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Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Química Química y Sociedad QUI - 010 Certamen 3 Casa Central (10 Diciembre año 2008) Forma A Nombre:............................................................................Rol USM............................................. Profesor:...........................................................................Paralelo............................................. 1. La concentración de iones [OH-] en una solución acuosa 0,2 M de hipoclorito de sodio (NaClO) es: a. b. c. d. e.

2,14*10-5 2,23*10-4 3,52*10-6 2,41*10-4 6,53*10-7

M M M M M

2. Se mezclan 3,0 [L] de una solución 0,5 M de HClO con 5,0 [L] de una solución 0,4 M de NaClO. El pOH de la solución final es: a. b. c. d. e.

6.0 4.8 6,4 5.6 7.8

3. Se plantean las siguientes afirmaciones: I. La base conjugada del H2O es OHII. El ácido conjugado del H2O es H3O+ III. La base conjugada del H2PO4- es HPO4-2 IV. El ácido conjugado del HPO4-2 es PO4-3 Son correctas las siguientes afirmaciones: a. b. c. d. e.

I, II y III I, III, y IV II, III, y IV I y III II y IV

4. Indique la aseveración incorrecta: a. La sangre generalmente tiene un pH 7,4 lo que corresponde a una concentración de [H3O+] de 3,98*10-8 M b. Una solución 0,2 M de HCl tiene un pH = 0,7 c. Una solución de amoníaco 0,20 M que está ionizada en un 4% tiene un valor de pOH = 2,10 d. El pH de una solución 0,15 M de NaOH es 13,18 e. Una solución que tiene un pH = 4,69 tiene una concentración de [H3O+] = 2,04*10-5M 5. En 500 [mL] de solución acuosa se tienen disueltos 0,100 [g] de NaClO (PM = 74,5 [g/mol]) y 0,100 [g] de NaCl (PM = 58,5 [g/mol]). Luego, el pH de esta solución es: a.

4,5

b. c. d. e.

9,5 7,0 7,5 8,0

6. Se prepara una solución amortiguadora añadiendo 1,125 [moles] de NH4Cl a 500 [mL] de una solución acuosa de NH3 0,500 M. Determinar el pH inicial de este amortiguador y el pH que tendrá la solución final si se burbujean 0,0100 [moles] de HCl gaseoso a través del amortiguador: a. b. c. d. e.

8,60 ; 9,55 ; 10,1 ; 9,45 ; 9,55 ;

8,58 10,01 9,25 9,00 9,50

7. Se tienen soluciones acuosas de HNO3, H2PO4-,H3PO4, y HCN, cada una de ellas con la misma concentración 0,12 M. Se afirma que: I. La solución de HNO3, tiene el menor valor de pH II. El pH de la solución de H2PO4- es menor que el de la solución de H3PO4 III. El pH de la solución de HCN tiene el mayor valor Basado en lo anterior, son correctas: a. b. c. d. e.

Sólo I I y II I y III Todas Sólo III

8. Para una solución 0,2 M de acetato de sodio (CH3COONa), se puede afirmar correctamente que: I) El anión acetato hidroliza porque se trata de un ácido conjugado fuerte. II) El anión acetato hidroliza porque se trata de una base conjugada fuerte. III) El pH de la solución es 9,02 a. b. c. d. e.

I, II II, III I, II, III I, III Todas

9. Al mezclar 30 [mL] de solución de acido benzoico (C6H5COOH) 0,1 M con 14 [mL] de una solución de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) 0,1 M, el pH de la solución resultante será: a. b. c. d. e.

7,8 5,3 8,7 6,2 11,0

10. Establezca cuáles de las siguientes combinaciones sirven para formar una solución tampón o buffer (suponga concentraciones semejantes de ambas especies) (I) (II) (III) (IV)

NH3 / NH4HClO / ClONaOH / Na+ CH3COOH / CH3COO-

a. b. c. d. e.

(I) y (III) (I), (II) y (IV) (III) y (IV) Sólo (I) Ninguna de las anteriores

11. Considerando una celda electroquímica basada en la siguiente reacción 2H+(ac) + Sn(s)  Sn2+(ac) + H2(g) Determine cual de las siguientes acciones podrían cambiar el potencial generado por la celda. a. Aumentar el pH en el compartimento del cátodo b. Bajar el pH en el compartimento del cátodo c. Incrementar la [Sn+2] en el compartimento del ánodo d. Cualquiera de las anteriores e. Ninguna de las anteriores 12. Se desea construir una celda galvánica mediante las siguientes semiceldas: Pb+2(ac) + 2e  Pb(s) Sn+2(ac) + 2e  Sn(s)

εo = -0,126 [V] εo = -0,136 [V]

Establezca cual de las siguientes aseveraciones es(son) correcta(s): I) El electrodo de Sn es el ánodo y el electrodo de Pb es el cátodo II) Los electrones circulan del electrodo de Sn al de Pb III) Tanto el Sn como el Pb son electrodos activos. IV) Si la concentración de todas las especies iónicas es 1,0 M, el voltaje inicial es igual al voltaje estándar

a. b. c. d. e.

