Entalpía de neutralización

Competencial

2025 · Ordinaria

1

PREGUNTA 1. DESTREZAS BÁSICAS DA QUÍMICA / REACCIÓNS QUÍMICAS

Supoña que vostede traballa no departamento de emerxencias dunha fábrica que emprega ácido clorhídrico ( $\ce{HCl}$ ) no proceso de produción e debe elaborar un procedemento para neutralizar o ácido en caso de derrame accidental, para o que dispón dunha gran cantidade de disolución de hidróxido sódico ( $\ce{NaOH}$ ) no almacén da fábrica. A reacción entre ambas sustancias xera un produto inocuo; $\ce{HCl(aq) + NaOH(aq) -> NaCl(aq) + H2O(l)}$ . Porén, vostede sabe que ao mesturar directamente un ácido e unha base fortes despréndese gran cantidade de calor que podería elevar a temperatura do derrame ata limites perigosos. Porén, é importante cuantificar a calor desprendida no proceso de neutralización tendo en conta as condicións de traballo na fábrica: todos os produtos se almacenan a $25^\circ\text{C}$ en disolución; a concentración da disolución de $\ce{NaOH}$ é $1 \text{ M}$ e a do $\ce{HCl}$ $2 \text{ M}$ .

1.1. Deseñe un aparato para determinar, de forma aproximada, a entalpía da reacción de neutralización do

\ce{HCl}

co

\ce{NaOH}

nas condicións do suposto vertido, a

25^\circ\text{C}

. Para levar a cabo o deseño debe escoller o material que considere máis apropiado de entre o que se indica a continuación e describir como sería o procedemento que realizaría para determinar a entalpía no dispositivo deseñado. Material: vaso de precipitados, tela illante, tapón de cortiza do tamaño do vaso de precipitados, termómetro, tesoiras, punzón para facer buratos, matraz aforado, tapón de vidro do tamaño do matraz aforado, bureta, probeta, vara axitadora e cinta adhesiva.1.2. Supoña que levou a cabo un experimento para determinar a entalpía da reacción de neutralización co aparato que deseñou, empregando

100 \text{ mL}

da disolución de

\ce{HCl}

e

200 \text{ mL}

da disolución de

\ce{NaOH}

e obtivo os resultados amosados na Táboa I. A partir destes datos calcule a entalpía de neutralización molar nas condicións de traballo da fábrica.

Nota: considere que a densidade da disolución resultante de mesturar o ácido coa base é $1 \text{ g/cm}^3$ , que a súa capacidade calorífica é igual a da auga, $4,18 \text{ J/(g} \cdot ^\circ\text{C)}$ , e que os volumes son aditivos. Desprece a capacidade calorífica do calorímetro.

1.3. No caso dun vertido accidental traballaríase con grandes volumes de ácido e base. Alteraría este feito a temperatura máxima que podería acadar a mestura de neutralización? Tendo isto en conta, discuta razoadamente se considera que este sería un bo método de neutralización.

TermoquímicaEntalpía de neutralizaciónActividad competencial+1

T7: Equilibrios redox

Ajuste redox y Electrólisis

Problema

2025 · Ordinaria

2

PREGUNTA 2. REACCIÓNS QUÍMICAS

2.1. O nitrato de prata obtense facendo reaccionar a prata metálica con ácido nítrico, segundo a seguinte reacción:

\ce{HNO3(aq) + Ag(s) -> AgNO3(aq) + NO(g) + H2O(l)}

. Axuste as ecuacións iónica e molecular polo método do ión-electrón.2.2. Se reaccionan

40 \text{ g}

de prata coa suficiente cantidade de

\ce{HNO3}

, calcule a cantidade de nitrato de prata que se obterá sabendo que o rendemento da reacción é do

60\%

.2.3. Xustifique razoadamente se nunha disolución acuosa a

25^\circ\text{C}

a

\ce{Ag}

metálica podería reducir os ións

\ce{Cu^{2+}(ac)}

a

\ce{Cu(s)}

.2.4. Faise pasar unha corrente eléctrica de

2 \text{ A}

a través de

250 \text{ mL}

dunha disolución acuosa

0,1 \text{ M}

de ións

\ce{Cu^{2+}}

. Calcule cantos minutos deben pasar para que todo o

\ce{Cu^{2+}}

presente na disolución se deposite como cobre metálico.

