INTRODUCCIÓNElaprendizajede laQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaaño los,cadavez
másescasos,estudiantesde2°debachilleratoqueeligenlasopcionesde“Ciencias”,“Ciencias
de la Salud” e “Ingeniería y Arquitectura”. Esto también constituye un reto para los
profesoresque,nosolodebensercapacesdebuscar laformamáseficazparaexplicaresta
disciplina,sinoademás,inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuega
laQuímicaenlavidayeneldesarrollodelassociedadeshumanas.
Enestecontexto, lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuy importanteya
que ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de
diferentescentrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas.
Esta colección de cuestiones y problemas surgió del interés por parte de los autores de
realizarunarecopilacióndelosexámenespropuestosendiferentespruebasdeOlimpiadasde
Química,conelfindeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavez
inmersos en esta labor, y a la vista del volumen de cuestiones y problemas reunidos, la
Comisión de Olimpiadas de Química de la Asociación de Químicos de la Comunidad
Valenciana consideró que podía resultar interesante su publicación para ponerlo a
disposicióndetodoslosprofesoresyestudiantesdeQuímicaalosquelespudieraresultarde
utilidad.Deestamanera,elpresentetrabajosepropusocomounposiblematerialdeapoyo
para la enseñanza de laQuímica en los cursos de bachillerato, así como en los primeros
cursosdegradosdeláreadeCienciaeIngeniería.Desgraciadamente,nohasidoposible‐por
cuestiones que no vienen al caso‐ la publicación delmaterial.No obstante, la puesta en
comúnde lacoleccióndecuestionesyproblemasresueltospuedeservirdegermenparael
desarrollo de un proyectomás amplio, en el que el diálogo, el intercambio de ideas y la
compartición de material entre profesores de Química con distinta formación, origen y
metodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuyaaimpulsarelestudiodela
Química.
EnelmaterialoriginalsepresentanlosexámenescorrespondientesalasúltimasOlimpiadas
Nacionales de Química (1996‐2011) así como otros exámenes correspondientes a fases
localesdediferentesComunidadesAutónomas.Enesteúltimocaso,sehan incluidosólo las
cuestiones y problemas que respondieron almismo formato que las pruebas de la Fase
Nacional.Sepretendeampliarelmaterialconlascontribucionesquerealicenlosprofesores
interesadosenimpulsaresteproyecto,encuyocasoseharámenciónexplícitadelapersona
quehayarealizadolaaportación.
Lascuestionessonderespuestasmúltiplesysehanclasificadopormaterias,deformaqueal
final de cada bloque de cuestiones se indican las soluciones correctas. Los problemas se
presentan completamente resueltos. En la mayor parte de los casos constan de varios
apartados,queenmuchasocasionessepodríanconsiderarcomoproblemasindependientes.
Es por ello que en el caso de las Olimpiadas Nacionales se ha optado por presentar la
resoluciónde losmismosplanteando el enunciadode cadaapartado y,a continuación, la
resolucióndelmismo,enlugardepresentarelenunciadocompletoydespuéslaresoluciónde
todoelproblema.Enlascuestionesyenlosproblemassehaindicadolaprocedenciayelaño.
Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor:
JuanA.Domínguez(Canarias),JuanRubio(Murcia),LuisF.R.VázquezyCristinaPastoriza
(Galicia),JoséA.Cruz,NievesGonzález,GonzaloIsabel(CastillayLeón),AnaTejero(Castilla‐
LaMancha), PedroMárquez (Extremadura), PilarGonzález (Cádiz),Ángel F. Sáenz de la
Torre (La Rioja), José Luis Rodríguez (Asturias),Matilde Fernández (Baleares), Fernando
Nogales(Málaga).
Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunas
delasfigurasincluidasenestetrabajo.
Losautores
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 1
8.ÁCIDO‐BASE
8.1.Unhidróxidometálicoanfóterosecaracterizaporquees:a)Solubleenácidosybasesfuertesperoinsolubleendisolucionesacuosasneutras.b)Solubleenácidosybasesfuertesytambiénendisolucionesacuosasneutras.c)Solubleenácidosfuertesyendisolucionesacuosasneutrasperoinsolubleenbasesfuertes.d)Solubleúnicamenteenexcesodebasefuerte.e)InsolubleendisolucionesacuosasacualquiervalordepH.
(O.Q.N.Navacerrada1996)
Unanfóteroesunasustanciaqueescapazdereaccionarconácidosybases.Sireaccionaquieredecirquesedisuelveendisolucionesdeestassustancias.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.2.CalculeelpHdeunadisolucióndeacetatosódico1,0M.a)9,38b)2,38c)5,38d)4,77e)7,00
(Dato. paraelácidoacético=1,7·10 )(O.Q.N.Navacerrada1996)
El acetato de sodio, NaCH COO, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ion CH COO , es la base conjugada del ácido débil CH COOH y se hidroliza según laecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionacetatoes:
K =KK
=1,0·10
1,7·10=5,9·10
Enelequilibriosecumpleque:
[CH COOH]=[OH ] [CH COO ]≈1,0M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
5,9·10 =[OH 2
1,0[OH =2,4·10 M
pOH=‐log 2,4·10 =4,62pH=14–4,62=9,38
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 2
8.3.ElpHdeunadisolución10 MdelácidofuerteHCles:a)6,98b)8,00c)7,00d)1,00e)10,00
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Asturias2011)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalasionizacionesexistentesson:
HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)
2H O(l)OH (aq)+H O (aq)
Lasconstantesdeequilibriodeambasreaccionesson:
K =∞
K =[H O ][OH ]
ElbalancedemateriacorrespondientealHCles:
[HCl]0=[Cl ]=c
Elbalancedecargas(condicióndeelectroneutralidad)enladisoluciónes:
[H O ]=[OH ]+[Cl ]
Sustituyendoelvalorde[OH ]enlaexpresióndeK seobtiene:
[OH ]=[H O ]c
K =[H3O+] [H O ]c
10 =[H O ] [H O ]10 [H O 10 [H O ]10 =0
Seobtiene:
[H O ]=1,05·10 MpH=‐log 1,05·10 =6,98
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnAsturias2011laconcentracióndelHCles2,3·10 M).
8.4.Ordenelossiguientesácidosdesdeelmásfuertealmásdébil.a)HF, ,ácidoacéticob)Ácidoacético, ,HFc) ,HF,ácidoacéticod)Ácidoacético,HF, e)HF,ácidoacético, Datos. (ácidoacético)=4,76; ( )=1,99; (HF)=3,17.
(O.Q.N.Navacerrada1996)
Lafuerzadeunácidovienedeterminadaporelvalordesuconstantedeacidez,K .Cuantomayoresestevalormayoreslafuerzadelácido.
ElpK deunácidosedefinecomo:
pK =‐logK
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 3
Portanto,unácidoserátantomásfuertecuantomenorseaelvalordesupK .
Losácidosdadosordenadosdemásfuerteamásdébilson:
=1,99 >HF =3,17 >ácidoacético =4,76
Larespuestacorrectaeslac.
8.5.¿Cuáldelassiguientessalesformaunadisoluciónácidacuandosedisuelveenagua?a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Sevilla2004)
Se trata de cinco sales amónicas de ácidos débiles por lo que se produce una hidrólisisdoble.
Lahidrólisisdelionamonio:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Lahidrólisisdelosaniones:
A (aq)+H O(l)HA(aq)+OH (aq)
Paraqueladisoluciónseaácidadebecumplirselacondicióndeque:
[H O ]procedentesdelNH > OH ]procedentesdelA
Paraqueesoocurraesprecisoque:
K NH >K A K NH <K HA
Consultandolabibliografía,detodoslosácidosdadoselúnicoquetieneunaconstantedeacidezmayorque ladebasicidaddelNH K =1,8·10 eselHF K =6,6·10 .Portanto,lasalqueproduceunadisoluciónácidaes .
Larespuestacorrectaeslab.
8.6.Enlavaloracióndeunácidodébilconunabasefuerte,elpHenelpuntodeequivalenciaes:a)14b)7,0c)Menorque7.d)Mayorque7.e)Igualqueel delácidodébil.
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Asturias2011)
ElpHdelpunto finaldeunavolumetría vienedadopor las sustancias existentes en esemomentoenladisolución.
Enelcasode lavaloracióndeunácidodébil,porejemploHCN,conunabasefuerte,porejemploNaOH,laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreamboses:
HCN(aq)+NaOH(aq)NaCN(aq)+H O(l)
LasustanciaexistenteenelpuntodeequivalenciaeselNaCN,unasalprocedentedeácidodébilybasefuerte.Endisoluciónacuosaseencuentraenformadeiones:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 4
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionCN ,eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:
CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)
ComoalfinalsóloexistenionesOH enladisolución,elpH>7.
