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8809-6130 27 páginas N09/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX Miércoles 4 de noviembre de 2009 (mañana) QUÍMICA NIVEL MEDIO PRUEBA 3 INSTRUCCIONES PARA LOS ALUMNOS Escriba su número de convocatoria en las casillas de arriba. No abra esta prueba hasta que se lo autoricen. Conteste todas las preguntas de dos de las Opciones en los espacios provistos. Puede continuar con sus respuestas en hojas de respuestas. Escriba su número de convocatoria en cada una de las hojas de respuestas, y adjúntelas a este cuestionario de examen y a su portada empleando los cordeles provistos. Cuando termine el examen, indique en las casillas correspondientes de la portada de su examen las letras de las Opciones que ha contestado y la cantidad de hojas de respuestas que ha utilizado. 1 hora Número de convocatoria del alumno 0 0 © International Baccalaureate Organization 2009 0127 88096130

química NiVEL mEDiO PRuEBa 3 PAST PAPERS... · • Conteste todas las preguntas de dos de las opciones en los espacios provistos. Puede continuar con sus respuestas en hojas de respuestas

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  • 8809-6130 27 páginas

    N09/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX

    Miércoles 4 de noviembre de 2009 (mañana)

    químicaNiVEL mEDiOPRuEBa 3

    INSTruCCIoNES PArA loS AluMNoS

    • Escriba su número de convocatoria en las casillas de arriba.• No abra esta prueba hasta que se lo autoricen.• Conteste todas las preguntas de dos de las opciones en los espacios provistos. Puede continuar

    con sus respuestas en hojas de respuestas. Escriba su número de convocatoria en cada una de las hojas de respuestas, y adjúntelas a este cuestionario de examen y a su portada empleando los cordeles provistos.

    • Cuando termine el examen, indique en las casillas correspondientes de la portada de su examen las letras de las opciones que ha contestado y la cantidad de hojas de respuestas que ha utilizado.

    1 hora

    Número de convocatoria del alumno

    0 0

    © International Baccalaureate organization 2009

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    Opción A — Química analítica moderna

    A1. La espectroscopíadeRMNde 1Hy la espectroscopía IR se relacionancon la absorciónderadiaciónelectromagnética.

    (a) (i) Identifique la región del espectro electromagnético que se utiliza en laespectroscopíadeRMNde1H.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (ii) Identifiquecuáldeestasdostécnicasrequiereradiacióndemayorenergía.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [1]

    (b) IdentifiquecuáldelassiguientesmoléculasabsorberadiaciónIRyexpliquesuelección.

    H2 O2 HCl

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [2]

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    Véase al dorso

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    A2. (a) A continuación se muestra el espectro de masas de un compuesto desconocido, X,cuyafórmulaempíricaesC2H4O.

    Intensidad%

    100

    80

    60

    40

    20

    29

    43

    45 88

    20 40 60 80 100Masa/carga

    [Fuente:CleapssGuides:L202Spectra(CleapssSchoolScienceService),Sept2000.]

    (i) DeterminelamasamolecularrelativadeXapartirdelespectrodemasasydeduzcalafórmuladelionmolecular.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [2]

    (ii) Identifiqueunfragmentocapazdeoriginarelpicoam/z =29.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (iii) Comentesobrelaausenciadeunpicoam/z =59.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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    (Pregunta A2: continuación)

    (b) AcontinuaciónsepresentaelespectroIRdeX.%detransmitancia

    100

    80

    60

    40

    20

    04000 3000 2000 1500 1000 500

    Númerodeonda/cm–1

    [Fuente:http://modbo1.ibase.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=eng]

    (i) Use la Tabla 17 del Cuadernillo de Datos para identificar los enlaces quecorrespondenalasabsorcionesAyB.

    A: .............................................................

    B: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (ii) DeduzcaelnombredelgrupofuncionalpresenteenX.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (Esta pregunta continúa en la siguiente página)

    A B

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    Véase al dorso

    N09/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX

    (Pregunta A2: continuación)

    (c) (i) ElespectrodeRMNde1HdeXpresentatrespicos.Indiquequéinformaciónsepuedeobtenerapartirdelnúmerodepicos.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (ii) ElespectrodeRMNde1HdeXpresentapicosa2,0y4,1ppm.UselaTabla18delCuadernillodeDatosparasugerireldesplazamientoquímicodeltercerpicoeindiqueelárearelativadelpico.Presentesusrespuestasenlasiguientetabla. [2]

    Pico Desplazamiento químico / ppmÁrea relativa

    del pico

    Primero 2,0 3

    Segundo 4,1 2

    Tercero

    (iii) DeduzcaunaestructuraposibledeXqueseaconsistenteconlosespectrosdemasas,IRydeRMNde1H. [1]

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    A3. Lacromatografíaseusaparadetectarlapresenciadedrogasilegalesenlosdeportes.

