NH Cl (s) + NaNO (s) N (g) + 2 H O (g) + NaCl (s) Se trata de una reacción de redx entre un reductr (NH ) y un xidante (NO ) en la que ambs se transfrman en N. d) Fals. La ecuación química crrespndiente a la reacción entre el NH Cl y NaOH es: NH Cl (aq) + NaOH (aq) NH (aq) + H O (l) + NaCl (aq) Se trata de una reacción de neutralización entre un ácid débil (NH ) y una base fuerte (NaOH). e) Fals. El H es un reductr l mism que el Na SO y n reaccinan para prducir N. La respuesta crrecta es la c Se intrduce un electrd de plata en una dislución saturada de clrur de plata. Calcula el ptencial del par /Ag teniend en cuenta: E ( /Ag) = 0,8 V AgCl = 1,8 10 a) 0,81 V b) 1,09 V c) 0,51 V d) 0,73 V e) 0,62 V El equilibri de slubilidad de AgCl es: AgCl (s) Ag (aq) + Cl (aq) El prduct de slubilidad, K, del AgCl es: K ps = [Ag ] [Cl ] (O.Q.N. Castellón 2008) Ls valres [Ag ] y [Cl ] sn ls crrespndientes a ls de la dislución saturada de AgCl (sat): K = [Ag ] [Cl ]= s siend s la slubilidad del AgCl. Sustituyend se btiene: Ag = s = 1,8 10 = 1,34 10 M Cm las cndicines de ls electrds sn diferentes a las estándar, dislucines 1 M, para calcular el ptencial de la célula es precis aplicar la ecuación de Nernst: E = E 0,0592 n lg [reducida] [xidada]

209 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 205 Sustituyend: E = 0,80 0, lg 1 = 0,51 V 1,34 10 La respuesta crrecta es la c Un xidante es aquel que: a) Siempre cntiene xígen. b) Se reduce fácilmente durante la reacción. c) Se xida fácilmente. d) Se reduce frente al agua. (O.Q.L. Castilla y León 2008) El xidante es la especie química que gana electrnes y se reduce; el reductr es la especie química que cede electrnes y se xida, pr tant, existe una transferencia de electrnes del reductr al xidante. La respuesta crrecta es la b Indica cuál de las afirmacines que se dan es la crrecta: a) Un reductr se reduce xidand a un xidante. b) Un xidante se reduce xidand a un reductr. c) Un xidante reduce a un reductr y él se xida. d) Un reductr se xida xidand a un xidante. a) Fals. Un reductr se xida reduciend a un xidante (O.Q.L. Castilla y León 2008) b) Verdader. Un xidante se reduce xidand a un reductr c) Fals. Un xidante xida a un reductr y se xida d) Fals. Un reductr se xida reduciend a un xidante La respuesta crrecta es la b En un de ls prcess siguientes se precisa de un reductr: a) Bióxid de manganes Óxid de manganes (II) b) Trióxid de azufre Ácid sulfúric c) Carbnat de calci Óxid de calci d) Dióxid de titani Catión divalente del mnóxid de titani (O.Q.L. Castilla y León 2008) a) Verdader. La semirreacción prpuesta es de reducción ya que el dióxid de manganes gana electrnes y se reduce: MnO + 2 H + 2 e MnO + H O b) Fals. La semirreacción prpuesta n es de reducción ya que n se intercambian electrnes entre las especies: SO + H O SO + 2 H c) Fals. La semirreacción prpuesta n es de reducción ya que n se intercambian electrnes entre las especies: CaCO CaO + CO