Larespuestacorrectaeslad.
8.7.¿Cuálde lassiguientesmezclasacuosasnoesunaverdaderadisoluciónreguladora?Elvolumentotalesunlitro.a)1,0molde +0,5moldeKOH.b)1,0molde +0,5moldeHCl.c)1,0molde +0,5molde .d)1,0molde +0,5moldeKOH.e)Ningunadeestasdisoluciones.
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Asturias2011)
Unadisoluciónreguladoraestá formadaunácidoobasedébilyunasalquecontenga labaseoelácidoconjugadodeéstos.
a)Lareacciónquímicaentre yKOHnoesposibleyaquese tratadedosbases.Nopuedenformarunadisoluciónreguladora.
b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:
HCl(aq)+NH (aq)NH Cl(aq)+H O(l)
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5molesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5molesdeNH .Alfinaldelareacciónquedan0,5molesdeNH sinreaccionar y 0,5 moles de NH Cl formados. Dicha mezcla constituye una disoluciónreguladora.
c)UnamezcladeNH yNH Clconstituyeyadirectamenteunadisoluciónreguladora.
d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH ClyKOHes:
NH Cl(aq)+KOH(aq)NH (aq)+KCl(aq)+H O(l)
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5molesdeKOH,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5molesdeNH Cl.Alfinaldelareacciónquedan0,5molesdeNH Clsin reaccionar y 0,5 moles de NH formados. Dicha mezcla constituye una disoluciónreguladora.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.8.Dadalasiguientereacción:
(aq)+ (l)HCN(aq)+ (aq)
Si para el ácidoHCN es 4,8·10 , y = 1·10 , la constante de equilibrio para lareacciónanteriores:a)2,1·10 b)2,1·10 c)‐4,8·10 d)4,8·10 e)2,1·10
(O.Q.N.CiudadReal1997)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 5
Laconstantedebasicidaddelioncianuro(hidrólisis)es:
Kb=KwKa
=1,0·10
4,8·10=2,1·10
Larespuestacorrectaeslaa.
8.9.Cuandosemezclanvolúmenesigualesdedisoluciones0,1Mde y ,elpHdeladisoluciónresultanteserá:a)Entre1y7.b)IgualalpKadel .c)IgualalpKadel .d)Iguala7.e)Entre7y13.
(O.Q.N.CiudadReal1997)
Si se mezclan un ácido fuerte, HClO , con una base débil, KNO , la ecuación químicaajustadacorrespondientealareacciónentreamboses:
HClO (aq)+KNO (aq)KClO (aq)+HNO (aq)
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmentevolúmenesigualesdedisolucionesdelamismaconcentración,setratadecantidadesestequiométricasporloqueseconsumencompletamenteyalfinalsóloquedanlosproductosformados.
ElKClO , esuna salprocedentedeácido fuerteybase fuerte,por tanto sus ionesno sehidrolizan.
ElHNO ,esunácidodébilcapazdeproducirionesH O ,portanto,elpHdeladisoluciónes1<pH<7.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.10.Unadisoluciónreguladoracontieneconcentracionesigualesdeunácidodébil(HA)ysubaseconjugada( ).Si paraHAes1,0·10 ,elpHdeladisoluciónreguladoraes:a)1,0b)7,0c)5,0d)13,0e)9,0
(O.Q.N.CiudadReal1997)
ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporunácidoHAyunasalquecontienelabaseconjugadaA es:
HA(aq)+H O(l)A (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =A H O
HA= H O
baseacido
Si[ácido]=[base]seobtiene:
H O =Kacidobase
=1,0·10 M
pH=‐log 1,0·10 =9,0
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 6
Larespuestacorrectaeslae.
8.11.¿CuáldelassiguientesdisolucionesesunadisoluciónreguladoraconunpHmayorde7?a)10mL 0,1M+5,0mLHCl0,1M.b)10mLHCNO0,1M+10mLNaOH0,1M.c)10mLHCNO0,1M+5,0mLNaOH0,1M.d)10mL 0,1M+10mLHCl0,1M.e)Ningunadeestasmezclas.
(Datos. paraelHCNO=2,2·10 y parael =1,7·10 )(O.Q.N.CiudadReal1997)
Unadisoluciónreguladoraestá formadaunácidoobasedébilyunasalquecontenga labaseoelácidoconjugadodeestos.
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:
HCl(aq)+NH (aq)NH Cl(aq)+H O(l)
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
5mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=0,5mmolHCl
10mLNH 0,1M0,1mmolNH1mLNH 0,1M
=1,0mmolNH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5mmolesdeNH .Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeNH sin reaccionar y 0,5 mmoles de NH Cl formados. Dicha mezcla constituye unadisoluciónreguladorabásica.
b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHCNOyNaOHes:
HCNO(aq)+NaOH(aq)NaCNO(aq)+H O(l)
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
10mLHCNO0,1M0,1mmolHCNO1mLHCNO0,1M
=1,0mmolHCNO
10mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=1,0mmolNaOH
Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finaldelareacciónsóloquedan1,0mmolesdeNaCNOformados.
ElNaCNOesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionCNO ,eslabaseconjugadadelácidodébilHCNOysehidrolizasegúnlaecuación:
CNO (aq)+H O(l)HCNO(aq)+OH (aq)
AunqueelpH>7,noseobtieneunadisoluciónreguladorabásica.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 7
c)Enestecasoelnúmerodemmolesdecadaespeciees:
10mLHCNO0,1M0,1mmolHCNO1mLHCNO0,1M
=1,0mmolHCNO
5mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=0,5mmolNaOH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeNaOH,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5mmolesdeHCNO.Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeHCNO sin reaccionar y 0,5mmoles deNaCNO formados.Dichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácida.
d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNH es:
HCl(aq)+NH (aq)NH Cl(aq)+H O(l)
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
10mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=1,0mmolHCl
10mLNH 0,1M0,1mmolNH1mLNH 0,1M
=1,0mmolNH
Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finaldelareacciónsóloquedan1,0mmolesdeNH Clformados.
ElNH Clesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:
ElionCl ,eslabasedébilconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadoesdelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
ElpH<7,ynoseobtieneunadisoluciónreguladorabásica.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.12.Indiquecuáldelassiguientesreaccionesdehidrólisiseslacorrecta:a) +2 +2 + b) +3 2 +3CaOc) +6 2 +3 d)4 +9 3 +5 +12Cae)NaCl+ NaOH+HClf) +5 + +3CaO+3
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.N.Ávila2009)(O.Q.L.Madrid2011)
En lascuatroprimerasreaccionesseplantea laposiblehidrólisisdelCa N ,especiequedisueltaenaguasedisociasegúnlaecuación:
Ca N (aq)3Ca (aq)+2N (aq)
Lahidrólisisdelioncalcio:
Ca (aq)+2H O(l)Ca OH (aq)+2H (aq)
Proble
Lahi
Multi
Suma
La ecsenti
Lare
(Enla
8.13.a)1,2b)2,4c)Ligd)Fa
El ácencu
Cons
ElpH
Lare
8.14.a)Qub)Lac)Lad)El
Unabpued
Comoporlo
emasyCuestio
drólisisdel
N (aq)+
iplicandoca
3[Ca (aq
2[N (aq
andoambas
(aq
cuación proidocontrario
espuestacor
acuestiónp
ElpHdeuna24geramenteinaltaundato.
cido clorhídentracomp
HCl(aq)+
iderando1
0,012mol
Hdeestadis
pH=‐log
espuestacor
Elcarácterbueelnitrógenaposicióndelausenciadepardeelectr
basedeLewdecompartir
oseobservoquesetra
onesdelasOlim
ionnitruro:
+3H O(l)
adaecuación
q)+2H O(
q)+3H O(l
secuaciones
q)+6 (
opuesta eno.
rrectaeslac
propuestaen
adisolución0
nferiora2.
drico, HCl, eletamented
H O(l)
Ldedisoluc
HCl1molH1mol
soluciónes:
0,012 =1,9
rrectaeslac
básicodelamnotienegradlnitrógenoeeoxígenoenlronessincom
wises todarconunácid
vaen laestrtadeunaba
mpiadasdeQu
:
NH (
nporelnúm
(l)Ca
)NH
s,ysimplific
(l)2
el apartado
c.
nÁvila2009
0,012molar
es un ácidodisociadoseg
Cl(aq)+
ción:
H OHCl
=0,01
9
c.
moníacosededodeoxidacienelsistemalamolécula.mpartirdeln
especiequído.
ructuradeLasedeLewis
uímica.Volume
(aq)+3OH
merodeione
a OH (aq)
H (aq)+3O
candoelagu
(aq)+3
o e) es absu
9sesustituy
deácidoclo
monoprótigúnlaecuac
H O (aq)
12molH O
debea:ión+3.periódico.
nitrógeno.
