PAU Código: 27 SETEMBRO 2014 QUÍMICA Cualifficafición: O alumno elixirá UNHA das dúas opficións. Cada pregunta ficualifficarase ficon 2 puntos. OPCIÓN A 1. Indique razoadamente, si son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións: 1.1. O enlace covalente caracterízase pola transferencia de electróns entre os elementos que forman o enlace. Poña un exemplo. 1.2. O número de orbitais híbridos que se xeran na hibridación é igual ao número de orbitais atómicos puros que participan en devandito proceso. Utilice a molécula BeCI₂ para o razoamento. 2. 2.1. Os valores de Kₐ de dous ácidos monopróticos HA e HB son 1,2 10 ⁶ y 7,9 10 ⁹, respectivamente. Razoe cal dos dous ácidos é o máis forte. 2.2. Para os seguintes átomos: cloro, sodio e neon, escriba a configuración electrónica e razoe a cal deles será máis fácil arrincarlle un electrón. 3. O produto de solubilidade do PbBr₂ é 8,9 10 ⁶. Determine a solubilidade molar: 3.1. En auga pura. 3.2. Nunha disolución de Pb(NO₃)₂ 0,20 M considerando que este sal está totalmente disociado. 4. Considere o seguinte proceso en equilibrio a 686 : CO₂(g) + H₂(g) CO(g) + H₂O(g). As concentracións en equilibrio das especies son: [CO₂] = 0,086 M; [H₂] = 0,045 M; [CO] = 0,050 M e [H₂O] = 0,040 M. 4.1. Calcule K para a reacción a 686. 4.2. Se se engadira CO₂ para aumentar a súa concentración a 0,50 mol/l, cales serían as concentracións de todos os gases unha vez que o equilibrio fose restablecido? 5. Realice os cálculos necesarios e indique o material e procedemento a seguir para preparar: 5.1. 250 ml deuna disolución acuosa de cloruro de magnesio 0,12 M, a partir do produto sólido. 5.2. 100 ml dunha disolución de cloruro de magnesio 0,012 M a partir da disolución de cloruro de magnesio preparada no apartado anterior. OPCIÓN B 1. 1.1. Para o seguinte sistema en equilibrio: A(g) 2B(g), ΔH = +20,0 kj, xustifique que cambio experimentaría K se se elevara a temperatura da reacción. 1.2. Indique si o ph dunha disolución de NH₄Cl será ácido, básico ou neutro. 2. Para cada un dos seguintes pares de elementos, xustifique se o composto binario que forman é iónico ou covalente, indique a fórmula, o nome e dúas propiedades químicas do composto que formarían. 2.1. B e F. 2.2. K e Br. 3. Considere que a gasolina está composta principalmente por octano (C₈H₁₈) e que no bioetanol o composto principal é o etanol (CH₃CH₂OH). Cos seguintes datos: ΔH (CO₂(g)) = -393,5 kj mol ¹; ΔH (H₂O(l)) = -285,8 kj mol ¹; ΔH (C₈H₁₈(l)) = -5445,3 kj mol ¹; ΔH (CH₃CH₂OH(l)) = -1369,0 kj mol ¹; densidade a 298 K do etanol = 0,79 g ml ¹ e do octano = 0,70 g ml ¹. 3.1. Escriba a ecuación da reacción de combustión do etanol e calcule a entalpía estándar de formación do etanol a 25. 3.2. Cantos litros de bioetanol se necesitan para producir a mesma enerxía que produce 1 L de gasolina? 4. O ferro(ll) pode ser oxidado por unha disolución ácida de dicromato de potasio de acordo coa seguinte ecuación iónica: Cr 2 O 2 7 +Fe 2+ H + Cr 3+ +Fe 3 + 4.1. Axuste a reacción iónica que ten lugar polo método do ión-electrón. 4.2. Se se utilizan 26,0 ml dunha disolución de dicromato de potasio 0,0250 M para valorar 25,0 ml dunha disolución que contén Fe²+, cal é a concentración dela disolución de Fe²+? 5. 5.1. Escriba a reacción que ten lugar e calcule o volume de disolución de hidróxido de sodio 2,00 M que se gastará na valoración de 10,0 ml da disolución de ácido sulfúrico 1,08 M. 5.2. Nome o material e describa o procedemento experimental para levar a cabo a valoración anterior.
