Química y Sociedad (QUI 010) Certamen 3 (2 semestre 2020) 1. Se tiene una solución de HNO3 a una concentración de 0,056 [mol/L] ¿Cuál es el pH de esa solución? a. 1,25 b. 1,00 c. -1,25 d. 2,88 e. 0,25 4. La codeína o metilmorfina es un derivado del opio y sirve para tratar la tos. Este compuesto tiene una Kb de 1,59*10-9 ¿Cuál es el pH de una solución acuosa de codeína 1,0*10-3 M? Datos: Kw= 1*10-14 a. 8,45 b. 9,95 c. 5,89 2. A un recipiente que contiene exactamente 250 [mL] de una solución de KOH 0,05 M se le agrega agua hasta completar un volumen final de 2 [L] ¿Cuál es la concentración molar de iones H3O+ en la solución resultante? Datos: Kw=1*10-14 d. Ninguna es correcta e. 7,00 5. Las vitaminas son sustancias químicas que aportan nutrientes importantes a nuestro organismo. Se tienen las siguientes vitaminas detalladas en la tabla, disueltas en agua en igual concentración, y cada una en su propio recipiente: a. 1,60*10-12 b. 2,20 Vitamina Nombre Ka c. 2,00*10-13 Vitamina C ácido ascórbico 7,9*10-5 d. 1,80*10-12 Vitamina B2 riboflavina 1,4*10-7 e. 11,8 Vitamina B7 biotina 9,7*10-3 Vitamina B12 cobalamina 2,5*10-3 3. Se disolvió cierta cantidad de la sal acetato de potasio (NaCH3COO) en un volumen de 2 [L] de agua. El pH de la solución resultante fue 8,5 ¿Cuántos gramos de la sal se disolvieron? ¿Cuál de esas soluciones genera una mayor concentración de H3O+? Datos: a. Todas generan la misma cantidad de iones H3O+ P.M (NaCH3COO) = 82,20 [g/mol] b. Vitamina B2 Ka CH3COOH= 1,8*10-5 c. Vitamina B7 Kw= 1*10-14 d. Vitamina C e. Vitamina B12 a. Ninguna es correcta b. 17,68 [g] c. 0,0019 [g] d. 35,35 [g] e. 2,96 [g] 6. Uno de los componentes en las baterías de "plomo y ácido" usada en los automóviles es una solución con electrolitos y ácido sulfúrico. Una muestra de 200 [mL] de esta solución electrolítica tiene un pH de 1,6 ¿Cuál es la concentración del ion hidronio [H3O+] en esa muestra? Datos: Kw = 1*10-14 a. 0,251 M b. No puede determinarse, ya que se necesitan los valores de Ka del ácido sulfúrico c. 1,6*10-1 M d. 1,6 M 9. En una industria química se necesita neutralizar hasta pH = 7,0 el contenido de un estanque que contiene 10,0 [L] de Ca(OH)2 0,20 M. Se analizan las siguientes alternativas: i) Agregar 8,0 [L] de una solución de HNO3 0,5 M ii) Agregar 1,6 [L] de una solución de HCl 2,5 M -2 e. 2,51*10 M iii) Agregar 5,0 [L] de una solución de HNO2 0,80 M Datos: 7. ¿Cuál de las siguientes alternativas describe mejor la característica de una solución acuosa que contiene la sal bromato de potasio (KBrO3)? Datos: Ka HNO2 = 4,5*10-4 Kw = 1,0*10-14 ¿Cual(es) alternativas logran el objetivo propuesto? Ka HBrO3 1,8*10-3 Kw 1*10-14 a. i, ii y iii b. sólo i y ii a. Neutra o básica, dependiendo de su concentración c. sólo ii y iii b. Básica d. sólo ii c. Neutra e. sólo i d. Muy ácida e. Levemente ácida 10. Se fabrica la siguiente celda galvánica: 8. Se tienen las siguientes aseveraciones: i) Una solución A que está preparada con HF 0,10 M y con la sal NaF 0,15 M resiste cambios bruscos de pH cuando se le adicione una pequeña cantidad de ácido fuerte Fe+2(ac) (0,20 M)/ Fe+3(ac) (0,10M)/Pt (s) // Cu (s) /Cu+2 (ac) (0,05M) Datos : Fe+3 + e- ↔ Fe+2 e°= 0,771 [V] Cu+2 + 2e- ↔ Cu(s) e°= 0,340 [V] ii) La solución A tendrá un pH inferior a 7,0 iii) Podemos preparar un buffer mezclando en un mismo recipiente una solución de la sal NaNO2 con otra solución de HNO3 iv) En todas las soluciones buffer se cumple que [OH-]= [H3O+] Datos: Ka HF 7,2*10-4 Ka HNO2 4,5*10-4 Kw 1,0*10-14 Entonces el potencial inicial de la celda es : a. 0,431 [V] b. 0,452 [V] c. 0,472 [V] Las aseveraciones correctas son: a. sólo i, ii