ímicaquep
Lewis,elNHs:
en3.(S.Menar
(aq)
esquesehid
)+2H (aq)
OH (aq)]
a,seobtiene
(a
urda ya que
yeelapartad
rhídricoes:
(O.Q.L.Murcia
ico fuerte qción:
(O.Q.L.Murcia
poseepares
H poseeun
rgues&F.Latre
drolizan:
)]
e:
aq)
e la reacció
doe)porelf
a1997)(O.Q.L.
que en disol
a1997)(O.Q.L.
deelectron
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f).
CastillayLeón
lución acuo
CastillayLeón
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8
gar en
n2011)
osa se
n2011)
osque
tarios
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 9
Larespuestacorrectaeslad.
8.15.¿CuáleselpHdeunadisoluciónde 0,3M?a)5,29b)8,71c)4,88d)9,74e)9,11
(Dato. =1,7·10 )(O.Q.N.Burgos1998)
El bromuro de amonio, NH Br, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
NH Br(aq)Br (aq)+NH (aq)
ElionBr ,eslabasedébilconjugadadelácidofuerteHBrporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidez(hidrólisis)delionamonioes:
KH O NH
NH
K =KK
=1,0·10
1,7·10=5,9·10
Enelequilibriosecumpleque:
[NH ]=[H O ] [NH ]≈0,3M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
5,9·10 =[H O0,3
[H O ]=1,3·10 M
pH=‐log 1,3·10 =4,88
Larespuestacorrectaeslac.
8.16.¿Cuáldelassiguientessalesformaunadisoluciónbásicacuandosedisuelveenagua?a) =4,6·10 b) =1,2·10 c) =3,7·10 d) =7,2·10 e) =1,8·10
(O.Q.N.Burgos1998)
Se trata de cinco sales amónicas de ácidos débiles por lo que se produce una hidrólisisdoble.
Lahidrólisisdelionamonio:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 10
Lahidrólisisdelosaniones:
A (aq)+H O(l)HA(aq)+OH (aq)
Paraqueladisoluciónseabásicadebecumplirselacondicióndeque:
[OH ]procedentesdelA >[H O ]procedentesdelNH
Paraqueesoocurraesprecisoque:
K A >K NH K HA <K NH
De todos los ácidos dados el único que tiene una constante de acidezmenor que la debasicidaddelNH K =1,8·10 eselHClO K =3,7·10 .Portanto,lasalqueproduceunadisoluciónbásicaesNH4ClO.
Larespuestacorrectaeslac.
8.17.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesacuosasformaunadisoluciónreguladoracuandosemezclanlosdosreactivosencantidadesapropiadas?a)HCl+NaClb)NaCN+NaClc)HCN+NaCld)NaCN+HCNe) +HCl
(O.Q.N.Burgos1998)
Unadisoluciónreguladoraestá formadaunácidoobasedébilyunasalquecontenga labaseoelácidoconjugadodeestos.
a)NosetratadeunadisoluciónreguladorayaqueelHClesunácidofuerteynoreaccionaconelNaClparaformarunácidodébil.
b)Nosetratadeunadisoluciónreguladorayaquelasdossalespropuestasnoreaccionanentresíparaformarunácidodébil.
c)No se tratadeunadisolución reguladorayaqueelHCNesunácidodemasiadodébilcomoparaformarNaCNapartirdelNaCl.
d)Enlasproporcionesadecuadas,NaCN+HCNformanunadisoluciónreguladora.
e)Nose tratadeunadisoluciónreguladorayaquehaydosácidos fuertesyningunasalderivadadeellos.
Larespuestacorrectaeslad.
8.18.Paraelion el es7,21.CalculeelpHde1Ldeunadisoluciónreguladoraquecontiene0,50molde y0,50molde ,despuésdelaadiciónde0,05moldeKOH.a)7,12b)7,29c)7,75d)7,16e)7,21
(O.Q.N.Burgos1998)
ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporelácidoH PO yunasalquecontienesubaseconjugadaHPO es:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 11
H PO (aq)+H O(l)HPO (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =HPO H O
H PO= H O
HPOH PO
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pH=pK +logHPOH PO
LasconcentracionesantesdelaadicióndeKOHson:
HPO = H PO =0,5mol1L
=0,5M
ElpHdeladisoluciónantesdelaadicióndeKOHes:
pH=7,21+log0,50,5
7,21
Laadiciónde0,05molesdeKOH(base)hacequeselleveacabolasiguientereacción:
H PO (aq)+OH (aq)HPO (aq)+H2O(l)
Los 0,05mol de KOH gastan 0,05mol de H PO (ácido) y forman 0,05mol de HPO (base).
ElpHdeladisolucióndespuésdelaadicióndeKOHes:
pH=7,21+log0,5+0,050,5–0,05
=7,297
Larespuestacorrectaeslab.
8.19. Si el pHdeunadisolucióndeunácidomonoprótico fuerte es2,17. ¿Entre qué valoresestarácomprendidalaconcentraciónmolardeladisoluciónrespectoadichoácido?a)Entre0,0001y0,001b)Entre0,001y0,01c)Entre0,01y0,10d)Entre0,10y1,00
(O.Q.L.Murcia1998)
DeacuerdoconelconceptodepH:
[H O ]=10 =10 , M=6,8·10 M
Larespuestacorrectaeslab.
8.20.¿CuáleselpHdeunadisoluciónetiquetadacomoNaF0,136mol· ?a)2,02b)8,15c)3,17d)11,98e)5,85
(Dato. paraelácidoHF=6,8·10 )(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 12
Elfluorurodesodio,NaF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaF(aq)F (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:
F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionfluoruroes:
K =HF OH
F
K =KK
=1,0·10
6,8·10=1,5·10
Enelequilibriosecumpleque:
[HF]=[OH ] [F ]≈0,136M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
1,5·10 =[OH0,136
[OH ]=1,4·10 M
pOH=‐log 1,4·10 =5,85pH=14–5,85=8,15
Larespuestacorrectaeslab.
8.21.Elindicadorrojodemetilo(cambiodecolorapH=5)esadecuadoparalavaloración:a)HCN+KOHb) + c) +NaOHd)HCl+ e)HF+NaOH
(O.Q.N.Almería1999)
El pH del punto final de una valoración viene dado por las sustancias presentes en eseinstanteenladisolución.
El indicador rojo de metilo, con cambio de color a pH = 5, será apropiado para unavaloraciónenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHácido.
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHCNyKOHes:
HCN(aq)+KOH(aq)KCN(aq)+H O(l)
Elcianurodepotasio,KCN,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KCN(aq)CN (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionCN eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:
CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 13
Como se observa, se producen iones OH por lo que el pH > 7 lo que motiva que elindicadorrojodemetilonoseaapropiado.
b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClO yCa OH es:
2HClO (aq)+Ca OH (aq)Ca ClO (aq)+2H O(l)
Elpercloratode calcio,Ca ClO , endisoluciónacuosa se encuentradisociado según laecuación:
Ca ClO (aq)2ClO (aq)+Ca (aq)
El ion Ca , es el ácido conjugado débil de la base fuerte Ca(OH)2 por lo que no sehidroliza.
ElionClO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClO porloquenosehidroliza.
ElpHde ladisoluciónes7yaque loproporcionaelH O loquemotivaqueel indicadorrojodemetilonoseaapropiado.
c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHNO yNaOHes:
HNO (aq)+NaOH(aq)NaNO (aq)+H O(l)
Elnitratodesodio,NaNO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
HNO (aq)NO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.
ElpHde ladisoluciónes7yaque loproporcionaelH O loquemotivaqueel indicadorrojodemetilonoseaapropiado.
d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHCly CH Nes:
HCl(aq)+ CH N(aq) CH NHCl(aq)+H O(l)
Elclorhidratodetrimetilamina, CH NHCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
CH NHCl(aq)Cl (aq)+ CH NH (aq)
ElionCl ,eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
Elion CH NH eselácidoconjugadodelabasedébil CH Nysehidrolizasegúnlaecuación:
CH NH (aq)+H O(l) CH N(aq)+H O (aq)
Como se observa, se producen iones H O por lo que el pH< 7 lo que motiva que elindicadorrojodemetiloseaapropiado.
e)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHFyNaOHes:
HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H O(l)
Elfluorurodesodio,NaF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaF(aq)F (aq)+Na (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 14
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:
F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)
Como se observa, se producen iones OH por lo que el pH > 7 lo que motiva que elindicadorrojodemetilonoseaapropiado.