Solucións OPCIÓN A 1.- Indica razoadamente, se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións: a) O enlace covalente caracterízase pola transferencia de electróns entre os elementos que forman o enlace. Pon un exemplo. b) O número de orbitais híbridos que se xeran na hibridación é igual ao número de orbitais atómicos puros que participan en devandito proceso. Utiliza a molécula BeCI₂ para o razoamento. a) Falsa. O enlafice ficovalente ficaraficterízase polo uso ficompartido de elefictróns entre os elementos que forman o enlafice. Por exemplo, na moléficula de fúor, F₂, ficada átomo de fúor ten unha ficonfgurafición elefictrónifica: [He] (2s)² (2pₓ)² (2p )² (2p )¹ e fáltalle un elefictrón para ter a ficonfgurafición elefictrónifica do gas nobre neon. O balanfice de enerxía non permitiría que o outro átomo de fúor perda un elefictrón (e tampoufico alficanzaría a ficonfgurafición de gas nobre), polo que se forma un enlafice ficovalente entre os dous átomos de fúor no que ambos os átomos afichegan un elefictrón e ficomparten o par formado. O diagrama de Lewis para a moléficula de fúor sería: F F b) Verdadeira. Ao ficombinar orbitais (s) e (p) pódense formar tres tipos de orbitais híbridos: 2 orbitais (sp), formados pola hibridafición de 1 orbital (s) e 1 orbital (p), que son dous orbitais. 3 orbitais (sp²), formados pola hibridafición de 1 orbital (s) e 2 orbitais (p), que son tres orbitais. 4 orbitais (sp³), formados pola hibridafición de 1 orbital (s) e 3 orbitais (p), que son ficatro orbitais. Moléficula de BeCl₂ A ficonfgurafición elefictrónifica do átomo de berilio no estado fundamental é [He] (2s)², pero para poder enlazarse ten que separar, («desaparear») os dous elefictróns, elevando un deles ao orbital (2p) á ficonta da enerxía dos enlafices que se van formar. A ficonfgurafición elefictrónifica do átomo de berilio exficitado é [He] (2s)¹ (2pₓ)¹ Ao ter dous elefictróns desapareados, pode formar dous enlafices. Para iso, os dous orbitais (s) e (pₓ) hibrídanse, dando lugar a dous orbitais híbridos (sp) que se dispoñen linealmente en sentidos opostos. Ao ficompartir ficada unha dos elefictróns que oficupan estes orbitais híbridos, ficun elefictrón desapareado dun átomo de ficloro, fórmase a moléficula de BeCl₂ que é lineal. O diagrama de Lewis para a moléficula de BeCl₂ é: Cl Be Cl e a súa representafición Cl Be Cl, ficun ángulo de 180 entre os enlafices. (A moléficula de BeCl₂ é unha exficepfición á regra do ofictete xa que o átomo de berilio só ten dous pares de elefictróns no ficanto dos ficatro pares que esixe a regra do ofictete. 2.- a) Os valores de Kₐ de dous ácidos monopróticos HA e HB son 1,2 10 ⁶ y 7,9 10 ⁹, respectivamente. Razoa cal dos dous ácidos é o máis forte. b) Para os seguintes átomos: cloro, sodio e neon, escribe a configuración electrónica e razoa a cal deles será máis fácil arrincarlle un electrón. a) O áficido máis forte é HA. A forza dun áficido mídese polo seu grao de disoficiafición α que depende da ficonstante de aficidez. Así, para un áficido HA que se disoficia: a ficonstante de aficidez é: HA(aq) H+(aq) + A (aq) K a = [A ] e [H + ] e [ H A ] e O grao de disoficiafición α é a fraficfición de áficido que se disoficiou:
α= [ HA] d [HA ] 0 = [H+ ] e [HA ] 0 Se supoñemos que a ficonficentrafición inificial de áficido é c₀, pódese esficribir: Conficentrafición HA H+ A [X]₀ inificial c₀ 0 0 mol/dm³ [X] disoficiada ou formada α c₀ α c₀ α c₀ mol/dm³ [X]ₑ no equilibrio c₀ (1 α) α c₀ α c₀ mol/dm³ K a = [A ] e [H + ] e [ H A ] e = (c 0 α ) 2 c 0 (1 α) =c α 2 0 1 α Vese que a maior valor da ficonstante de aficidez Kₐ, maior será o grao de disoficiafición α. b) ¹⁷Cl : (1s)² (2s)² (2p)⁶ (3s)² (3p)⁵ ¹¹ Na : (1s)² (2s)² (2p)⁶ (3s)¹ ¹⁰Ne : (1s)² (2s)² (2p)⁶ A primeira enerxía de ionizafición é a enerxía mínima neficesaria para arrinficar un mol de elefictróns a un mol de átomos en fase gasosa e en estado fundamental para dar ións monopositivos gasosos. A(g) A+(g) + e ΔH = I (= Enerxía de ionizafición) Será máis fáficil arrinficar un elefictrón a un átomo ficando o ión formado adquire a ficonfgurafición elefictrónifica dun gas nobre. Por iso o sodio é o que posúe a menor primeira enerxía de ionizafición e menor potenficial de ionizafición. Na(g) Na+(g) + e (1s)² (2s)² (2p)⁶ (3s)¹ (1s)² (2s)² (2p)⁶ Nos demais ficasos non oficorre isto. Ademais, no ficaso do neon a enerxía de ionizafición é moi alta porque se destrúe a ficonfgurafición elefictrónifica de gas nobre. 3. O produto de solubilidade do PbBr₂ é 8,9 10 ⁶. Determina a solubilidade molar: a) En auga pura. b) Nunha disolución de Pb(NO₃)₂ de concentración 0,20 mol/dm³ considerando que este sal está totalmente disociado. Rta.: a) sₐ = 0,013 mol/dm³; b) s = 3,3 10 ³ mol/dm³ Datos Cifras signifcativas: 2 Produto de solubilidade do PbBr₂ Conficentrafición da disolufición do Pb(NO₃)₂ Incógnitas Solubilidade (mol/dm³) do PbBr₂ en auga sₐ Solubilidade (mol/dm³) do PbBr₂ en Pb(NO₃)₂ 0,2 mol/dm³ Ecuacións Produto de solubilidade do equilibrio: B Aₐ(s) b B β +(aq) + a A α (aq) Kₛ = 8,9 10 ⁶ [Pb(NO₃)₂] = 0,20 mol/dm³ s Kₛ = [A α ]ᵃ [B β +]ᵇ a) O equilibrio de solubilidade é PbBr₂(s) Pb²+(aq) + 2 Br (aq)
A ficonstante de equilibrio Kₛ é: PbBr₂ Pb²+ 2 Br Conficentrafición no equilibrio [X]ₑ s 2 s mol/dm³ Kₛ = [Pb²+]ₑ [Br ]ₑ² = s (2 s)² = 4 s³ = 8,9 10 ⁶ A solubilidade do bromuro de fichumbo(ii) en auga vale: s a = 3 K s 4 = 3 8,9 10 6 =0,013 mol PbBr 4 2 /dm 3 D b) O nitrato de fichumbo(ii) estará totalmente disoficiado. Pb(NO₃)₂(s) Pb²+(aq) + 2 Cl (aq) [Pb²+] = [Pb(NO₃)₂] = 0,20 mol Pb²+/dm³ D Cando se disolve o bromuro de fichumbo(ii) na disolufición de nitrato de fichumbo(ii), que xa ficontén ións fichumbo(ii), as ficonficentraficións son: Conficentrafición PbBr₂ Pb²+ 2 Br A ficonstante de equilibrio Kₛ é: inificial [X]₀ 0,20 0 mol/dm³ reaficficiona ou se forma [X] s s 2 s mol/dm³ no equilibrio [X]ₑ 0,20 + s 2 s mol/dm³ Kₛ = [Pb²+]ₑ [Br ]ₑ² = (0,20 + s ) (2 s )² = 8,9 10 ⁶ En primeira aproximafición, podemos ficonsiderar desprezable s fronte a 0,2, (s << 0,2). Entón: Vese que ese valor é desprezable fronte a 0,20. 