Datos: $E^\circ(\ce{Ag+/Ag}) = +0,80 \text{ V}$ e $E^\circ(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = +0,34 \text{ V}$ ; Constante de Faraday: $96\,485 \text{ C}$ .

RedoxEstequiometríaElectrólisis+1

T5: Equilibrio químico

Solubilidad y Química orgánica

Problema

2025 · Ordinaria

3

PREGUNTA 3. REACCIÓNS QUÍMICAS / QUÍMICA ORGÁNICA

3.1. Disólvese hidróxido de cobalto(II) en auga a

25^\circ\text{C}

ata obter unha disolución saturada na que a concentración de

[\ce{OH-}]

é de

3 \cdot 10^{-5} \text{ M}

.3.1.1. Determine a constante do produto de solubilidad do

\ce{Co(OH)2}

a esa temperatura.3.1.2. Determine o pH da disolución saturada.3.1.3. Discuta razoadamente se o

\ce{Co(OH)2}

será máis ou menos soluble en auga se engadimos a disolución

\ce{CoCl2}

, sal moi soluble en auga a

25^\circ\text{C}

.3.2.1. Escriba as fórmulas semidesenvolvidas dos seguintes compostos, identificando e nomeando o grupo funcional principal en cada un deles: propanal, etanoato de propilo, dimetiléter e but-2-eno.3.2.2. Escriba a reacción que ten lugar cando o but-2-eno reacciona con

\ce{HBr}

indicando que tipo de reacción é e xustifique se o composto obtido presenta isomería óptica ou xeométrica.3.2.3. Xustifique empregando a reacción correspondente a veracidade da seguinte afirmación: “O etanol reacciona con

\ce{H2SO4}

dando un alquino”.

Dato: $K_w = 1,0 \cdot 10^{-14}$ .

SolubilidadpHQuímica orgánica+1

T6: Equilibrios acido-base

Ácido-base y Enlace químico

Problema

2025 · Ordinaria

4

PREGUNTA 4. REACCIÓNS QUÍMICAS / ENLACE QUÍMICO E ESTRUTURA DA MATERIA

4.1.1. Disponse dunha disolución de ácido hipocloroso (

\ce{HClO}

) de concentración

0,01 \text{ M}

(

K_a (\ce{HClO}) = 3 \cdot 10^{-8}

). Calcule o grao de disociación do dito ácido.4.1.2. Discuta razoadamente se unha disolución dun ácido

\ce{HA}

da mesma concentración cá disolución do

\ce{HClO}

do apartado 4.1.1 e que ten unha

K_a (\ce{HA}) = 10^{-14}

terá un pH maior ou menor.4.1.3. Discuta razoadamente cal será o pH dunha disolución de nitrato de potasio (

\ce{KNO3}

).4.2.1. Escriba a estrutura de Lewis da molécula de

\ce{SiF4}

e, en base á teoría de repulsión dos pares de electróns da capa de valencia, xustifique a súa xeometría electrónica e molecular.4.2.2. Discuta razoadamente se a molécula do apartado anterior 4.2.1. será polar.4.2.3. Para os seguintes grupos de números cuánticos, explique razoadamente cales non estarían permitidos. Para os grupos nos que os números cuánticos si están permitidos, indique a que orbital atómico pertencen:

(3, 2, 0)

,

(2, 3, 1)

,

(2, -1, 1)

e

(4, 1, 0)

.

Ácido-baseEnlace químicoEstructura atómica+1