210 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 206 d) Fals. La semirreacción prpuesta n es de reducción ya que n se intercambian electrnes entre las especies: TiO + 2 H TiO + H O La respuesta crrecta es la a El númer de xidación del O en el peróxid de hidrógen ( ) es: a) 2 b) 1 c) +1 d) +2 (O.Q.L. Castilla y León 2008) Teniend en cuenta que en la especie dada el númer de xidación del hidrógen es +1, el númer de xidación del xígen en la misma es: x = 0 x = 1 La respuesta crrecta es la b Cuál de las siguientes especies químicas actúa slamente cm agente reductr? a) Na b) c) S d) (O.Q.L. Madrid 2008) a) Verdader. De tdas las especies prpuestas la única que puede actuar sól cm agente reductr es el Na ya que sól puede xidarse a Na : Na (g) Na (g) + e b) Fals. Cl es un de ls agentes xidante más fuerte que existe y sl puede reducirse a Cl. c) Fals. S puede xidarse a S S, bien reducirse a S. d) Fals. SO puede xidarse a S, bien reducirse a S S. La respuesta crrecta es la a Una célula galvánica que implica las siguientes semirreaccines en cndicines estándar: (aq) + 2 Cd (s) (aq) + 2 Cu (s) tiene un ptencial estándar, E: a) 0,743 V b) 0,743 V c) 0,063 V d) 0,0936 V E = 0,403 V E = 0,340 V (O.Q.L. Madrid 2008) El sistema que tiene mayr ptencial se cmprta cm xidante (se reduce) y el de menr cm reductr (se xida): Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn:

211 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 207 cátd (reducción): Cu (aq) + 2 e Cu (s) ánd (xidación): Cd (s) Cd (aq) + 2 e La reacción glbal es: Cu (aq) + Cd (s) Cu (s)+ Cd (aq) El ptencial nrmal de la célula se calcula mediante la expresión: E ce lula E ce lula = E ca td = E /Cu E a nd E /Cd La respuesta crrecta es la b Cuand el hierr elemental se xida: a) Aumenta el númer de electrnes. b) Disminuye el númer de prtnes. c) Se frma un in cn carga negativa. d) Disminuye el númer de electrnes. = 0,340 V 0,403 V = 0,743 V (O.Q.L. Castilla y León 2008) La xidación es el prces en el que una especie química cede electrnes y, pr tant, aumenta su númer de xidación. En el cas del hierr: xidación: Fe Fe + 3 e La respuesta crrecta es la d Ls estads frmales de xidación del nitrógen en el nitrat de amni,, sn: a) +3 y 3 b) +3 y 5 c) 3 y +5 d) 3 y 5 (O.Q.L. Castilla y León 2008) El NH NO se discia en ines de acuerd cn la ecuación: NH NO NH + NO En el in NH, es precis tener en cuenta que el númer de xidación del hidrógen es +1, pr l que el númer de xidación del nitrógen es: x = +1 x = 3 En el in NO, es precis tener en cuenta que el númer de xidación del xígen es 2, pr l que el númer de xidación del nitrógen es: x = 1 x = +5 La respuesta crrecta es la c.

212 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Un agente reductr: a) Cntiene un element cuy estad de xidación disminuye en la reacción redx. b) Cntiene un element cuy estad de xidación aumenta en la reacción redx. c) Cntiene un element que gana electrnes en la reacción. d) Ls elements que l cnstituyen n mdifican su estad de xidación. (O.Q.L. Castilla y León 2008) El reductr es la especie química que cede electrnes y se xida, pr tant, aumenta su estad de xidación. Pr ejempl, en el cas del Zn: xidación: Zn (s) Zn (aq) + 2 e La respuesta crrecta es la b Para la siguiente reacción ajustada: + 14 (aq) + 6 Ag (s) 2 (aq) + 6 (aq) + 7 (l) a) Ag (s) es el agente xidante. b) es el agente reductr. c) se xida. d) se reduce. (O.Q.L. Madrid 2008) Las semirreaccines sn: reducción: Cr O + 14 H + 6 e 2 Cr + 7 H O El in Cr O es el xidante que gana electrnes y se reduce. xidación: 6 Ag Ag + e El metal Ag es el reductr que cede electrnes y se xida. La respuesta crrecta es la d En la reacción: HCl KCl + 7 a) Ls anines actúan cm reductres. b) Ls ines actúan cm xidantes. c) Ls ines actúan cm reductres. d) Ls ines se xidan. (O.Q.L. Asturias 2008) Las semirreaccines sn: reducción: Cr O + 14 H + 6 e 2 Cr + 7 H O Ls ines Cr O actúan cm xidantes que ganan electrnes y se reducen. xidación: 2 Fe Fe + e Ls ines actúan cm reductres que ceden electrnes y se xidan. La respuesta crrecta es la d.