    (a) ElcromatogramadeunamuestraconcentradadeorinadeunatletamuestralapresenciadeunasustanciaprohibidacuyovalordeRfesde0,75.

    (i) Definaeltérminovalor de Rf.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [1]

    (ii) Calcule los valores deRf paraA yB y con ello deduzca cuál de las manchascorrespondealasustanciaprohibida. [2]

    A

    B

    frentededisolvente

    comienzo

    Rf de A:

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    Rf deB:

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    Sustanciaprohibida:

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    (Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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    Véase al dorso

    N09/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX

    (Pregunta A3: continuación)

    (iii) Sugiera cómo variarían los resultados si el experimento se repitiera con undisolventedistinto.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [1]

    (b) La cromatografía en papel y en columna tienen fases estacionarias y móviles.Identifiquelasfasesestacionariasenlasdiferentestécnicas.

    Cromatografíaenpapel:

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    Cromatografíaencolumna:

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    Opción B — Bioquímica humana

    B1. Lasproteínassoncomponentesvitalesparalossistemasvivos.

    (a) Indiquelafórmulageneraldelos2-aminoácidos.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (b) Indiquedospropiedadescaracterísticasdelos2-aminoácidos.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [2]

    (c) Use laTabla 19delCuadernillo deDatos, para deducir la fórmula estructural dedosdipéptidosque sepodrían formarpor reaccióndealaninaconserinae indiqueelotroproductodelareacción.

    Otroproductodelareacción:

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [3]

    (d) (i) Expliqueladiferenciaentrelasestructurasprimariaysecundariadelasproteínas.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [2]

    (ii) Indiquecuáleslainteracciónpredominanteresponsabledelaestructurasecundaria.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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    Véase al dorso

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    (Pregunta B1: continuación)

    (e) Expliquecómoanalizarunamuestradeproteínaporelectroforesis.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    B2. Paragozardebuenasaludesindispensablellevarunadietaequilibrada.

    (a) Distingaentremicronutrientesymacronutrienteseindiqueunejemplodecadauno.

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    Ejemplodemicronutriente:

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    Ejemplodemacronutriente:

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    [3]

    (b) ComparandolasestructurasdelasvitaminasA,CyDdadasenlaTabla21delCuadernillodeDatos,indiqueyexpliquecuáldelastresvitaminasesmássolubleenagua.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [2]

    (c) IndiqueunefectodeldéficitdevitaminaC.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    Véase al dorso

    N09/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX

    Opción C — Química en la industria y la tecnología

    C1. (a) Elaluminioseextraeporelectrólisisdeunamezclafundidaquecontienealúmina,Al2O3,usandoelectrodosdegrafito.

    (i) Expliqueporquéelelectrolitofundidocontieneademáscriolita.

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    [1]

    (ii) Indiquelasemiecuaciónquerepresentalareacciónenelelectrodonegativo(cátodo).

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (iii) Enelelectrodopositivo(ánodo)seproduceoxígeno.Indiqueelnombredeotrogasqueseproduceenesteelectrodo.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    [1]

    (b) (i) Indiquedos propiedadesdel aluminioque lohacenadecuadopara suusocomocableeléctricoaéreo.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    [1]

    (ii) Las aleaciones de aluminio con níquel se usan para fabricar partes demotores.Explique,haciendoreferenciaalaestructuradeestasaleaciones,porquésonmenosmaleablesqueelaluminiopuro.

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    C2. El poli(cloruro de vinilo) (PVC) y el polieteno son polímeros que se obtienen a partir delpetróleocrudo.

    (a) ExpliqueporquéelPVCesmenosflexiblequeelpolieteno.

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    (b) IndiquecómosepuedehacermásflexibleelPVCdurantesufabricaciónyexpliqueelaumentodeflexibilidadanivelmolecular.

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    (c) ElPVCexisteenformaisotácticayatáctica.Dibujelaestructuradelaformaisotácticamostrandounacadenadeporlomenosseisátomosdecarbono. [1]

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    Véase al dorso

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    C3. Sepuedenobtener‘tubos de ensayo’denano-dimensiones,conunextremoabierto,apartirdeestructurasdecarbono.

    (a) Describaestos‘tubos de ensayo’haciendoreferenciaa lasestructurasdelosalótroposdelcarbono.

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    (b) Secreequeestostubossonmásresistentesqueelacero.Expliquelaresistenciadeestos‘tubos de ensayo’anivelmolecular.