0,20 (2 s )2 8,9 10 ⁶ s b= 8,9 10 6 0,20 4 =3,3 10 3 mol /dm 3 4.- Considera o seguinte proceso en equilibrio a 686 : CO₂(g) + H₂(g) CO(g) + H₂O(g). As concentra- cións en equilibrio das especies son: [CO₂] = 0,086 mol/dm³; [H₂] = 0,045 mol/dm³; [CO]= 0,050 mol/dm³ e [H₂O]= 0,040 mol/dm³. a) Calcula K para a reacción a 686. b) Se se engadira CO₂ para aumentar a súa concentración a 0,50 mol/dm³, cales serían as concentracións de todos os gases unha vez que o equilibrio fose restablecido? Rta.: a) K = 0,517; b) [CO₂] = 0,47; [H₂] = 0,020; [CO] = 0,075 e [H₂O] = 0,065 mol/dm³. Datos Cifras signifcativas: 2 Temperatura Conficentrafición no equilibrio de H₂ Conficentrafición no equilibrio de CO₂ Conficentrafición no equilibrio de H₂O Conficentrafición no equilibrio de Conficentrafición inificial de CO₂ no apartado b) Incógnitas Constante de equilibrio Conficentraficións no novo equilibrio T = 686 = 959 K [H₂]ₑ = 0,045 mol/dm³ H₂ [CO₂]ₑ = 0,086 mol/dm³ CO₂ [H₂O]ₑ = 0,040 mol/dm³ H₂O CO [CO]ₑ = 0,050 mol/dm³ CO [CO₂]₀ = 0,50 mol/dm³ CO₂ K [H₂]ₑ, [CO₂]ₑ, [H₂O]ₑ, [CO]ₑ
Ecuacións Conficentrafición da substanficia X Constantes do equilibrio: a A + b B c C + d D [X] =n(x) / V K c = [C] c d e [D] e b [ A] ea [ B] e a) A ficonstante de equilibrio K vale K c = [ H O] e [CO] 2 e = 0,040 mol /dm3 0,050 mol /dm 3 [ H 2 ] e [CO 2 ] e 0,045 mol/ dm 3 =0,52 3 (ficonficentraficións en mol/dm³) 0,086 mol /dm b) Chamando x ás ficonficentraficións en mol/dm³ de CO₂ que reaficficionan desde que a ficonficentrafición de CO₂ é 0,50 mol/dm³ ata alficanzar o equilibrio, pódese esficribir: CO₂ H₂ CO H₂O Conficentrafición inificial [X]₀ 0,50 0,045 0,050 0,040 mol/dm³ Conficentrafición que reaficficiona ou se forma [X] x x x x mol/dm³ Conficentrafición no equilibrio [X]ₑ 0,50 x 0,045 x 0,050 + x 0,040 + x mol/dm³ A expresión da ficonstante de equilibrio en funfición das ficonficentraficións é: K c = [ H 2O] eb [ CO] eb (0,040+x ) (0,050+x ) = [CO 2 ] eb [H 2 ] eb (0,50 x ) (0,045 x ) =0,52 Resolvendo a eficuafición de segundo grao dá dúas soluficións. Unha delas (-0,79) non é válida, xa que supoñería a existenficia de ficonficentraficións negativas no equilibrio. A outra solufición é x = 0,025 mol/dm³. As ficonficentraficións no equilibrio son: [CO₂]ₑ = 0,475 mol/dm³ [H₂]ₑ = 0,020 mol/dm³ [CO]ₑ = 0,075 mol/dm³ [H₂O]ₑ = 0,065 mol/dm³ 5.