213 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) En una reacción redx, el xidante: a) Cede electrnes al reductr, que se xida. b) Recibe electrnes del reductr, que se xida. c) Cede electrnes al reductr, que se reduce. d) Recibe electrnes del reductr, que se reduce. (O.Q.L. Asturias 2008) El xidante es la especie química que gana electrnes y se reduce; el reductr es la especie química que cede electrnes y se xida, pr tant, existe una transferencia de electrnes del reductr al xidante. La respuesta crrecta es la b El pes equivalente del, cuand se utiliza en una reacción en la que el in ydat, se cnvierte en yd mlecular, es igual a: a) 39,6 b) 79,2 c) 198,0 d) 396,0 (Masas atómicas: Na = 23,0; I = 127,0; O = 16,0) La semirreacción de reducción del in ydat es: reducción: IO + 6 H + 5 e ½ I + 3 H O El pes equivalente del NaIO es: 1 ml NaIO 5 ml e 198 g NaIO 1 ml NaIO = 39,6 g La respuesta crrecta es la a Indica si sn verdaderas las siguientes afirmacines en la reacción: 2 (aq) + Fe (s) (aq) + 2 Ag (s) a) Ls catines actúan cm reductres. b) Ls anines actúan cm xidantes. c) Fe (s) es el xidante. d) Fe (s) se ha xidad a. e) Ls catines se han reducid a Ag (s). Las semirreaccines que tienen lugar sn: reducción: 2 Ag + 2 e 2 Ag El catión Ag + se cmprta cm xidante que gana electrnes y se reduce a Ag. xidación: Fe Fe + 2 e El metal Fe se cmprta cm reductr que cede electrnes y se xida a. Las respuestas crrectas sn d y e. (O.Q.L. Asturias 2008) (O.Q.L. Canarias 2008)

214 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) El brm se encuentra en el estad de xidación +3 en el cmpuest: a) b) c) d) HBr (O.Q.L. La Rija 2008) Teniend en cuenta que en las especies dadas el númer de xidación del xígen es 2, del hidrógen +1, y del nitrógen 3, el númer de xidación del brm en las mismas es: a) En el HBrO : x = 0 x = +5 b) En el NH Br: x = 0 x = 1 c) En el : x = 0 x = +3 d) En el HBr: x = 0 x = 1 La respuesta crrecta es la c Cuál de las siguientes afirmacines es FALSA? Se denmina reductr a aquellas sustancias que: a) Se xida. b) Obliga a trs cmpuests a captar electrnes. c) Pierde electrnes. d) Obliga a trs cmpuests a xidarse. a c) Verdader. El reductr es la especie química que pierde electrnes y se xida. (O.Q.L. La Rija 2008) b) Verdader. El reductr es la especie química que cede electrnes al xidante que ls capta. d) Fals. El reductr es la especie química que reduce al xidante. La respuesta crrecta es la d Cuál es el númer de xidación del Mn en la sal hidratada: 12? a) +1 b) +2 c) +3 d) +4 e) +5 (O.Q.N. Ávila 2009) Sabiend que ls númers de xidación del Cs y O sn, respectivamente, +1 y 2, que el númer de xidación del S en ls sulfats es +6, y que en un cmpuest la suma de ls númers de xidación de ls elements que l integran es 0 se puede plantear la siguiente ecuación: x = 0 x = +3 La respuesta crrecta es la c.