I, II I, III I, IV I, II, III Todas

13. Una celda galvánica está formada de un electrodo de plata (Ag) que está en contacto con 346 [mL] de una solución de AgNO3 0,100M y un electrodo de magnesio (Mg) en contacto con 288 [mL] de una solución de Mg(NO3)2 0,100M. Mg+2(ac) + 2e  Mg(s) εo = -2,37 [V] Ag+(ac) + e  Ag(s) εo = +0,80 [V] Las masas atómicas del Mg y de la Ag son 24,3 y 107,9 respectivamente. Se puede afirmar correctamente que: I) El potencial estándar de la celda es 3,17 [V] II) El magnesio se oxida en el ánodo y la plata se reduce en el cátodo III) Cuando se han depositado 1,20 [g] de Ag en el electrodo de Ag, el potencial de la celda ha descendido a 3,16 [V] IV) Para alcanzar los 3,16 [V] en la celda se deben disolver 0,135 [g] de Mg a. b. c. d. e.

I I, II I, II, III I, III, IV Todas

14. El potencial inicial generado por la siguiente pila de concentración es: Cu(s) / Cu+2 (10-5 M) // Cu+2 (10-1 M) / Cu(s) a. b. c. d. e.

1,51 [V] 0,50 [V] 0,91 [V] 0,25 [V] 0,118 [V]

15. Se estudia una pila cuya reacción total es Zn(s) + Ni2+ (ac)  Zn2+(ac) + Ni(s). Cuando las concentraciones son: [ Ni+2] = 2,50 M y [ Zn+2] = 0,100 M, el potencial inicial generado es: a. b. c. d. e.

0,40 [V] 0,50 [V] 0,52 [V] 0,55 [V] 0,46 [V] Zn+2(ac) + 2e  Zn(s) Ni+2(ac) + 2e  Ni(s)

εo = -0,76 [V] εo = -0,25 [V]

16. Determine el voltaje inicial de la siguiente celda: Mg(s) / Mg+2 (0,5 M)// ENH Forma A

5,6 *1056 6,5 *1065 8,0* 10-3 2,9 *109

b. c. d. e. ENH: electrodo normal de hidrógeno

19. Se construye la siguiente celda galvánica: Sn(s)/Sn+2(1,0 M) // Pb+2(0,0010 M)/Pb(s) Pb+2(ac) + 2e  Pb(s) Sn+2(ac) + 2e  Sn(s)

Mg+2(ac) + 2 e  Mg(s) ε0 =-2,37 [V] 2H+(ac) + 2e  H2 (g)

a.

2,36 [V]

b.

2,38 [V]

c.

-2,36 [V]

d.

-2,37 [V]

e.

0,00 [V]

ε0 = 0,00 [V]

a. b. c. d. e.

Tl+(ac) + e  Tl(s)

ε0 = - 0,34 [V]

Al+3(ac) + 3e  Al(s)

ε0 = -1,66 [V]

0,0 [V]

b.

2,0 [V]

c.

2,7 [V]

d.

-2,0[V]

e.

-2,7 [V]

Se afirma que el voltaje inicial de esta celda en condiciones estándar y que el voltaje inicial de

la celda en las condiciones señaladas son respectivamente:

17. Establezca cuál es el voltaje final generado al construir una pila con las siguientes semiceldas conectadas con un puente salino de agar-agar. Vaso A: barrita de Tl inmerso en 500 [mL] de solución conteniendo Tl+ 1,0 M con Vaso B: alambre de Al inmerso en 400 [mL] de solución conteniendo Al+3 1,0 [M].

a.