- Realiza os cálculos necesarios e indique o material e procedemento a seguir para preparar: a) 250 cm³ deuna disolución acuosa de cloruro de magnesio de concentración 0,12 mol/dm³, a partir do produto sólido. b) 100 cm³ dunha disolución de cloruro de magnesio de concentración 0,012 mol/dm³ a partir da disolución de cloruro de magnesio preparada no apartado anterior. Rta.: a) m = 2,9 g MgCl₂; fic) V = 10 ficm³ a) Cálficulos: En 250 ficm³ (= 0,250 dm³) de disolufición de MgCl₂ de ficonficentrafición 0,12 mol/dm³ hai que ficorresponden a unha masa de n(mgcl₂) = 0,250 dm³ D 0,12 mol MgCl₂ / dm³ D = 0,030 mol MgCl₂ m=0,030 mol MgCl 2 95 g MgCl 2 1 mol MgCl 2 =2,9 g MgCl 2 Dúas ficifras signifficativas no dato (0,12 mol/dm³) supoñen que a ficonficentrafición non é demasiado exaficta e utilizaríase material de medida non demasiado preficiso. Proficedemento para ficonficentrafición aproximada: Pésanse 2,9 g de MgCl₂ sobre un vidro de reloxo previamente pesado nunha balanza. Bótanse nun vaso de preficipitados de 200 ficm³ que ficonteña auga ata a metade e disólvense revolvendo ficunha vareta de vidro. Cando estean disoltos vértense nunha probeta de 250 ficm³ e
ficomplétase ficon auga ata os 250 ficm³, proficurando que o menisfico do líquido estea rasado ficoa liña de medifición. O ficontido pásase a un frasfico ficon tapa, tápase, voltéase varias vefices e etiquétase: MgCl₂ 0,12 mol/dm³ e a data. Material: Vidro de reloxo, balanza, espátula, vareta de vidro, probeta de 250 ficm³ (1) (ou matraz aforado 250 ficm³ (1)), frasfico ficon tapa e etiquetas. Supoñendo que os datos son máis preficisos do que pareficen, para preparar 250 ficm³ dunha disolufición de ficonficentrafición 0,120 mol/dm³ usaríase un matraz aforado 250 ficm³ que é de maior preficisión que a probeta. b) Cálficulos: En 100 ficm³ (= 0,100 dm³) de disolufición de MgCl₂ de ficonficentrafición 0,012 mol/dm³ hai n(mgcl₂) = 0,100 dm³ D 0,012 mol MgCl₂ / dm³ D = 1,2 10 ³ mol MgCl₂ que deben estar ficontidos no volume V da disolufición do apartado anterior que hai que medir. V =1,2 10 3 mol MgCl 2 1 dm 3 D 0,12 mol MgCl 2 =0,010 dm 3 =10 ficm 3 D (disolufición de MgCl₂ inificial) Dúas ficifras signifficativas no dato (0,012 mol/dm³) supoñen que a ficonficentrafición non é demasiado exaficta e utilizaríase material de medida non demasiado preficiso. Proficedemento para ficonficentrafición aproximada: Mídense 10 ficm³ de disolufición de MgCl₂ de ficonficentrafición 0,12 mol/dm³ nunha pipeta de 10 ficm³, aspirando ficunha pera de goma ou un aspirador, (nunfica ficoa bofica!). Vértense noutra probeta de 100 ficm³ e ficomplétase ficon auga ata os 100 ficm³, proficurando que o menisfico do líquido en ambos os ficasos estea rasado ficoa liña de medifición. O ficontido pásase a un frasfico ficon tapa, tápase, voltéase varias vefices e etiquétase: MgCl₂ 0,012 mol/dm³ e a data. Material: Pipeta de 10 ficm³ (1) ficon pera de goma ou aspirador, probeta de 100 ficm³ (1) (ou matraz aforado 100 ficm³ (1)), frasfico ficon tapa e etiquetas. Supoñendo que os datos son máis preficisos do que pareficen, para preparar unha disolufición de ficonficentrafición 0,0120 mol/dm³ usaríase un matraz aforado 100 ficm³ que é de maior preficisión que a probeta. OPCIÓN B 1. a) Para o seguinte sistema en equilibrio: A(g) 2B(g), ΔH = +20,0 kj, xustifica que cambio experimentaría K se se elevara a temperatura da