215 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para estandarizar las dislucines de se utiliza el xalat sódic, (s). Cuánts electrnes se necesitan en la ecuación redx ajustada para esta valración? a) 2 b) 4 c) 5 d) 10 e) 12 (O.Q.N. Ávila 2009) Las semirreaccines ajustadas sn: reducción: 2 MnO + 8 H + 5 e Mn + 4 H O xidación: 5 C O CO + 2 e Se intercambian 10 electrnes. La respuesta crrecta es la d Dads ls siguientes ptenciales estándar, cuál de las siguientes especies es mejr agente xidante? (g) (aq) (g) (aq) (aq) + 2 Cu (s) (aq) + 2 Mg (s) a) Cu (s) b) (aq) c) (g) d) (aq) e) (g) E = +2,866 V E = +1,358 V E = +0,34 V E = 2,356 V (O.Q.N. Ávila 2009) El agente xidante más fuerte es aquel que tiene el ptencial nrmal de electrd más grande. De ls valres dads el mayr le crrespnde al (g). Esta especie es el xidante más fuerte que existe. La respuesta crrecta es la e Cuál de ls siguientes metales: Cs, Cu, Mg, Al y Ag, necesita mayr cantidad de electricidad pr tnelada de metal prducid durante la electrólisis? a) Cs b) Cu c) Mg d) Al e) Ag (O.Q.N. Ávila 2009) La ecuación química crrespndiente a la reducción del metal X en el cátd es: X (aq) + n e X (s) Relacinand mles de metal y de electrnes: 10 g X 1 ml X M g X n ml e 1 ml X = 10 n M ml e

216 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 212 Se necesita mayr cantidad de electricidad para aquel metal que tenga menr masa atómica (M) y mayr númer de xidación (n). De ls elements dads, el que mejr cumple esa cndición es el Al, un element del tercer perid (baja masa atómica) y númer de xidación elevad (+3). La respuesta crrecta es la d Se electrliza una dislución acusa de utilizand electrds de Pt. a) Se desprenden en el ánd. b) Se desprenden en el ánd. c) Se desprenden hidrógen en el cátd. d) N se bserva el desprendimient de gases. e) Se desprenden hidrógen en el ánd y xígen en el cátd. (O.Q.N. Ávila 2009) El ácid sulfúric en dislución acusa se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: H SO (aq) SO (aq) + 2 H (aq) además, la presencia del ácid sulfúric favrece la inización del agua: H O (l) H (aq) + OH (aq) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): 2 H (aq) + 2 e (g) ánd (xidación): 4 OH (aq) (g) + 2 H O (l) + 4 e El in H se reduce más fácilmente que el in sulfat ya que tiene un ptencial nrmal de electrd menr. La respuesta crrecta es la c El magnesi metálic se puede btener pr: a) Electrólisis de una dislución acusa de clrur de magnesi. b) Hidrólisis de una dislución acusa de carbnat de magnesi. c) Electrólisis de clrur de magnesi fundid. d) Descmpsición térmica de carbnat de magnesi. e) Pr reducción de una dislución acusa de clrur de magnesi cn sdi. (O.Q.N. Ávila 2009) El clrur de cesi fundid, MgCl (l), se encuentra disciad de acuerd cn la ecuación: MgCl (l) 2 Cl (l) + Mg (l) Si se realiza una electrólisis, las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): Mg (l) + 2 e Mg (l) ánd (xidación): 2 Cl (l) Cl (g) + 2 e La respuesta crrecta es la c. (Cuestión similar a la prpuesta en Barcelna 2001).

217 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de las siguientes especies es más reductra? a) b) c) Ag d) Fe (Dats. E ( / ) = 1,36 V; E ( / ) = 2,87 V; E ( /Ag) = 0,80 V; E ( /Fe) = 0,44 V) Las semirreaccines crrespndientes a ls ptenciales de reducción dads sn: (O.Q.L. Madrid 2009) Cl (g) + 2 e 2 Cl (aq) F (g) + 2 e 2 F (aq) Ag (aq) + e Ag (s) Fe (aq) + 2 e Fe (s) E = 1,36 V E = 2,87 V E = 0,80 V E = 0,44 V De las especies dadas, la más reductra es la que tiene un ptencial menr: Fe. La respuesta crrecta es la d El hidrógen se cmprta cm xidante cuand reaccina cn: a) Calci para dar hidrur de calci. b) Brm para dar brmur de hidrógen. c) Nitrógen para dar amníac. d) Azufre para dar sulfur de hidrógen. (O.Q.L. Madrid 2009) a) Verdader. En la reacción entre H y Ca, el hidrógen se cmprta cm xidante ya que gana un electrón y se reduce a in H : Ca (s) + H (g) CaH (s) Las semirreaccines sn: reducción: H + 2 e 2 H xidación: Ca Ca + 2 e b c d) Fals. En las reaccines entre H y Br, N y S, el hidrógen se cmprta cm reductr ya que cede un electrón y se xida a in H. La respuesta crrecta es la a En el siguiente prces siderúrgic: + 3 CO 2 Fe + 3 Cuál de las siguientes prpsicines es crrecta? a) El hierr se reduce. b) El carbn se reduce. c) El xígen se reduce. d) El hierr se xida. (O.Q.L. Madrid 2009) Las semirreaccines sn: reducción: Fe + 3 e Fe