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    (c) Losnanotubosdecarbonosepuedenusarcomocatalizadores.

    (i) Sugieradosrazonesdesuefectividadcomocatalizadoresheterogéneos.

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    (ii) Indiqueunapreocupaciónpotencialasociadaalusodelosnanotubosdecarbono.

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    C4. Lasbateríasrecargablesdeníquel-cadmioseusanenequiposeléctricosportátilesyalumbradodeemergencia.

    Elprocesodedescargasepuederesumirpormediodelasiguienteecuación.

    2 2 22 2 2NiO OH s Cd s H O l Ni OH s Cd OH s( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + +

    (a) Indique la variación del número de oxidación del cadmio y deduzca si actúa comoelectrodopositivoonegativoduranteelprocesodedescarga.

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    (b) IdentifiqueunapropiedadfísicadelCd(OH)2quepermitaqueesteprocesoseareversibleyrecargarlabatería.

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    Véase al dorso

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    Opción D — Medicinas y drogas

    D1. (a) Alexander Fleming, Howard Florey y Ernst Chain compartieron el Premio Nobelpor “el descubrimiento de la penicilina y su efecto curativo en varias enfermedadesinfecciosas”.

    (i) ResumalasaportacionesdeFleming,FloreyyChainaldesarrollodelaspenicilinas.

    Fleming:

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    FloreyyChain:

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    (ii) Describaelmododeaccióndelaspenicilinaseneltratamientodeenfermedadesinfecciosas.

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    (Pregunta D1: continuación)

    (b) Laampicilinaesunapenicilinasemi-sintéticausadaparaeltratamientodeinfeccionespulmonares.Laestructuradelantibióticosemuestraacontinuación.

    S

    N

    NHC

    O

    O

    CH

    NH2CH3

    CH3

    C

    HOO

    (i) Identifique dos grupos funcionales presentes en la cadena lateral (R) de laampicilina,comparandosuestructuraconladelapenicilinaqueencontraráenlaTabla20delCuadernillodeDatos.

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    (ii) Expliqueporquéesimportantecontinuardesarrollandopenicilinassemi-sintéticas.

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    Véase al dorso

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    D2. (a) Expliqueelsignificadodelostérminos:

    (i) efecto secundario

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    (ii) margen terapéutico

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    (iii) efecto placebo.

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    (b) Laefectividaddeunadrogadependedelmétododeadministración.

    (i) Uno de los métodos usados para inyectar drogas en el cuerpo tiene comoconsecuenciaunefectomuyrápido.Indiqueelmétodoyexpliquesurápidaacción.

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    (ii) Enumere los otros dos métodos que se pueden usar para inyectar drogas enelcuerpo.

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    (iii) Identifique el método de administración usado para tratar enfermedadesrespiratoriascomoelasma.

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    D3. Laanfetaminaylametanfetaminasondrogasdelasquesehaabusadoampliamente.

    (a) Indiqueunefectoacortoplazodelaanfetaminasobreelcuerpohumano.

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    (b) Expliqueporquélaanfetaminaseclasificacomodroga simpaticomiméticayrelacioneestehechoconsuestructura.

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    (c) Elusoregulardeanfetaminaymetanfetaminapuedeproducirtolerancia.Expliqueporquéestoespotencialmentepeligroso.

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    Véase al dorso

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    Opción E — Química ambiental

    E1. En la actualidad, está ampliamente aceptado que el aumento de producción de dióxido decarbonoconducealcalentamientoglobal.

    (a) Describacómoactúaeldióxidodecarbonocomogasdeinvernadero.

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    (b) Discuta la influencia del aumento de la cantidad de gases de invernadero sobreelambiente.

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    E2. Lademandabioquímicadeoxígeno(DBO)esunamedidadelacontaminacióndelagua.

    (a) Indiqueelsignificadodeltérminodemanda bioquímica de oxígeno(DBO).

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    (b) Identifique la etapa del tratamiento de aguas residuales en la que se eliminan lassustanciasresponsablesdelosvaloreselevadosdeDBOyexpliquecómoserealiza.

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    (c) DescribacómoelañadidodenitratosofosfatosaunamuestradeaguapuedeaumentarelvalordeDBOdedichamuestra.

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    E3. Identifiquedoscontaminantes,distintosdeldióxidodecarbonoydelmonóxidodecarbono,queemitenlostubosdeescapedelosautomotoresydescribacómoseproducecadaunodeellos.

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    [3]

    E4. Los vertederos se usan para la evacuación de cerca del 90% de los residuos domésticosdelmundo,peroenalgunospaíseselusodelaincineraciónestáaumentando.