y iv b. Todas son correctas c. sólo i, ii y iii d. sólo i y ii e. sólo i d. 0,00 [V[ e. 0,410 [V 11. Se construye la siguiente pila: 13. Se tiene la siguiente pila galvánica, donde ocurre una reacción espontánea: Ag(s)/Ag+ (0,2 M) // Au+3(z M)/Au(s) Pt(s) / ClO4- (0,8 M), H+ (1 M), ClO3- (1,2 M) // Fe+3 (1,4 M),Fe+2 (1 M)/Pt(s) Datos: Datos: El potencial inicial al momento de conectar ambos electrodos es exactamente 0,725 [V], por lo tanto, la concentración inicial (z) del electrolito Au+3 es: a. 0,20 M a. Keq=1,00 y la reacción forma productos y reactivos con la misma tendencia b. 3,72 M b. Keq= 1,63*1026 y la reacción tiene una alta tendencia a formar productos c. 0,15 M d. 0,0043 M e. No puede proporcionados Determine la constante de equilibrio de la reacción que ocurre dentro de la pila y señale la alternativa correcta determinarse con los datos c. Keq= 1,63*1014 y la reacción tiene una alta tendencia a formar productos d. Keq= 6,12*10-15 y la reacción tiene una baja tendencia a formar productos 12. Con respecto a la siguiente celda galvánica: e. Ninguna es correcta Fe+2(ac) (0,20 M), Fe+3(ac) (0,10 M)/Pt (s) // Cu (s) /Cu+2 (ac) (0,02M) Datos : Fe+3 + e- ↔ Fe+2 e°= 0,771 [V] 14. Se tiene la celda galvánica Cu+2 + 2e- ↔ Cu(s) e°= 0,340 [V] Al(s)/Al+3(ac) (X M) // Cu+2(ac) (Y M)/Cu (s) representada en la siguiente figura: Se afirma correctamente que : a. Esta pila corresponde a una celda de concentración ya que hay distintas concentraciones de los electrolitos en las semiceldas b. Al finalizar la reacción redox, el electrodo de cobre (Cu(s)) habrá perdido masa c. El cobre (Cu(s)) actúa como un electrodo inerte, ya que sólo capta electrones d. El potencial final de la celda será 0,431 [V] e. El platino (Pt) actúa como un electrodo activo (ánodo) y se oxida Datos: Al+3 + 3e- ↔ Al(s) Cu+2 + 2e- ↔ Cu(s) °= -1,66 [V] °= 0,34 [V] Se realizan las siguientes aseveraciones: i) Los electrones fluyen del vaso A al vaso B Respuestas: Pregunta ii) Los electrones fluyen a través de la conexión mostrada en C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 iii) El potencial marcado en el voltímetro D indica que la concentración de ambos electrolitos puede ser 1 M iv) La reacción óxido-reducción en la celda ya alcanzó el equilibrio Son correctas a. sólo i y iii b. sólo i, ii y iii c. sólo i, iii y iv d. sólo iv e. ninguna es correcta 15. Una celda voltaica está basada en la reacción entre el catión Eu+3 y el Cd (s) según: Este Certamen contaba con 20 preguntas, de las cuales 4 preguntas correspondían a lecturas, las cuales cambian semestre a semestre. Hemos mostrado solamente las 16 preguntas correspondientes a los Capítulos 6-7 Avs/lv 2020 3Eu+3 (ac) + Cd (s) ↔ 3Eu+2 (ac) + Cd+2 (ac) Se determina que el potencial estándar de esta celda es 0,62 [V] y sabiendo que el potencial estándar de la semicelda para la reacción Cd+2 + 2e- ↔ Cd(s) es igual a –0,40 [V], Entonces el potencial estándar de la semicelda para la reacción Eu+3 + e- ↔ Eu+2 es: a. -1,02 [V] b. 1,02 [V] c. 0,48 [V] d. -0,22 [V] e. 0,22 [V] 16. Indique cuál de las siguientes aseveraciones es correcta: a. En las celdas de concentración, el ánodo siempre corresponde al electrodo inmerso en la solución de electrolito de mayor concentración b. En las celdas electrolíticas siempre se producen gases, al menos en uno de los electrodos c. El valor del potencial inicial de una celda de concentración siempre es 0,00 [V] d. El voltaje inicial de una celda galvánica siempre es igual al Δε° e. En una celda galvánica, el electrodo que actúa como ánodo (y es activo) pierde masa Alternativa correcta a. a. e. d. c. e. b. d. b. b. c. b. c. a. e. e.