218 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 214 El in es la especie que gana electrnes y se reduce. xidación: C C + 2 e El carbn es la especie que cede electrnes y se xida. La respuesta crrecta es la a En qué cmpuest el estad frmal de xidación del nitrógen es 2? a) b) c) d) (O.Q.L. Castilla y León 2009) Teniend en cuenta que en las especies dadas el númer de xidación del xígen es 2, del hidrógen +1, el númer de xidación del nitrógen en las mismas es: a) En el NH : x = 0 x = 3 b) En el HNO : x = 0 x = +5 c) En el NO : x = 0 x = +4 d) En el : 2 x = 0 x = 2 La respuesta crrecta es la d Cuál es el estad de xidación del manganes en el in manganat,? a) +6 b) +4 c) 6 d) +7 (O.Q.L. Castilla y León 2009) Teniend en cuenta que en el númer de xidación del xígen es 2, el númer de xidación del manganes es: x = 20 x = +6 La respuesta crrecta es la a Un agente xidante es aquel que: a) Siempre cntiene xígen. b) Se reduce durante la reacción. c) Se xida fácilmente. d) Se xida sól en presencia de un agente reductr. (O.Q.L. Castilla y León 2009) El xidante es la especie química que gana electrnes prcedentes del reductr y se reduce. N tiene necesariamente que cntener xígen, un ejempl clar de ell sn ls halógens, elements que sn excelentes xidantes: F (g) + 2 e 2 F (aq) La respuesta crrecta es la b.

219 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Cuál de ls siguientes prcess NO crrespnde a una xidación? a) Mn 2 b) c) Li d) + (O.Q.L. La Rija 2009) (O.Q.L. La Rija 2011) Una xidación es un prces en el que una especie pierde electrnes y aumenta su númer de xidación. En las semirreaccines a), c) y d) ls elements Mn, Li y C, respectivamente, ceden electrnes y aumentan su númer de xidación, pr tant, se trata de xidacines. En la semirreacción b) el Br capta electrnes y disminuye su númer de xidación, pr tant, se trata de una reducción. La respuesta crrecta es la b Indica cuál de las siguientes afirmacines es INCORRECTA: a) Un xidante es una sustancia que gana electrnes. b) Un xidante es una sustancia que bliga a trs cmpuests a reducirse. c) Un xidante es una sustancia que bliga a trs cmpuests a ceder electrnes. d) Un xidante es una sustancia que se reducirá. (O.Q.L. La Rija 2009) (O.Q.L. La Rija 2011) a c d) Crrect. El xidante es la especie química que gana electrnes prcedentes del reductr y se reduce. b) Incrrect. El xidante es la especie química que xida al reductr. La respuesta crrecta es la b Determinar ls estads de xidación del nitrógen en las siguientes especies:,,. a) 4, 5, 0 b) 4, 5, 1 c) 3, 5, 0 d) 3, 4 0 (O.Q.L. Castilla La Mancha 2009) Teniend en cuenta que en las especies dadas el númer de xidación del xígen es 2, el númer de xidación del nitrógen en las mismas es: En el N O : 2 x = 0 x = +4 En el NO : x = 1 x = +5 En el N : 2 x = 0 x = 0 La respuesta crrecta es la a.