Larespuestacorrectaeslad.
8.22.Laconstantedeequilibrioparalareaccióndeunácidodébil( )conNaOHes:a)1/ b) c) · d) / e)
(O.Q.N.Almería1999)
La ecuación química ajustada correspondiente a la reacción entre un ácido débil HA yNaOHes:
HA(aq)+NaOH(aq)NaA(aq)+H O(l)
Como NaOH y NaA son electrólitos fuertes, en disolución acuosa se encuentrancompletamente disociados en iones por lo que la ecuación anterior se puede reescribircomo:
HA(aq)+Na (aq)+OH (aq)Na (aq)+A (aq)+H O(l)
Laconstantedeequilibriodelareacciónes:
K =A
HA OH
Multiplicandoydividiendopor[H O ]quedacomo:
K =A
HA OH[H O ][H O ]
=A [H O ]
HA
1OH [H O ]
Laconstantedeequilibriodelareacciónes:
=
Larespuestacorrectaeslad.
8.23.Unadisoluciónreguladoracontieneconcentracionesigualesdeunabasedébil(B)ysuácidoconjugado .Si paraBes1,0·10 ,elpHdeladisoluciónreguladoraes:a)7,0b)13,0c)9,0d)1,0e)5,0
(O.Q.N.Almería1999)
Elequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladora formadapor labasedébilByunasalquecontienesuácidoconjugadoBH es:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 15
B(aq)+H O(l)BH (aq)+OH (aq)
Laexpresióndelaconstantedebasicidades:
K =BH OH
B= OH
BH+
B
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pOH=pK +logBHB
pH=14pKblogBHB
Silasconcentraciones[BH ]=[B],entonceselpHes:
pH=14 ‐log 1,0·10 =5
Larespuestacorrectaeslae.
8.24.A60°CelaguadestiladatienepH=6,51yporlotanto:a)Laconcentraciónde noesigualalade .b)Lareacción + esexotérmica.c)Elvalorde es 10 , .d)DebecumplirselaecuaciónpH+pOH=14.e)Esimposible,elaguaneutradebetenerpH=7.
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2008)
a)Falso.Paraelaguasecumplesiempreque:
[H O ]=[OH ]
b)Falso.ElvalordelpHdeladisoluciónnoestárelacionadoconelcarácterexotérmicooendotérmicodelamisma.
c)Verdadero.Paraelequilibriodedisociacióndelaguaadeterminadatemperatura:
2H O(l)H O (aq)+OH (aq)
laconstantedeequilibriovienedadaporlaexpresión:
K =[H O ][OH ]
Comoparaelaguasecumplesiempreque:
[H O ]=[OH ]K =[H O
DeacuerdoconelconceptodepH,enestecaso:
[H O ]=10– =10 , M
Sustituyendoenlaexpresióndelaconstantedeequilibriosetieneque:
K = 10 , =10 ,
d)Falso.Laexpresión:
pH+pOH=14
seobtieneapartirde:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 16
K =[H O ][OH ]=10
yesevalordelaconstanteK esválidosoloalatemperaturade25°C.
e)Falso.Deacuerdoconelproductoiónicodelaguaa60°C
K =[H O ][OH ]=10 ,
Comoparaelaguasecumplesiempreque:
[H O ]=[OH ]
[H O =10 , [H O ]=10 , M
Aestatemperatura,elaguaneutratieneunpH
pH=‐log 10 , =6,51.
Larespuestacorrectaeslac.
8.25.Elbromurodehidrógenopuedeobtenersepor:a)ReaccióndeKBrconácidofluorhídricoconcentradoycaliente.b)ReaccióndeKBrconácidonítricoconcentradoycaliente.c)ReaccióndeKBrconácidofosfóricoconcentradoycaliente.d)ElectrólisisdeunadisoluciónacuosadeNaBr.e)Hidrólisisdebromatosódico.
(O.Q.N.Almería1999)
a‐c)Verdadero.ParaqueseproduzcaHBrapartirdeKBrdebetenerlugarunareacciónácido‐baseenlaqueesprecisoqueelácidoquereaccioneconelBr (baseconjugada)delHBrsealosuficientementefuerte.ElácidoHFesdemasiadodébilmientrasqueelH PO no lo es tanto. La ecuaciónquímica ajustada correspondiente a la reacción entre ambassustanciases:
3KBr(aq)+H PO (aq)3HBr(aq)+K PO (aq)
b)Falso.ElHNO noesapropiadoyaquealseroxidanteproduciríalaoxidacióndelBr aBr .
d)Falso.LaelectrólisisdeKBr(aq)produciríaeldesprendimientodeH yBr .
e)Falso.LahidrólisisdelNaBrO3produceunmedioalcalino.
Lasrespuestascorrectassonayc.
8.26.SegúnlateoríadeBrönsted,indiquecuáldelassiguientesafirmacionesescierta:a)Unácidoysubaseconjugadareaccionanentresídandounadisoluciónneutra.b)Unácidoysubaseconjugadadifierenenunprotón.c)Elaguaeslabaseconjugadadesímisma.d)Labaseconjugadadeunácidofuerteesunabasefuerte.e)Cuantomásdébilesunácidomásdébilserásubaseconjugada.
(O.Q.N.Murcia2000)
a)Falso.SegúnlateoríadeBrönsted,unácidoesunaespeciequímicaquecedeunprotónaunabasecon loqueélsetransformaensubaseconjugada,por tanto,elácidonopuedereaccionarconsubaseconjugada.
b)Verdadero.SegúnlateoríadeBrönsted,unácidoesunaespeciequímicaquecedeunprotónaunabase:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 17
HA+H OA +H O ácidobase
c)Falso.TalcomosedemuestraenlareacciónentrelabaseByelagua,labaseconjugadadeéstaeselionOH :
B+H OBH +OH b1a2a1b2
d‐e)Falso.Cuántomásfuerteesunácidomásdébilessubaseconjugada.Larelaciónentrelasconstantesdeambosvienedadaporlaexpresión:
K =KK
Larespuestacorrectaeslab.
8.27.¿CuáldelassiguienteslíneasgráficasrepresentamejorelvolumendelácidoañadidoaunciertovolumendeálcalifrentealpHdeladisoluciónresultante?
a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Murcia2000)
Lacurvadevaloracióna)entreunácidoyunabasetieneformadeunasigmoideenlaquesedistinguentreszonas:
Enlaprimerazona,enestecaso,frenteapequeñasadicionesdeácidoelpHeselevadoalpredominarlaespeciealcalinaycambiabruscamenteporloquelagráficasecorrespondeconunarectaconunapendienteelevada.
En la segunda zona, central, frente a pequeñas adiciones de ácido el pH cambiapaulatinamente, la recta tiene una pendiente pequeña, ya que se tiene una mezclareguladora básica o una sal que sufre hidrólisis básica hasta alcanzarse el punto deequivalenciaenelquelatendenciaseinvierte.
En la tercera zona, la tendenciade la recta es opuesta a la de laprimera zonayaquepredomina la especie ácida y frente a pequeñas adiciones de ácido el pH es elevado ycambiabruscamenteporloquelagráficatambiénsecorrespondeconunarectaconunapendienteelevada.
Larespuestacorrectaeslaa.
pH
V
pH
V
pH
V
pH
V
pH
V
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 18
8.28.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa?a)Aldisolver enagua,elpHnocambia.b)AldisolverNaCNen ,elpHserábásico.c)AldisolverNaHCOOenagua,elpHseráácido.d)SielácidoHAtiene =10 yelvalorde paralabaseBOHvale10 ,aldisolverBAenaguaelpHnosufremodificación.e)Lasdisolucionesacuosasde sondébilmentebásicas.