εo = -0,126 [V] εo = -0,136 [V]

0,262 [V] –0,262 [V] 0,010 [V] 0,010 [V] 0,262 [V]

y –0,079 [V] y 0,079 [V] y –0,079 [V] y 0,079 [V] y 0,079 [V]

20. Para la reacción de la pila siguiente, es posible afirmar que: Pt/MnO4-(0,1M),H+(0,8),Mn+2(0,1M)// Cu+2(0,05M)/Cu MnO4-(ac)+8H+(ac)+5e ⇔Mn+2(ac)+4H2O(l) εo=+1,510 [V] Cu+2(ac) + 2e ⇔ Cu(s) εo=+0,337 [V]

(I) Ambos electrodos son inertes. (II) El pH de la semicelda en donde ocurre la reacción del manganeso baja a medida que avanza la reacción. (III) El ánodo corresponde a la semicelda del cobre. (IV) El potencial inicial de la pila es ∆ε o = 1,173 [V]. Son correctas las alternativas:

18. La constante de equilibrio de la reacción química espontánea correspondiente a la siguiente celda galvánica es:

a. b. c. d. e.

(I) y (III) (II) y (IV) (III) y (IV) Sólo (III) Todas DATOS

Pt(s)/Cr2O7-2(0,05 M),H+(1,0 M),Cr+3(0,02 M) // Fe+2(0,1 M), Fe+3 (0,2 M) /Pt(s)

A 25 [°C] para el agua Kw = 1,0 ⋅ 10-14 pH = -log [H3O+]

Cr2O7 -2 (ac) + 14 H+ (ac) + 6e 2 Cr+3(ac) + 7 H2O(l)

Forma A / Ce3 QUI 010 / s2 año 2008 Casa Central

ε0 = +1,330 [V]

Fe+3(ac) + e  Fe+2(ac)

a.

8,0 *1033

ε0 = + 0,771 [V]

BB/EP/MT/JS/AA/FR/ mao

aA(ac) + bB(ac) 

cC(ac) + dD(ac)

0,0591 [ C] [ D] ∆ε = ∆ε − log a b n [ A ] [ B] c

d



Constantes de Ionización de ácidos y bases débiles. Acido A c i d o f u e r t e e n a u m e n t o

Acido sulfuroso

Base -

1.2 E-02

HSO 3

Sulfato ácido

HSO4

-

1.2 E-02

SO 4

2-

Acido fosfórico

H3PO 4

7.5 E-03

H2 PO4

Acido fluorhídrico Acido nitroso Acido fórmico

H2SO 3

Ka

HF

7.2 E-04

HNO 2

4.5 E-04

HCOOH

1.8 E-04

F

8.3 E-13 8.3 E-13 -

1.3 E-12

-

1.4 E-11

NO2

-

2.2 E-11

HCOO

-

5.6 E-11 -

Acido benzoico

HC7 H5 O2

6.3 E-05

C7 H5 O 2

Acido acético

CH3 COOH

1.8 E-05

CH3COO

Acido propanoico

HC3 H5 O2

1.4 E-05

C3 H5 O 2

Acido carbónico

H2CO 3

4.2 E-07

HCO 3

Acido sulfhídrico

H2S

1.0 E-07

HS

Fosfato biácido Sulfito ácido Acido hipocloroso Amonio Acido cianhídrico

H2PO 4

-

Kb

-

-

-

1.6 E-10 -

5.6 E-10 7.1 E-10 2.4 E-08 1.0 E-07

2-

6.2 E-08

HPO 4

6.2 E-08

SO 3

2-

1.6 E-07

HClO

3.5 E-08

ClO

-

2.9 E-07

+

5.6 E-10

NH3

1.8 E-05

4.0 E-10

-

HSO3 NH4

-

HCN

2.5 E-05

-

4.8 E-11

CO 3

2-

3.6 E-13

PO 4

1.3 E-13

S

Carbonato ácido

HCO 3

Fosfato ácido

HPO4

Sulfuro ácido

HS

-

CN

2-

1.6 E-07

2-

2.1 E-04

3-

2.8 E-02 7.7 E-02

B a s e f u e r t e e n a u m e n t o

Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Química Química y Sociedad QUI - 010 Certamen 3 Casa Central (10 Diciembre año 2008) Forma A Resumen de respuestas NOMBRE Y APELLIDO (LETRA IMPRENTA)................................................................................. Rol USM

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

Paralelo…………………….

Profesor......................................................................... Alternativa Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

a

b

c

d X

e

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

Atención: 1. Sólo se corregirán las respuestas marcadas en esta hoja con lápiz pasta 2. En caso de dar más de una respuesta a una pregunta ésta se considerará automáticamente mala

Nota Certamen = ( Donde:

n1 ) · 5

n1 = Nº de preguntas buenas n2 = Nº de preguntas malas n3 = Nº de preguntas omitidas