220 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para la siguiente pila vltaica: Pb (s) / (aq) // (aq) / Ag (s) qué cambi prducirá un aument en el ptencial de la pila? a) Aument de [ ] b) Aument de [ ] c) Eliminación de Pb (s) d) Eliminación de Ag (s) e) Adición de Ag (s) (O.Q.N. Sevilla 2010) Pr ejempl, dadas las semirreaccines: Pb (s) Pb (aq) + 2 e 2 Ag (aq) + 2 e 2 Ag (s) La reacción glbal es: Pb (s) + 2 Ag (aq) Pb (aq) + 2 Ag (s) La ecuación de Nernst permite calcular el ptencial de una pila en cndicines diferentes de las estándar: E = E 0,0592 n lg Q E = E 0, lg [Pb ] [Ag Cm se bserva, ls sólids n aparecen en la expresión anterir, pr tant, ls cambis en ells n prducen ninguna variación en el ptencial de la pila. Supniend que se parte de cndicines estándar, dislucines 1 M y 298 K, un aument de [ ] hace que el segund términ de la ecuación de Nernst sea negativ, l cual hace aumentar el valr de E. Analgamente, un aument de [Pb ] hace que el segund términ de la ecuación de Nernst sea psitiv, l cual hace disminuir el valr de E. La respuesta crrecta es la b El númer de xidación del crm en el dicrmat ptásic es: a) tres b) cuatr c) cinc d) seis (O.Q.L. Murcia 2010) Sabiend que ls númers de xidación del K y O sn, respectivamente, +1 y 2, y que en este cmpuest, K Cr O, la suma de ls númers de xidación de ls elements que l integran es 0 se puede plantear la siguiente ecuación: x = 0 x = +6 La respuesta crrecta es la d.

221 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Indique la reacción crrecta del sdi cn el agua: a) 4 Na (s) + 2 (l) (g) + 4 NaH (s) b) 2 Na (s) + 2 (l) 2 NaOH (aq) + (g) c) Na (s) + 2 (l) (s) + 2 (g) d) 2 Na (s) + (l) (s) + (g) a c) Fals. Hay ds especies que se de xidan, Na y O, y ninguna que se reduce: Na Na + e 2 O O + 4 e b) Verdader. El Na se xida y el H se reduce: Na Na + e 2 H + 2 e H d) Fals. Debe frmarse NaOH (aq) y n Na O (s) ya que el medi es acus. La respuesta crrecta es la b El ptencial estándar de la siguiente célula electrquímica es 0,431 V: Cu (s) + 2 (aq) (aq) + 2 (aq) Cuál es el valr de ΔG para esta reacción a 25 C? a) 16,6 J b) 20,6 J c) 41,6 J d) 83,2 J (Dat. Cnstante de Faraday = C ) Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): 2 [Fe (aq) + e Fe (aq)] ánd (xidación): Cu (s) Cu (aq) + 2 e (O.Q.L. Madrid 2010) (O.Q.L. Madrid 2010) La relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe Sustituyend: ΔG = C 0,431 V 1 kj 10 3 J = 83,2 kj Ninguna respuesta es crrecta. (Cuestión similar a la prpuesta en Luarca 2005).

222 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Se cnectan en serie ds células electrlíticas cn dislucines de y, respectivamente, pr las que se hace pasar una crriente eléctrica durante un ciert tiemp. Si el cátd de plata aumenta en 1,50 g, cuánt habrá ganad el cátd de Cu de la tra celda? a) 0,441 g b) 0,882 g c) 1,50 g d) 3,0 g (Masas atómicas: Ag = 107,8; Cu = 63,5) (O.Q.L. Madrid 2010) El nitrat de plata y el nitrat de cbre (II) en dislución acusa se encuentran disciads de acuerd cn las ecuacines: AgNO (aq) Ag (aq) + NO (aq) CuNO (aq) Cu (aq) + 2 NO (aq) Las ecuacines químicas crrespndientes a las reduccines en ls respectivs cátds sn: Ag (aq) + e Ag (s) Cu (aq) + 2 e Cu (s) Relacinand mles plata y de electrnes: 1 ml Ag 1 ml e 1,50 g Ag = 0,014 ml e 107,9 g Ag 1 ml Ag Cm las cubas están cnectadas en serie, el númer de mles de electrnes que atraviesa ambas es el mism. Relacinand ests mles cn ls de Cu depsitad: 1 ml Cu 63,5 g Cu 0,014 ml e 2 ml e 1 ml Cu La respuesta crrecta es la a. = 0,441 g Cu (Cuestión similar a la prpuesta en Luarca 2005) Dads ls siguientes ptenciales nrmales de reducción: E ( /Cu ) = +0,34 V y E ( /Ag ) = +0,80 V, el prces redx que se puede prducir de frma espntánea cn ess ds electrds es: a) /Cu //Ag / b) Cu / // /Ag c) /Cu // /Ag d) /Cu //Ag / (O.Q.L. Asturias 2010) La reacción es espntánea si ΔG < 0, y teniend en cuenta que la relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe Para cualquier reacción espntánea se cumple que E > 0. Cnsiderand cm cátd al electrd de mayr ptencial, las semirreaccines que tienen lugar en este cas sn:

223 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 219 cátd (reducción): 2 [Ag (aq) + e Ag (s)] ánd (xidación): Cu (s) Cu (aq) + 2 e La reacción glbal que tiene lugar es. Cu (s) + 2 Ag (aq) Cu (aq) + 2 Ag (s) El ptencial de la célula se calcula mediante la expresión: E ce lula E ce lula = E ca td = E /Ag E a nd E /Cu = 0,80 V 0,34 V = 0,46 V La ntación abreviada que crrespnde a esta célula es: Cu / // /Ag La respuesta crrecta es la b En la siguiente reacción química: + + ClO + se puede decir: a) El es el agente xidante y el es el agente reductr. b) El es el agente reductr y el es el agente xidante. c) N es una reacción de xidación reducción. d) El es a la vez el agente xidante y el reductr. (O.Q.L. Asturias 2010) Las semirreaccines sn: reducción: Cl + 2 e 2 Cl El es el xidante la especie que gana electrnes y se reduce. xidación: Cl + 2 H O 2 ClO + 4 H + 2 e El es el reductr la especie que cede electrnes y se xida. En esta reacción se prduce la dismutación desprprción del Cl. La respuesta crrecta es la d Se tienen ds dislucines 1 M de y. Cuál pdrá ser reducid pr una crriente de hidrógen a p = 1 atm, T = 25 C y cncentración de prtnes 1 M? a) El b) El y el c) El d) Ningun de ls ds Dats. E ( /Sn ) = 014 V y E ( /Cu ) = +0,34 V. (O.Q.L. Asturias 2010) La reacción es espntánea si ΔG < 0, y teniend en cuenta que la relación existente entre la energía libre de Gibbs y la fuerza electrmtriz de la célula viene dada pr la siguiente ecuación: ΔG = nfe

224 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 220 Para cualquier reacción espntánea se cumple que E > 0. Reacción entre H y Cu : H (g) + Cu (aq) 2 H (aq) + Cu (s) Las semirreaccines que tienen lugar en este cas sn: Reducción: Cu (aq) + 2 e Cu (s) Oxidación: H (g) 2 H (aq) + 2 e E = +0,34 V E = +0,00 V El ptencial de la célula es, E célula Reacción entre H y Sn : H (g) + Sn (aq) 2 H (aq) + Sn (s) Las semirreaccines que tienen lugar en este cas sn: = 0,34 V, pr tant, la reacción es espntánea. Reducción: Sn (aq) + 2 e Sn (s) Oxidación: H (g) 2 H (aq) + 2 e E = 0,14 V E = +0,00 V El ptencial de la célula es, E célula La respuesta crrecta es la a. = 0,14 V, pr tant, la reacción es n espntánea Cuál es el ptencial estándar de la célula electrquímica Cr/ // /Pb? (aq) + 2 Pb (s) (aq) + 3 Cr (s) a) 1,09 V b) 1,09 V c) 0,61 V d) 0,61 V E = 0,13 V E = 0,74 V (O.Q.L. Asturias 2010) El sistema que tiene mayr ptencial se cmprta cm xidante (se reduce) y el de menr cm reductr (se xida): Las semirreaccines que tienen lugar en ls electrds sn: cátd (reducción): 3 [Pb (aq) + 2 e Pb (s)] ánd (xidación): 2 [Cr (s) Cr (aq) + 3 e La reacción glbal es: 3 Pb (aq) + 2 Cr (s) 3 Pb (s)+ 2 Cr (aq) El ptencial nrmal de la célula se calcula mediante la expresión: E ce lula E ce lula = E ca td = E /Pb E a nd E /Cr La respuesta crrecta es la d. = 0,13 V 0,74 V = 0,61 V