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Madrid2009)
a) Verdadero. El nitrato de sodio, NaNO , en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:
NaNO (aq)NO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelagua.
b) Verdadero. El cianuro de sodio, NaCN, en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:
NaCN(aq)CN (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionCN eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:
CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7.
c)Falso.Elformiatodesodio,NaHCOO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaHCOO(aq)HCOO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ion HCOO es la base conjugada del ácido débil HCOOH y se hidroliza según laecuación:
HCOO (aq)+H O(l)HCOOH(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7,esbásicoynoácido.
d)Verdadero.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelácidodébilHAylabasedébilBOHes:
HA(aq)+BOH(aq)BA(aq)+H O(l)
LasalBA,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
BA(aq)A (aq)+B (aq)
ElionB ,eselácidoconjugadodelabasedébilBOHysehidrolizasegúnlaecuación:
B (aq)+H O(l)BOH(aq)+H O (aq)
ElionA eslabaseconjugadadelácidodébilHAysehidrolizasegúnlaecuación:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 19
A (aq)+H O(l)HA(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesH O yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosiones de la sal. Además, como la fuerza de los iones es la misma ya que proceden deespeciesconigualvalordelaconstante,K =K =10 ,lacantidaddeH O yOH eslamismaporloqueelpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelagua.
e)Verdadero.ElNH esunabasedébilqueseencuentrapocoionizadadeacuerdoconlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7,básico.
Larespuestacorrectaeslac.
8.29.Sabiendoque losvaloresde paraelácidocianhídrico,HCN(aq),yel ionamonio,(aq),son8,7y9,2;respectivamente,yqueelaguaneutraa25°CtienepH=7,indiquesi
unadisoluciónacuosade ,aesatemperatura,tendrápH:a)Débilmenteácido.b)Débilmentebásico.c)Neutro.d)Muyácido(pH<3).e)Muybásico(pH>11).
(O.Q.N.Murcia2000)
LasalNH CN,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
NH CN(aq)CN (aq)+NH (aq)
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
ElionCN eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:
CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesH O yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosionesdelasal.
ElpK delNH es:
pK NH =14–pK NH =14–9,2=4,8
ElpK delCN es:
pK CN =14–pK HCN =14–8,7=5,3
Comoseobserva,pK CN >pK NH ,loquequieredecirqueelcianuroesmásfuertecomo base (produce más iones hidróxido) que el amonio como ácido (produce menosprotones)Portanto,ladisoluciónresultanteesdébilmentebásica.
Larespuestacorrectaeslab.
Proble
8.30.Lewisa)b)c)d)Nae)
Basecomp
a)Fabasesácido
b)Fabases
c)Vesonb
d)Fabasestrata
e)Fabasestrata
Lare
8.31.a)Teb)Tec)Ted)Añe)No
emasyCuestio
¿Cuálde los?,HCl, , ,
, −O−aOH, ,
, ,
deLewisespartirconun
also.Comoss deLewis,odeLewis:
also.ComossdeLewis,e
erdadero.CbasesdeLe
also.ComossdeLewis,eadeunácido
also.ComossdeLewis,eadeunácido
espuestacor
Enlavaloraenerunaconenercaractenerunaconñadirseunavomostrarca
onesdelasOlim
os siguientes
,
,
stodaespecnácido.
seobservaeelH no p
seobservaeelBF tiene
Comoseobsewis:
seobservaeelCo esunodeLewis:
seobservaeelNi esunodeLewis:
rrectaeslac
acióndeunánstantedeacrísticasbásistantedeacvezcomenzaaracterísticas
mpiadasdeQu
sesunconju
ciequímica
enlaestructosee pares
enlaestructunhuecoel
servaenlae
enlaestructncatiónalq
enlaestructncatiónalq
c.
ácidoconuncidezmayorcasmásfuercidezmenoradalavalorasácido‐base
uímica.Volume
untodeesp
(O.Q.N.Murci
queposeep
turasdeLewde electron
turasdeLewectrónicopo
estructuras
turasdeLewquelefaltan
turasdeLewquelefaltan
nabase,elinqueladelártesqueelvqueladelácación.e.
en3.(S.Menar
eciesquepo
a2000)(O.Q.N
paresdeele
wistodaslasnes solitario
wistodaslasorloquese
deLewisto
wistodaslasloselectron
wistodaslasloselectron
ndicadorvisucido.alorante.cido.
rgues&F.Latre
odríanactua
N.Sevilla2010)
ctronessoli
sespeciespros por lo qu
sespeciesprtratadeun
odaslasesp
sespeciesprnes4sexter
sespeciesprnes4sexter
ualadecuado
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(O.Q.L.Madrid
itariosquep
ropuestasnue se trata d
ropuestasnácidodeLe
peciespropu
ropuestasnrnosporloq
ropuestasnrnosporloq
dodebe:
(O.Q.N.Murcia
20
sesde
d2011)
puede
nosonde un
nosonwis:
uestas
nosonquese
nosonquese
a2000)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 21
Lamisióndeunindicadoresseñalarcuandohaterminadolareacciónentreelácidoylabase.Esprecisoqueelindicadornoaltereelresultadodelareacciónparaelloseañadealareacciónenpequeñascantidadesperoademásesprecisoquesetratedeunácidoobasemásdébilquelasespeciesreaccionantes.
Larespuestacorrectaeslac.
8.32.¿CuáldelassiguientesmezclasesunadisoluciónreguladoraconunpHmenorde7?a)10mLdeácidoacético0,1M+10mLdeNaOH0,1M.b)10mLdeácidoacético0,1M+5,0mLdeNaOH0,1M.c)10mLde 0,1M+5,0mLdeHCl0,1M.d)10mLde 0,1M+10mLdeHCl0,1M.e)Ningunadeestasmezclas.
(Datos. ácidoacético=1,7·10 y =1,7·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCH COOHyNaOHes:
CH COOH(aq)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
10mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M
=1mmolCH COOH
10mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=1,0mmolNaOH
Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finalde la reacciónsóloquedan1,0mmolesdeNaCH COO formados.Se tratadeunasalquepresentahidrólisisbásica.
b)Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
10mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M
=1mmolCH COOH
5mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=0,5mmolNaOH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeNaOH,estasustanciaes limitante y consume 0,5 mmoles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 0,5mmolesdeCH COOHsinreaccionary0,5mmolesdeNaCH COOformados.Dichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácida.
Una disolución reguladora formada por una mezcla equimolecular de CH COOH yNaCH COOtienepH<7:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =CH COO H O
CH COOH= H O
CH COOCH COOH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 22
pH=pK +logCH COOCH COOH
pH=pK =4,77
c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:
HCl(aq)+NH (aq)NH Cl(aq)+H O(l)
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
5mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=0,5mmolHCl
10mLNH 0,1M0,1mmolNH1mLNH 0,1M
=1,0mmolNH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume0,5mmolesdeNH .Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeNH3sin reaccionar y 0,5 mmoles de NH Cl formados. Dicha mezcla constituye unadisoluciónreguladorabásica.
UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezclaequimoleculardeNH yNH CltienepH>7:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)
Laexpresióndelaconstantedebasicidades:
K =NH OH
NHOH
NHNH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pOH pK +logNHNH
pH 14 pK logNHNH
pH 14 pK pH 14 4,77 9,23
d)Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
10mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=1,0mmolHCl
10mLNH 0,1M0,1mmolNH1mLNH 0,1M
=1,0mmolNH
Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finalde la reacción sólo quedan 1,0 mmoles de NH Cl formados. Se trata de una sal quepresentahidrólisisácida.
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 23
8.33.Paraelamoníaco, =4,76.ElpHdeunadisoluciónreguladora formadapor 0,050My 0,20Mes:a)8,94b)9,84c)8,64d)9,54e)8,00
(O.Q.N.Barcelona2001)
UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeNH yNH Cl:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)
Laexpresióndelaconstantedebasicidades:
K =NH OH
NH= OH
NHNH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pOH=pK +logNHNH
pH=144,76log0,200,05
=8,64
Larespuestacorrectaeslac.
8.34.ElijaelintervalodepHefectivodeunadisoluciónreguladoradeHF‐NaF.a)5,0‐7,0b)2,2‐4,2c)6,0‐8,0d)9,8‐11,8e)Ningunodeestosintervalos.
(Dato.ConstantededisociaciónácidadelHF=6,8·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)
El intervalodepHderegulaciónesaquelenelqueunadisoluciónreguladoraneutralizaeficazmentelosácidosybasesañadidosmanteniendoconstanteelpH.Aefectosprácticosesteintervaloesde2unidadesdepH.
Unadisoluciónreguladora formadaporunamezclaequimoleculardeHFyNaF tieneunpH:
HF(aq)+H O(l)F (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =F H O
HF= H O
FHF
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pH=pK +logFHF
pH=pK =3,2
ElintervaloderegulacióndepHdeladisolucióndadaes3,21.
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 24
8.35.Cuandosevaloraunácidodébilconunabasefuerte:a)Solamenteseneutralizaunapartedelosprotonesdelácido.b)Elpuntodeequivalenciacoincidesiempreconelpuntofinaldelavaloración.c)ElpHenelpuntodeequivalenciasiemprees7.d) No conviene valorar los ácidos débiles con bases fuertes puesto que el punto deequivalenciasedetectacondificultad.e)Enlasprimerasetapasdelavaloraciónseformaunadisoluciónreguladoraotampón.