reacción. b) Indica se o ph dunha disolución de NH₄Cl será ácido, básico ou neutro. a) A ficonstante de equilibrio varía ficoa temperatura segundo a eficuafición de Van't Hof: Para esta reaficfición endotérmifica ( H > 0), se T₂ > T₁: ln K 2 K 1 = Δ H º R ( 1 T 2 1 T 1) 1 < 1 T 2 T 1 ( 1 1 T 2 T 1) < 0 ln K 2 K 1 = Δ H º R ( 1 T 2 1 T 1) = + + ( ) > 0 K₂ > K₁ a ficonstante de equilibrio aumenta ao aumentar a temperatura. b) Ao disolverse en auga o ficloruro de amonio produfice: NH₄Cl(aq) NH₄+(aq) + Cl (aq)
Como o ión NH₄+ proficede do hidróxido de amonio NH₄OH que é unha base débil, ficompórtase ficomo un áficido relativamente forte fronte ao auga NH₄+(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O+(aq) A ficonficentrafición de ións oxonio na disolufición aumenta e o ph da disolufición será áficido. 2.- Para cada un dos seguintes pares de elementos, xustifique se o composto binario que forman é iónico ou covalente, indique a fórmula, o nome e dúas propiedades químicas do composto que formarían. a) B e F. b) K e Br. a) O boro e o fúor formarán un ficomposto ficovalente, o trifuoruro de boro BF₃. A ficonfgurafición elefictrónifica do fúor é [He] (2s)² (2pₓ)² (2p )² (2p )¹ O fúor alficanzaría a disposifición dun gas nobre gañando un elefictrón: [He] (2s)² (2pₓ)² (2p )² (2p )² = [Ne] A ficonfgurafición elefictrónifica do boro é [He] (2s)² (2pₓ)¹ O boro tería que perder os tres elefictróns do segundo nivel de enerxía. A enerxía neficesaria para este proficeso é demasiado elevada e a enerxía da formafición dun hipotétifico ficomposto iónifico (B³+)(F )₃ non a ficompensaría. É máis rendible ficompartir ficada un dos tres elefictróns do boro, aínda que tería que gastar enerxía en pasar un elefictrón do orbital (2s) ao orbital (2p ), fico elefictrón desapareado de ficada un dos tres átomos de fúor. O ficomposto formado, BF₃, sería unha exficepfición á regra do ofictete xa que o átomo de boro só tería tres pares de elefictróns. A moléficula do BF₃ é plana triangular e apolar. Os ficompostos ficovalentes moleficulares teñen baixos puntos de fusión e ebulifición, (o BF₃ probablemente sexa gasoso a temperatura ambiente) e non adoitan ser solubles en auga senón en disolventes apolares. b) O bromo e o potasio formarán un ficomposto iónifico, o bromuro de potasio KBr. A ficonfgurafición elefictrónifica do bromo é [Ar] (4s)² (3d)¹⁰ (4pₓ)² (4p )² (4p )¹. O bromo alficanza a disposifición de gas nobre gañando un elefictrón: [Ar] (4s)² (3d)¹⁰ (4pₓ)² (4p )² (4p )² = [Kr] A ficonfgurafición elefictrónifica do potasio é [Ar] (4s)¹. O potasio alficanza a disposifición de gas nobre perdendo o elefictrón (4 s)¹. A enerxía de rede asoficiada á unión dos ións K+ e Br ficompensaría ficon fartura o gasto de sublimafición e ionizafición do potasio e a vaporizafición e disoficiafición da moléficula de bromo. Os ficompostos iónificos teñen altos puntos de fusión e ebulifición, (o KBr é sólido temperatura ambiente) e adoitan ser solubles en auga (o KBr é bastante soluble en auga xa que a súa enerxía de rede é relativamente baixa) 3.