225 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) Para una mezcla estequimétrica de reactivs, cuál de las siguientes afirmacines describe mejr ls cambis que se prducen cuand esta reacción se ha cmpletad? Zn a) Td el cinc se ha xidad y parte del nitrógen se ha reducid. b) Td el cinc se ha xidad y td el nitrógen se ha reducid. c) Parte del cinc se ha xidad y td el nitrógen se ha reducid. d) Parte del cinc se ha xidad y parte del nitrógen se ha reducid. Las semirreaccines ajustadas sn: reducción: 2 NO + 2 H + e NO + H O xidación: Zn Zn + 2 e Se intercambian 2 electrnes y la ecuación glbal ajustada es: 2 NO + 4 H + Zn NO + H O + Zn (O.Q.L. Asturias 2010) Cm se bserva, de ls 4 mles de sl 2 actúan cm xidante y se reducen, mientras que td el Zn se xida. La respuesta crrecta es la a Durante la electrólisis de una dislución acusa de, qué sucedería cn la masa de plata depsitada si la crriente se duplicara y el tiemp de electrólisis se disminuyera en la mitad de su valr inicial? a) Sería la misma. b) Aumentaría al dble de su valr inicial. d) Disminuiría a un cuart de su valr inicial. d) Disminuiría a la mitad de su valr inicial (O.Q.L. La Rija 2010) La masa de plata depsitada en el cátd de la cuba es prprcinal a la cantidad de crriente que pasa pr esta, y la cantidad de crriente se calcula multiplicand la intensidad de la crriente pr el tiemp que circula ésta: Q = I t Si I se hace el dble y t se reduce a la mitad, el prduct I t permanece cnstante, pr tant, la cantidad de plata que se depsita es la misma. La respuesta crrecta es la a Señale cuál es la especie en la que el azufre tiene el estad de xidación frmal más alt: a) Anión sulfit, b) Anión tisulfat, c) Anión hidrógensulfat, d) Azufre ctatómic, (O.Q.L. Castilla y León 2010) Teniend en cuenta que en las especies dadas el númer de xidación del xígen es 2, del hidrógen +1, el númer de xidación del azufre en las mismas es: a) En el SO : x = 2 x = +4 b) En el S O : 2 x = 2 x = +2

226 Prblemas y Cuestines de las Olimpiadas de Química. Vlumen 3. (S. Menargues & F. Latre) 222 c) En el : x = 1 x = +6 d) En el S : x = 0 La respuesta crrecta es la c Dada su gran electrnegatividad ls halógens sn xidantes fuertes. El rden creciente del carácter xidante será: a) > > > b) > > > c) > > > d) > > > (O.Q.L. Castilla La Mancha 2010) El carácter xidante de una especie mide su facilidad para captar electrnes. En ls halógens este es tant mayr cuant más elevada sea su electrnegatividad: (3,98) > (3,16) > (2,96) > (2,66) La respuesta crrecta es la c En una pila Daniell cn puente salin de KCl: a) Pr el circuit extern, ls electrnes circulan desde el electrd de Zn al de Cu. b) Pr el circuit líquid intern, ls electrnes circulan desde el electrd de Cu al de Zn. c) Al electrd de Zn se dirigen ls del puente salin. d) El electrd de Cu es el pl negativ de la pila. (O.Q.L. Castilla La Mancha 2010) El esquema de una pila Daniell es: a b) Verdader. Ls electrnes se dirigen siempre hacia ptenciales crecientes. c) Fals. Ls ines K se dirigen hacia la semipila Cu /Cu ya que en ella disminuye la carga psitiva.