(O.Q.N.Barcelona2001)
Sea por ejemplo el caso de la valoración de CH COOH (ácido débil) con NaOH (basefuerte).Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
CH COOH(aq)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)
Si se tienen10mLdeCH COOH0,1My seañaden5mLdeNaOH0,1M,elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
10mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M
=1mmolCH COOH
5mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=0,5mmolNaOH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente0,5mmolesdeNaOH,estasustanciaes limitante y consume 0,5 mmoles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 0,5mmolesdeCH COOHsinreaccionary0,5mmolesdeNaCH COOformados.Dichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácida.Estasituaciónsedahasta llegaralpuntodeequivalenciaenelquesóloexisteNaCH COOenladisolución,salquesufrehidrólisisbásica.
Larespuestacorrectaeslae.
8.36.Señalecuáldelassiguientespropuestaseslacorrecta:a)ElcatiónFe(II)esunácidodeLewismásfuertequeelFe(III).b)Elcatión esunácidodeLewismásfuertequeelcatión .c)Tantoel comoel sonsusceptiblesdeactuarcomobasesdeLewis.d)Niel niel puedenactuarcomoácidos.e)Ningunadelasanterioresafirmacionesescierta.
(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2002)
a) Falso. Los cationes metálicos en disolución acuosa forman iones complejos que secomportancomoácidosdeLewis:
Fe (aq)+6H O(l) Fe H O (aq)
Fe (aq)+6H O(l) Fe H O (aq)
ElcomportamientocomoácidodeLewis:
Fe H O (aq)+H O(l) Fe OH H O (aq)+H O (aq)
Fe H O (aq)+H O(l) Fe OH H O (aq)+H O (aq)
Consultandolabibliografía,sesabequelaconstantedeequilibriodelasegundareacciónesmayorqueladelaprimera,portanto,elFe(III)esunácidomásfuertequeelFe(II).
b)Verdadero.ElcatiónLi eselácidodébilconjugadodelabasefuerteLiOH,porloquenosufrehidrólisis.
Proble
ElcatLewis
c) Fasolitalas epares
d) Fa(orbilaestelect
Lare
8.37.lossiga)b)c)d)HOe)HC
Unadylab
Laex
TomaHasse
Altra
ElpHEstos
emasyCuestio
tiónAl ens:
Al (aq)+
Al H O
also. Una bariosquepuspecies prosdeelectron
also. Un ácitalesatómictructurasderónicos:
espuestacor
Untécnicodguientesáci
OClCN
disoluciónrbaseconjuga
HA(aq)+
xpresiónde
K =A
H
ando logarielbachquep
pH=pK +
atarsedeun
pH=pK
Hdeladisolsvaloresse
onesdelasOlim
ndisolución
+6H O(l)
(aq)+H
base de Lewuedecompaopuestas nonessolitario
cido de Lewcosvacíos)eLewislase
rrectaeslab
delaboratoridosseráelm=5,9·10=5,6·10=1,8·10=3,0·10=4,9·10
reguladoraáadaA ytien
H O(l)
laconstante
H OHA
= H
itmos y mpermitecalc
+logAHA
namezclaeq
uciónlopromuestrane
mpiadasdeQu
acuosaform
Al H
H O(l)
wis es todaartirconunson basesosquepued
wis es todaquepuedenespeciespro
b.
riodeseapremásadecuad
ácidaestáfoneunpH:
A (aq)
edeacideze
H OAHA
ultiplicandocularelpHd
quimolecula
oporcionaelnlasiguient
uímica.Volume
maunionco
H O (aq
Al OH
especie quácido.ComdeLewis, yancompart
a especie qunalbergarunopuestasno
epararunaddoparaello?
ormadapor
+H O (aq)
es:
o por ‐1 sdeunadisolu
arsetienequ
lvalordepKtetabla:
en3.(S.Menar
omplejoque
q)
H O (a
uímica queoseobservya que ni elir,porloqu
uímica quenpardeelesonniácid
disoluciónre?
unamezcla
)
e obtieneuciónregula
ue[A ]=[H
K delácido
rgues&F.Latre
esecompor
aq)+H O (
posee pareaenlaestruboro ni elesonácidos
posee huectrones.Comos,yaquen
eguladorade
equimolecu
la ecuaciónadora:
HA]:
odeladisolu
e)
rtacomoáci
(aq)
es de electucturasdeLaluminio posdeLewis:
ecos electrómoseobsernoposeenh
depH=5.¿Cu
(O.Q.N.Oviedo
ulardeácido
n de Hende
uciónregula
25
idode
ronesLewisoseen
ónicosrvaenuecos
uálde
o2002)
o,HA,
erson‐
adora.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 26
ÁcidoH C O 5,9·10 1,23H AsO 5,6·10 2,25
1,8·10 4,74HOCl 3,0·10 7,52HCN 4,9·10 9,31
ElácidocuyopK seaproximamásalvalordepH=5es pK 4,74 .
Larespuestacorrectaeslac.
8.38.Sedisponedeunadisolución0,5Mdecadaunade lassiguientessales.¿CuáldeellastieneunpHmásbajo?a)KClb) c)NaId) e)
(O.Q.N.Oviedo2002)
a) El cloruro de potasio, KCl, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
KCl(aq)Cl (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH O.
b)El acetatode sodio,NaC H O , endisolución acuosa se encuentradisociado según laecuación:
NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ionCH COO es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegún laecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7.
c)Elyodurodesodio,NaI,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaI(aq)I (aq)+Na (aq)
ElionI eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHIporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH O.
d) El nitrato de potasio, KNO3, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
KNO3(aq)NO (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 27
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO3porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH O.
e) El cloruro de amonio, NH Cl, en disolución acuosa se encuentra disociada según laecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
ElionCl eslabasedébilconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
Comoseobserva,seproducenionesH O porloqueelpH<7.
Larespuestacorrectaeslae.
8.39.¿Cuáldelassiguientesespeciesesanfótera?a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.N.Sevilla2010)
Unanfóteroesunasustanciaquecomportarsecomoácidoycomobasedependiendodelmedioenelqueseencuentre.
Laúnicadelasespeciespropuestasquepuedecumpliresacondicióneselionbicarbonato,HCO :
Comoácido:HCO (aq)+OH (aq)CO (aq)+H O (aq)
Comobase:HCO (aq)+H O (aq)H CO (aq)+H O(l)
Larespuestacorrectaeslac.
8.40.Sielvalorde paraelion es1,0·10 ,¿cuáleselvalorde paraelion ?a) =1,0·10 b) =1,0·10 c) =1,0·10 d) =1,0·10 e) =1,0·10
(Dato. =1,0·10 )(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)
La relaciónentre la constantede fuerzadeácidoy subase conjugadavienedadapor laexpresión:
K =KK
K =1,0·10
1,0·10=1,0·10
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 28
8.41.¿Cuáleselácidoconjugadodel (aq)?a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)e) (aq)f) (aq)
(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Asturias2008)(O.Q.N.Ávila2009)(O.Q.L.LaRioja2009)
Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted‐Lowry:
Ácidoesunaespeciecapazdecederprotonesaunabase
Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido:
(aq)+H O (aq) (aq)+H O(l)base1ácido2ácido1base2
Larespuestacorrectaeslab.
(EnlacuestiónpropuestaenÁvila2009secambiaelapartadoeporelf).
8.42.¿QuésucedeenunadisolucióndiluidadeunácidofuerteHX?a)Hayespecies , yHXenconcentracionesapreciables.b)HayHXenmayorproporciónque y .c)Laconcentracióndeprotonesesmuysuperioraladeaniones.d)Ladisociaciónestotal.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Un ácido monoprótico fuerte, HX, en disolución acuosa se encuentra completamentedisociadosegúnlaecuación:
HX(aq)+H O(l)X (aq)+H O (aq)
a‐b)Falso.Comoseencuentracompletamentedisociadoeniones,laconcentracióndeHXesprácticamentenula.
c)Falso.Altratarsedeunadisoluciónácidadiluidaesprecisotenerencuentalosprotonesaportados por el H O. No obstante, las concentraciones de protones y aniones sonsimilares.
d)Verdadero.Portratarsedeunácidomonoprótico fuerte,HX,endisoluciónacuosaseencuentracompletamentedisociado.
Larespuestacorrectaeslad.