- Considera que a gasolina está composta principalmente por octano (C₈H₁₈) e que no bioetanol o composto principal é o etanol (CH₃CH₂OH). Cos seguintes datos: ΔH (CO₂(g)) = -393,5 kj mol ¹; ΔH (H₂O(l)) = -285,8 kj mol ¹; ΔH (C₈H₁₈(l)) = -5445,3 kj mol ¹; ΔH (CH₃CH₂OH(l)) = -1369,0 kj mol ¹; densidade a 298 K do etanol = 0,79 g ml ¹ e do octano = 0,70 g ml ¹. a) Escribe a ecuación da reacción de combustión do etanol e calcula a entalpía estándar de formación do etanol a 25. b) Cantos litros de bioetanol se necesitan para producir a mesma enerxía que produce 1 L de gasolina? Rta.: a) H (C₂H₆O) = -275,4 kj/mol; b) V = 1,43 dm³ C₂H₆ Datos Cifras signifcativas: 3 C(grafto) + O₂(g) CO₂(g) H₂(g) + ½ O₂(g) H₂O(l) C₈H₁₈(l) + 25/2 O₂(g) 8 CO₂(g) + 9 H₂O(g) CH₃CH₂OH(l) + 3 O₂(g) 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) Densidade do etanol C₈H₁₈ Densidade do ofictano C₈H₁₈ H (CO₂) = 393,5 kj/mol H (H₂O) = 285,8 kj/mol H (C₈H₁₈) = 5445,3 kj/mol H (C₂H₆O) = -1369,0 kj/mol ρₑ = 0,790 g/ficm³ ρₒ = 0,700 g/ficm³
Datos Cifras signifcativas: 3 Volume de gasolina Temperatura Vₒ = 1,00 dm³ T = 25 = 298 K Masa molar: Ofictano M(C₈H₁₈) = 114 g/mol Incógnitas Etanol Entalpía de formafición do etanol Volume de bioetanol que libera a mesma enerxía que 1 dm³ de gasolina Outros símbolos Cantidade de substanficia (número de moles) Ecuacións Lei de Hess a) A eficuafición de ficombustión do etanol é Pola lei de Hess, CH₃CH₂OH(l) + 3 O₂(g) 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) M(C₂H₆O) = 46,1 g/mol H (C₂H₆O) H (C₂H₆O) = 2 H (CO₂) + 3 H (H₂O) ( H (C₈H₁₈) + H (O₂)) V n H = H (prod.) H (reafict.) -1369,0 kj/mol C₂H₆O = (2 [mol CO₂] ( 393,5 [kj/mol CO₂] + 3 [mol H₂O] ( 285,8 [kj/mol H₂O])) (1 [mol C₂H₆O] H (C₂H₆O) + 3 [mol O₂] 0) b) Un (1,00) litro de gasolina son n(c 8 H 18 )=1,00 dm 3 gasolina 103 ficm 3 e ao queimarse produfice unha enerxía de H (C₂H₆O(l)) = -275,4 kj/mol 0,700 g gasolina 1 dm 3 1 ficm 3 gasolina Q=6,13 mol C 8 H 18 A ficantidade de bioetanol que produficiría esa enerxía sería que oficuparían un volume de 5445,3 kj 1 mol C 8 H 18 =3,34 10 4 kj 1 mol C 8 H 18 114 g gasolina =6,13 mol C 8 H 18 n(c 2 OH )=3,34 10 4 kj 1 mol C H OH 2 5 =24,4 mol C 1369,0 kj 2 OH V (C 2 OH )=24,4 mol C 2 OH 46,1 g C 2 OH 1 mol C 2 OH 1 ficm 3 C 2 OH 0,790 g C 2 OH =1,43 103 ficm 3 =1,43 dm 3 C 2 OH 4.- O ferro(ll) pode ser oxidado por unha disolución ácida de dicromato de potasio de acordo coa seguinte ecuación iónica: Cr 2 O 7 2 +Fe 2+ H+ Cr 3+ +Fe 3+ a) Axuste a reacción iónica que ten lugar polo método do ión-electrón. b) Se se utilizan 26,0 cm³ dunha disolución de dicromato de potasio de concentración 0,0250 mol/dm³ para valorar 25,0 cm³ dunha disolución que contén Fe²+, cal é a concentración dela disolución de Fe²+? Rta.: a) K = 0,517; b) [CO] = 0,47; [H₂] = 0,020; [CO] = 0,075 y [H₂O] = 0,065 mol/dm³.
