QUIMICA GENERAL II Primer Examen Parcial 01 de Octubre de 2008

Apellido y nombre ................................................................................... Número de matrícula...................................... Comisión: …………… Aula: .............................

………. ....................................... Firma del alumno

================================================================== ATENCION - El examen consta de 6 preguntas. Revise que haya sido compaginado

correctamente. - Todos los datos que necesita están dados en el enunciado. A menos que se diga

otra cosa, se supone que la temperatura es 25 ºC para todos los problemas. - Responda las preguntas en los espacios en blanco debajo de cada enunciado. - Justifique sus respuestas en forma BREVE Y CLARA. - Cuando informe resultados, deberá recuadrarlos para facilitar su visualización..

No escriba en la tabla que sigue a continuación (para uso de los docentes) PREGUNTA PUNTAJE PREGUNTA PUNTAJE

1 4

2 5

3 6

Total

TEMA I

PUNTAJE TOTAL: .......................................................................... CALIFICACIÓN: .............................................................................

Nombre y apellido:…………………………………………………………… Tema I

1. a) Para las siguientes reacciones espontáneas:

2 H2O2(l) 2 H2O(l) + O2(g); Endotérmica CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l); Exotérmica 2 Na(s) + 2 H2O(l) 2 NaOH(ac) + H2(g); Exotérmica

Indique J.S.R. el signo del cambio de entalpía, de entropía del sistema y de entropía de los alrededores. ¿Cuál/es de esto/s cambio/s da cuenta de la espontaneidad de cada proceso? J.S.R.

b) Para las siguientes reacciones llevadas a cabo a presión y temperatura constante:

N2(g) + 2 H2(g) N2H4(l) ∆Ho > 0 y ∆So < 0 N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ∆Ho < 0 y ∆So > 0

Indique J.S.R. si la reacción directa o la inversa ocurre espontáneamente. c) Compare la estabilidad del N2H4 y del NH3. J.S.R.

Nombre y apellido:…………………………………………………………… Tema I

2. El etanol se puede producir a partir de la siguiente reacción:

C2H4(g) + H2O(g) C2H5OH(l)

a) Indique J.S.R. cuál de los siguientes gráficos representa el cambio de energía libre estándar de reacción (∆Go

r) en función de la temperatura. Suponga que ∆Ho

r y ∆Sor no se modifican con la temperatura.

100 200 300 400 500 600-60

-40

-20

0

20

40

60

100 200 300 400 500 600

-240

-220

-200

-180

-160

-140

-120

100 200 300 400 500 600

120

140

160

180

200

220

240

100 200 300 400 500 600-80

-60

-40

-20

0

20

∆G

o r (k

J)

Temperatura (K)∆

Go r

(kJ)

Temperatura (K)

∆G

o r(kJ

)

Temperatura (K)

∆G

o r (k

J)

Temperatura (K)

b) Indique en el gráfico seleccionado en qué intervalo de temperatura haría la reacción para la producción de etanol. c) Una reacción más económica para la producción de etanol sería:

C2H6(g) + H2O(g) C2H5OH(l) + H2(g);

∆Hor = 603,48 kJ/mol y ∆So

r = -126,15 J/K.mol

Indique J.S.R. si esta alternativa es viable. DATOS C2H4(g) H2O(g) C2H5OH(l) ∆Ho

f (kJ/mol) 52,3 -241,8 -276,98 So

f (J/K.mol) 219,45 188,7 161,04

Nombre y apellido:…………………………………………………………… Tema I

3. La descomposición de CaCO3 ocurre de acuerdo a la siguiente reacción:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g); Kp = 1,9 x 10-23 (25 oC) Kp = 0,88 (600 oC)

a) Escriba la expresión de la constante de equilibrio para la reacción y calcule la presión de equilibrio de CO2 a cada temperatura. b) ¿El CaCO3 sólido es estable a temperatura ambiente? J.S.R. c) ¿Qué variables modificaría para favorecer la descomposición del CaCO3 sólido: temperatura de reacción, presión de CO2 y/o agregado de CaO sólido? J.S.R.

Nombre y apellido:…………………………………………………………… Tema I

4. Para preparar [Ag(CH3COO)] a partir de la reacción a 25 oC:

Ag+(ac) + CH3COO-(ac) [Ag(CH3COO)](ac) K1 (25 oC) = 5,37

Se procede de la siguiente manera: I. Se disuelven 4,25 g de AgNO3 (PM: 170) en un matraz de 250 mL

(solución I) a 25 oC II. Se disuelven 0,84 g de NaCH3COO (PM: 82) en un matraz de 100

mL (solución II) a 25 oC III. Se mezclan 5 mL de solución I con 5 mL de solución II en un

matraz de 50 mL (solución III) a 25 oC

a) Escriba las reacciones de disolución de las sales utilizadas en los pasos I y II y calcule la concentración de iones en las respectivas soluciones. b) Indique J.S.R. en qué intervalo de pH (mayor o menor que 7) se debe preparar la solución I, teniendo en cuenta que: 2 Ag+(ac) + 2OH-(ac) Ag2O(s) + H2O(l) c) Calcule el pH de la solución II. Justificando todas las aproximaciones que realice.

d) Calcule la concentración de las especies Ag+, CH3COO- y [Ag(CH3COO)] en la solución III una vez alcanzado el equilibrio a 25 oC. e) Frente al agregado de un exceso de CH3COO-, se produce la siguiente reacción:

[Ag(CH3COO)] (ac) + CH3COO-(ac) [Ag(CH3COO)2]-(ac); K2 (25 oC) = 0,12

Escriba la reacción global y calcule su constante de equilibrio DATOS: pKa (CH3COOH) = 4,76

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5. Dadas las siguientes reacciones ácido-base:

I. HA(ac) A-(ac) + H+(ac); Cinicial = 1x10-6 M ; Ka = 1x10-10 II. HB(ac) B-(ac) + H+(ac); Cinicial = 1x10-4 M ; Ka = 1x10-2

III. HC(ac) C-(ac) + H+(ac); Cinicial = 1x10-1 M ; Ka = 1x10-4

a) Indique J.S.R. (sin hacer cálculos) cuál es el único caso en el que es válido calcular la concentración de H+ con la ecuación:

ainicial K*C]H[ =+ b) Indique J.S.R. qué aproximaciones no se pueden realizar en los otros dos casos.

Nombre y apellido:…………………………………………………………… Tema I

6. Dadas las siguientes mezclas de soluciones cuyas concentraciones son 0,1M en todos los casos:

I. NaOH(ac) + HCl(ac)

II. HA(ac) + NaOH(ac)

III. NaA(ac) + HCl(ac)

IV. HA(ac) + HCl(ac)

V. NaA(ac) + NaOH(ac)

a) Indique J.S.R. en cuál/es de ellas se producirá una reacción ácido-base. Escriba la reacción correspondiente. b) Ordene todas las mezclas resultantes (I – V) en orden creciente de pH cuando se mezclan 50 mL de cada solución. Justifique su respuesta sin hacer cálculos. c) Calcule el pH de la mezcla II cuando se mezclan 50 mL de HA y 25 mL de NaOH. d) Calcule el pH de la mezcla III cuando se mezclan 50 mL de NaA y 25 mL de HCl. Compare con el resultado del inciso c). e) Calcule los valores de α0 y α1 para las mezclas II y III de los incisos b), c) y d) y márquelos en el siguiente gráfico de α vs. J.S.R.

DATOS: Ka (HA) = 1x10-6

]A[]HA[]HA[

0 −+=α ;

]A[]HA[]A[

1 −

−

+=α

2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

α

pH