8.43.Enlareacciónenequilibrio:
HX(aq)+ (aq)HY(aq)+ (aq) con >>1¿Quéseverifica?a)LaacidezdelaespecieHY>>HX.b)Labasicidaddelaespecie >> .c)Laespecie esmejoraceptoradeunprotónque .d)Lareacciónestápocodesplazadahacialaderecha.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
a)Falso.Silaconstantedeequilibrio,K >>1,quieredecirqueelequilibrioseencuentradesplazadohacialaderecha,esdecirqueelácidoHXesmásfuertequeelHY.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 29
b)Verdadero.SiK (HX)>K (HY)comolarelaciónentrelaconstantedeunácidoysubaseconjugadavienedadaporlaexpresión:
K =KwK
siendoK Y >K X
c) Falso. Si el ácido HX es más fuerte que el ácido HY, la base X es peor aceptora deprotonesquelabaseY .
d)Falso.Silaconstantedeequilibrio,K >>1,quieredecirqueelequilibrioseencuentramuydesplazadohacialaderecha.
Larespuestacorrectaeslab.
8.44.¿QuéocurrirásiaumentaelpHdeunadisoluciónacuosasaturadade ?a)Aumentarála[ ].b)Aumentaránla[ ]y[ ].c)Disminuirá[ ]yaumentará[ ].d)Aumentará[ ].
(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L:Asturias2007)
El H S es un ácido diprótico débil que se encuentra parcialmente disociado según lassiguientesecuaciones:
H S(aq)+H O(l)HS (aq)+H O (aq)
HS (aq)+H O(l)S (aq)+H3O+(aq)
Laecuaciónglobaldelprocesoes:
H S(aq)+2H O(l)S (aq)+2H O (aq)
SielpHdeladisoluciónaumenta,[H O ]disminuye.
Laconstantedeequilibriodelprocesoes:
K =[S ][H O
[H S]
ComosetratadeunadisoluciónsaturadadeH S,si[H O ]disminuye,elvalorde[S ]debeaumentaryelde[H S]debedisminuirparaquesemantengaelvalordelaconstanteK .
Larespuestacorrectaeslac.
8.45.AlamismatemperaturaunácidoHXtieneunpKde4eneldisolventeAyunpKde2eneldisolventeB.¿Quéafirmaciónescierta?a)EldisolventeAesmásbásicoqueelB.b)EldisolventeBesmásbásicoqueelA.c)Losdosdisolventessonigualmentebásicos.d)EsimposibleyaqueelpKdeunácidonodependedeldisolvente.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Sea un ácido débil, HX, que se encuentra parcialmente disociado en disolventes A y Bsegúnlassiguientesecuaciones:
HX+AX +AH HX+BX +BH
Lasrespectivasconstantesdeequilibrioson:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 30
K =[X ][AH[HX][A
K =[X ][BBH[HX][B
Aplicandologaritmosymultiplicandopor‐1seobtiene:
pK =‐log[X ][AH ][HX][A]
=4pK =‐log[X ][BH ][HX][B]
=2
SieldisolventeBesmásbásicoqueeldisolventeA,entonceselequilibrioseencuentramásdesplazadohacialaderecha,portanto:
[BH ]>[AH ]K >K pK <pK
Larespuestacorrectaeslab.
8.46.Cuandoseañaden10 molesdeunácido fuerteaun litrodeaguaa25°C,cuálde lassiguientesafirmacionesescierta:a)Laconstantedeionizacióndelaguaaumenta.b)Aumentaelgradodeionizacióndelagua.c)Disminuyeelporcentajedeionizacióndelagua.d)Elporcentajedeionizacióndelaguanosemodificasinocambialatemperatura.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2008)
Elequilibriodeionizacióndelaguaes:
2H O(l)H O (aq)+OH (aq)
Laconstantedeionizacióndelagua,Kw,es:
Kw=[H O ][OH ]
un valor constante que sólo depende de la temperatura. Si este valor no cambiapermanecenconstanteslosvaloresdelasconcentracionesenelequilibrio.
Larespuestacorrectaeslad.
8.47.¿Porquéelion eslabasemásfuertequeexisteendisoluciónacuosa?a)Porqueeslabaseconjugadadel .b)Porquenohayotrasbasesmásqueelion .c)Porquelos seencuentransiempreendisoluciónacuosa.d)Porqueelaguareaccionacompletamenteconlasbasesfuertesparadariones .
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
ElH OreaccionaconlasbasesfuertesparaproducirionesOH :
NaOH(aq)+H O(l)Na+(aq)+OH (aq)
Larespuestacorrectaeslad.
8.48. Se tieneun litro de disolucióndeácido acético y un litro dedisolucióndeHCl.Ambasdisoluciones tienen el mismo pH, por lo tanto, para neutralizar con sosa de la mismaconcentración:a)Elácidoacéticonecesitamayorcantidaddesosa.b)ElHClnecesitamayorcantidaddesosa.c)Losdosácidosnecesitanlamismacantidaddesosa.d)Senecesitanmásdatosparasaberqueácidonecesitamássosaparasuneutralización.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2007)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 31
Las ecuaciones químicas correspondientes a las reacciones de neutralización de los dosácidosconNaOHson:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
CH COOH(aq)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)
SuponiendoqueparaambasdisolucionesácidaspH=2,deacuerdoconelconceptodepH:
[H O ]=10 =10 M
ElHClesunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoen ionessegúnlaecuación:
HCl(aq)+H O(l)Cl(aq)+H O (aq)
Portratarsedeunácidofuerte:
[H O ]=[HCl]=10 M
Suponiendo que la disolución de NaOH es 1 M, el volumen necesario de ésta paraneutralizarelHCles:
1LHCl10 M10 molHCl
1LHCl10 M1molNaOH1molHCl
1LNaOH1M1molNaOH
=10 LNaOH1M
ElCH COOHesunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoenionessegúnlaecuación:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidezes:
K =[CH COO ][H O
[CH COOH]
Enelequilibriosecumpleque:
[CH COO ]=[H O ]=10 M [CH COOH]≈c
Partiendo de que la constante K para el CH COOH es aproximadamente 2·10 , laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
2·10 =10c
c=5M
Suponiendo que la disolución de NaOH es 1 M, el volumen necesario de esta paraneutralizarelCH COOHes:
1LCH COOH5M5molCH COOH1LCH COOH5M
1molNaOH
1molCH COOH1LNaOH1M1molNaOH
=5LNaOH1M
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 32
8.49.¿Cuántoslitrosdeaguadestiladadebenañadirsea1LdedisoluciónacuosadeHClconpH=1paraobtenerunadisoluciónconpH=2?a)0,1Lb)0,9Lc)2Ld)9Le)100L
(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Asturias2004)
ElHClesunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoeniones:
HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)
AplicandoelconceptodepHunadisoluciónconpH=1
[H O ]=10 =10 M
yotraconpH=2:
[H O ]=10 =10 M
LlamandoValnúmerodelitrosdeaguaaañadiryaplicandoelconceptodemolaridad:
10 M=10 mol1+V L
V=9L
Larespuestacorrectaeslad.
8.50.Indiquecuáldelassiguientesproposicionesesfalsarespectodelagua:a)Esunasustanciaanfótera.b)Enalgunassalesproducehidrólisis.c)Suproductoiónicoesiguala10 acualquiertemperatura.d)SupHes7.
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Elequilibriodeionizacióndelaguaes:
2H O(l)H O (aq)+OH (aq)
Elproductoiónicodelaguaa25°C,Kw,es:
Kw=[H O ][OH ]=10
un valor constante que sólo depende de la temperatura. Si cambia la temperaturacambiaelvalordedichaconstante.
Larespuestacorrectaeslac.
8.51.Indiquecuáldelassiguientesproposicionesesfalsa:a)NotodoslosindicadoresvirancuandoelpHesigual7.b)Lasdisolucionesde tienencarácterácidodebidoalahidrólisis.c)Laconstantedehidrólisisdependedelatemperatura.d)LadisoluciónquecontieneamoníacopresentapH>7.
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
a)Verdadero.DeacuerdoconlateoríadeOstwaldparaindicadores,lazonadevirajedeunindicadordependedelvalordesupK.
InH(aq)+H O(l)In (aq)+H O (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 33
Laconstantedefuerzaes:
K =[In ][H O ]
[HIn][H O ]=K
[HIn][In ]
Tomandologaritmosymultiplicandopor‐1seobtiene:
pH=pK +log[In ][HIn]
b)Falso. El acetato de sodio, NaCH COO, es una sustancia que en disolución acuosa seencuentradisociadasegúnlaecuación:
NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ionCH COO ,es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH yladisoluciónesbásica.
c) Verdadero. La constante de hidrólisis o constante de acidez o basicidad se calculamediantelaexpresión:
K =KK
dondelasconstantesK yK dependendelatemperatura.
d)Verdadero.Elamoníaco,NH ,esunabasedébilqueendisoluciónacuosaseencuentraparcialmentedisociadasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH yladisoluciónesbásicaytienepH>7.