    (a) Indiqueunaventajadecadamétodo.

    Vertederos:

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    Incineración:

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    (b) Sugieraporquéalgunosplásticosbiodegradablesnosedescomponenenlosvertederos.

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    [1]

    (c) Losresiduosradiactivospuedenserdedostipos,dealtaintensidadydebajaintensidad.Comparelosperíodosdesemidesintegraciónylosmétodosusadosparalaevacuacióndelosdostiposderesiduos.

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    Véase al dorso

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    Opción F — Química de los alimentos

    F1. Ladesnutriciónpuedeestarcausadaporhambruna,regímenesocuandounapersona ingiereexcesodealimentosaltamenteprocesados.

    (a) Indiqueunafuncióndeunnutriente.

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    (b) Describalacomposiciónestructuraldelossiguientesnutrientes:

    (i) grasasyaceites

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    (ii) monosacáridos.

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    (c) Elhígadoesunafuentedeácidoaraquidónico,CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH,ylosaceitesdepescadosonunafuentedeácidolinolénico.TomandocomoreferencialaestructuradelácidolinolénicoqueencontraráenlaTabla22delCuadernillodeDatos,expliqueporquéelpuntodefusióndelácidoaraquidónicoesmuchomenorqueeldelácidolinolénico,apesardetenerdosátomosdecarbonomás.

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    F2. EltomateFlavrSavresunejemplodeunalimentomodificadogenéticamente(AMG).

    (a) Definaeltérminoalimento MG.

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    (b) Sugierados beneficios yuna preocupación potencial de usar cosechasMGcomo lostomatesFlavrSavr,enlugardetomatescultivadosusandométodostradicionales.

    Beneficios:

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    Preocupaciónpotencial:

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    Véase al dorso

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    F3. Losantioxidantessepuedenusarparaprolongareltiempodeconservacióndelosalimentos.

    (a) Definalostérminos:

    (i) tiempo de conservación

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    (ii) antioxidante.

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    [1]

    (b) UsandolaTabla22delCuadernillodeDatos,ylaestructuradelgalatodepropilo(PG)quesedaacontinuación,comparelascaracterísticasestructuralesdelostresantioxidanteshabituales3-BHA,BHTyPG.

    OH

    OHHO

    COOCH2CH2CH3

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    (Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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    (Pregunta F3: continuación)

    (c) Indiqueun ejemplodeun antioxidante natural deusohabitual e indiqueuna posibleventajaparalasaludalargoplazoderivadodelconsumodealimentosquelocontienen.

    Antioxidante:

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    Ventajaparalasaludalargoplazo:

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    Opción G — Química orgánica avanzada

    G1. Considerelasdosaminasmetilamina,CH3NH2,ydimetilamina,(CH3)2NH.

    (a) Usando la Tabla 15 del Cuadernillo de Datos, indique cuál de las aminas esmásbásica.

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    (b) Expliquelabasicidadrelativadelasdosaminas.

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    G2. Losácidosetanoicoycloroetanoicocontienenelgrupocarboxilo.

    (a) Expliqueporquéelácidocloroetanoicoesunácidomásfuertequeelácidoetanoico.

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    (b) Resuma una posible serie de reacciones para sintetizar ácido etanoico a partir declorometano.Surespuestadebeincluir: losreactivosusados unaecuaciónquímicarelevanteparacadaetapa.

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    G3. Laquímicacarbonílicade losaldehídosycetonascomprendeunnúmerodediferentes tiposdereacciones.

    (a) IndiquelasfórmulasdelosproductosAyB,formadosenlassiguientesreacciones.

    (i)(CH ) CO CH CH MgBr H O3 2 3 2 2+ + →A+Mg(OH)Br

    A: .............................................................

    [1]

    (ii)

    NO2

    NO2

    CH3CHO + NHH2N B + H2O→

    B: .............................................................

    [1]

    (b) IndiquequétipodereaccióneslaformacióndeByH2Oen(a)(ii).

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    G4. (a) Las reacciones habituales de los alquenos son adiciones electrófilas. Describa elmecanismodelasiguientereacción,usandoflechascurvasparamostrarelmovimientode los pares electrónicos, y sugiera por qué se forma el producto orgánico,C, comoproductoprincipal.

    CH2=CH(CH2CH3)+ →HI C

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    (b) Los alcoholes pueden sufrir reacciones de eliminación. Describa el mecanismo dela siguiente reacción, usando flechas curvas paramostrar elmovimiento de los pareselectrónicos,eidentifiqueelproductoorgánico,D.

    CH CH OH H PO3 2 3 4+ → D

    [5]

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