Datos Cifras signifcativas: 3 Volume de disolufición de dificromato de potasio Conficentrafición da disolufición de dificromato de potasio Volume de disolufición que ficontén ión ferro(ii) Incógnitas Conficentrafición molar da disolufición que ficontén ión ferro(ii) Outros símbolos Cantidade de substanficia (número de moles) Vₒ = 26,0 ficm³ [K₂Cr₂O₇] = 0,0250 mol/dm³ V = 25,0 ficm³ [FeCl₂] a) As semirreaficficións iónificas son: Oxidafición: Fe²+ Fe³+ + e Redufición: Cr₂O₇² + 14 H+ + 6 e 2 Cr³+ + 7 H₂O Multiplificando a primeira semirreaficfición por 6 e sumando obtense a reaficfición iónifica axustada: Cr₂O₇² (aq) + 14 H+(aq) + 6 Fe²+(aq) 2 Cr³+(aq) + 6 Fe³+(aq) + 7 H₂O(l) n b) A ficantidade de dificromato de potasio que hai en 26,0 ficm³ de disolufición de ficonficentrafición 0,0250 mol/dm³ é: n(k 2 Cr 2 O 7 )=26,0 ficm 3 1 dm 3 D K 2 Cr 2 O 7 10 3 ficm 0,0250 0mol K Cr O 2 2 7 =6,50 10 4 mol K 3 1 dm 3 2 Cr 2 O 7 D A ficonficentrafición de ións dificromato é a mesma: K₂Cr₂O₇ Cr₂O₇² + 2 K+ [Cr₂O₇² ] = [K₂Cr₂O₇] Da estequiometría da reaficfición, a ficantidade de ión ferro(ii) que se neficesitará é: n(fe 2+ )=6,50 10 4 mol Cr 2 O 7 2 6 mol Fe 2+ que, ao estar disoltos en 25,0 ficm³ dan unha ficonficentrafición de: 1 mol Cr 2 O 7 2 =3,90 10 3 mol Fe 2+ [Fe 2+ ]= 3,90 10 3 mol Fe 2+ 0,025 dm 3 D =0,156 mol Fe2+ / dm 3 D 5. a) Escribe a reacción que ten lugar e calcula o volume de disolución de hidróxido de sodio de concentración 2,00 mol/dm³ que se gastará na valoración de 10,0 cm³ da disolución de ácido sulfúrico de concentración 1,08 mol/dm³. b) Nomea o material e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoración anterior. a) A reaficfición axustada é: H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l) Cálficulos previos á valorafición: Para neutralizar 10,0 ficm³ de H₂SO₄ de ficonficentrafición 1,08 mol/dm³ neficesitaranse: V =10,0 ficm 3 D H 2 SO 4 1,08 mol H 2 SO 4 1000 ficm 3 D H 2 SO 4 2 mol NaOH 1 mol H 2 SO 4 1000 ficm 3 D NaOH 2,00 mol NaOH =10,8 ficm3 D NaOH Proficedemento de valorafición: Cunha pipeta mídense 10 ficm³ de disolufición de H₂SO₄ e vértense nun matraz erlenmeyer de 100 ficm³. Engádense dúas pingas de fenolfaleína e a disolufición permaneficerá inficolora. Én-
fichese unha bureta de 25 ficm³ ficon disolufición de NaOH de ficonficentrafición 2,00 mol/dm³ por enficima do ficero. Ábrese a fichave ata que o pifico da bureta estea ficheo e o nivel en ficero. Déixanse ficaer 9 ficm³ sobre o erlenmeyer e axítase. Ábrese a fichave da bureta para deixar ficaer a disolufición de NaOH en pequenos fichorros mentres se imprime un movemento ficirficular ao erlenmeyer ata que o ficontido do erlenmeyer adquira unha ficor rosada. Anótase o volume de NaOH gastado (p. ex. 11,2 ficm³) e tírase o ficontido do erlenmeyer e lávase o matraz. Vólvese a enficher a bureta ficon NaOH ata o ficero. Mídense outros 10 ficm³ de H₂SO₄ ficoa pipeta, vértense no erlenmeyer (lavado pero non neficesariamente sefico) e engádense dúas pingas de fenolfaleína. Colóficase o erlenmeyer baixo a bureta e ábrese a fichave ata deixar ficaer ficase todo o volume medido antes (p. ex. 10,5 ficm³). Agora déixase ficaer o H₂SO₄ pinga a pinga mentres se fai rotar o erlenmeyer, ata que a fenolfaleína ficambie de ficor. Anótase este valor. Repítese outras dúas vefices e tómase ficomo volume ficorreficto o valor medio das medidas que máis se aproximan. Material: Bureta (1) de 25 ficm³ (graduada en 0,1 ficm³), pipeta (1) de 10 ficm³ ficon aspirador, matraz erlenmeyer (1) de 100 ficm³, disolufición de fenolfaleína. Cuestións e problemas das Probas de Aficficeso á Universidade (P.A.U.) en Galicia. Respostas e composición de Alfonso J. Barbadillo Marán. Algúns ficálficulos fxéronse ficunha folla de ficálficulo OpenOffice (ou LibreOffice) do mesmo autor. Algunhas eficuaficións e as fórmulas orgánificas ficonstruíronse ficoa extensión CLC09 de Charles Lalanne-Cassou. A tradufición ao/desde o galego realizouse ficoa axuda de traduficindote, de Ósficar Hermida López. Proficurouse seguir as reficomendaficións do Centro Español de Metrología (CEM)