Larespuestacorrectaeslab.
8.52.SielpHdeunadisoluciónes1,7indiquecuáldelassiguientesproposicionesescierta:a)Setratadeunácidodébil.b)Esuncasodehidrólisisdesaldeácidofuerteybasedébil.c)Laconcentracióndeionesoxonioenladisoluciónes2·10 M.d)ElpOHvale11,3.
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
a)Falso.ElpHdeunadisoluciónnoindicasisetratadeunácidofuerteodébil.
b)Falso.LahidrólisisdeunasalprocedentedeácidofuerteybasedébiltieneunpH<7peronotanbajocomo1,7yaqueelcatiónquesehidrolizaesunácidodébilynoproduceunaconcentracióndeprotonestanaltacomoparaalcanzaresevalor.
c)Verdadero.SipH=1,7;deacuerdoconelconceptodepH:
[H O ]=10 =10 , M=2·10 M
d)Falso.LarelaciónentrepHypOHdeunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:
pH+pOH=14pOH=14–1,7=12,3
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 34
Larespuestacorrectaeslac.
8.53.Indiquecuáldelassiguientesproposicionesesfalsa:a)EnlasdisolucionesácidaselpH<7.b)EnlasdisolucionesbásicaselpOH<7.c)Losácidosorgánicossonácidosdébiles.d)Losácidospolipróticosdébilescedenalaveztodoslosprotones.
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
a‐b)Verdadero.LasdisolucionesácidastienenpH<7ylasbásicas,pH>7.
c)Verdadero.Losácidosorgánicostienenelgrupocarboxilo,‐COOH,unidoaunacadenacarbonada. La fuerza del ácido depende de la atracción de los electrones del grupohidroxilo,O−H,porelrestodelacadena.TeniendoencuentaqueloselementoscarbonoehidrógenosonpocoelectronegativosnofavorecenlamayorpolarizacióndedichoenlaceconlaconsiguienteliberacióndelionH ,portanto,losácidosorgánicossondébiles.
d)Falso.Losácidospolipróticosdébiles,comoporejemploelH CO ,liberanlosprotonesporetapasdeacuerdoconlossiguientesequilibrios:
H CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+H O (aq)
HCO (aq)+H O(l)CO (aq)+H O (aq)
cuyasrespectivasconstantesdefuerzason:
K =[HCO ][H O
[H CO ]
K =[CO ][H O
[HCO ]
K >>K
Larespuestafalsaeslad.
8.54.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesacuosaspresentacarácterácido?a)NaClb) c) d)
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)(O.Q.L.Asturias2009)
a)Falso.Elclorurodesodio,NaCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegún laecuación:
NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH Oyladisoluciónesneutra.
b)Falso.Elhidróxidodeamonio,NH OH,esunabasedébilqueendisoluciónacuosaseencuentraparcialmentedisociadasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yladisoluciónesbásica.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 35
c)Verdadero.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Comoseobserva,seproducenionesH O porloqueelpH<7yladisoluciónesácida.
d) El nitrato de potasio, KNO , en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
KNO (aq)NO (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH Oyladisoluciónesneutra.
Larespuestacorrectaeslac.
8.55.Sila delácidocianhídricoes6,2·10 yla delamoníacoes1,8·10 ,elpHdeladisoluciónacuosadelcianuroamónicoserá:a)pH=7b)pH>7c)pH<7d)pH=0
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)(O.Q.L.Asturias2007)
LasalNH CN,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
NH CN(aq)CN (aq)+NH (aq)
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidez(hidrólisis)delionamonioes:
K =KK
=1,0·10
1,8·10=5,6·10
ElionCN eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:
CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delioncianuroes:
K =KK
=1,0·10
6,2·10=1,6·10
SeproducenionesH3O+yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosionesdelasal.
Comoseobserva,K CN >K NH ,loquequieredecirqueelcianuroesmásfuertecomo base (produce más hidróxidos) que el amonio como ácido (produce menosprotones)Portanto,ladisoluciónresultanteesdébilmentebásicayelpH>7.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 36
Larespuestacorrectaeslab.
8.56.Elsímbolo delaespecie correspondealaconstantedeequilibriodelareacción:a) + + b) + H2S+ c) + + d) + +
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted‐Lowry:
Ácidoesunaespeciecapazdecederprotonesaunabase
Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido.
LareaccióndelHS comobasees:
HS (aq)+H O(l)H S(aq)+OH (aq)base1ácido2ácido1base2
cuyaconstantedeequilibrioes:
K =H S OH
HS
Larespuestacorrectaeslab.
8.57.UnadisolucióntienepH=10,82.Laconcentraciónde dedichadisoluciónes:a)1,5·10 Mb)1,5·10 Mc)6,6·10 Md)6,6·10 M
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)(O.Q.L.LaRioja2006)(O.Q.L.CastillayLeón2010)
LarelaciónentreelpHyelpOHdeunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:
pH+pOH=14pOH=14–pH=14–10,82=3,18
DeacuerdoconelconceptodepOH:
[OH ]=10 =10 , M=6,6·10 M
Larespuestacorrectaeslad.
(EnCastillayLeón2010elpH=10,7).
8.58.Cuandosedisuelveacetatodesodioenagua:a)Seproducenioneshidróxido.b)Seproducenioneshidrógeno.c)Seproduceácidoacéticoehidróxidodesodio.d)Sehidratansimplementelosionesacetatoysodio.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
Elacetatode sodio,NaCH COO,esuna sustanciaqueendisoluciónacuosa se encuentradisociadasegúnlaecuación:
NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 37
El ionCH COO ,es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH yladisoluciónesbásicaytieneunpH>7.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.59. El aminoácido glicina ( − −COOH) en disolución acuosa se disocia según lassiguientesreacciones:
− −COOH+ − − + =2,35
− ‒ + − − + =9,78¿CuáleselpHisoeléctricodeladisolución,esdecircuandoelnúmerodemoléculasdeglicinacargadaspositivamenteseigualaalmoléculasdeglicinacargadasnegativamente?a)1,17b)4,89c)9,78d)7,01e)6,06
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelaprimerareacciónes:
K =[H3N ‐CH2‐COO ][H O ]
[H3N ‐CH2‐COOH]
Lasmoléculasdeglicinacargadaspositivamenteson:
[H3N ‐CH2‐COOH]=[H3N ‐CH2‐COO ][H O ]
K
Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelasegundareacciónes:
K =[H2N‐CH2‐COO ][H O ]
[H3N ‐CH2‐COO ]
Lasmoléculasdeglicinacargadaspositivamenteson:
[H2N‐CH2‐COO ]=[H3N ‐CH2‐COO ]K
[H O ]
Comoenelpuntoisoeléctricoelnúmerodemoléculascargadaspositivaynegativamenteesidéntico:
[H3N ‐CH2‐COOH]=[H2N‐CH2‐COO ]
[H3N ‐CH2‐COO ][H O ]K
=[H3N ‐CH2‐COO ]K
[H O ][H O ]= K1·K2
Aplicandologaritmosymultiplicandopor‐1seobtiene:
pH=12pK1+pK2 pH=
122,35+9,78 =6,06
Larespuestacorrectaeslae.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 38
8.60.Unadisolucióncompuestainicialmentedeácidohidrazoico( )0,5Myde 0,25MtieneunpHde4,78;cuandosealcanzaelequilibrio.¿Cuálesla del ?a)1,7·10 b)1,7·10 c)1,2·10 d)1,2·10 e)8,5·10
(Dato. =1,0·10 )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeHN yNaN :
HN (aq)+H O(l)N (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =N H O
HN= H O
NHN
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pH=pK +logNHN
Sustituyendoseobtiene:
4,78=pK +log0,250,50
pK =5,08
LaconstantedeacidezdelHN es:
K =10 ,
Larelaciónentrelaconstantedefuerzadeunácidoysubaseconjugadavienedadaporlaexpresión:
K =KK
=1,0·10
10 , =1,2·10
Larespuestacorrectaeslac.
8.61.Unjabóncomercialestáformadoprincipalmenteporpalmitatosódico.¿CuálseráelpHdeunadisolución0,1Mdeestejabón?a)10b)3c)7d)9e)11
(Dato. ácidopalmítico=10 )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
El palmitato de sodio es una sal procedente de ácido débil y base fuerte, NaA, que endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
NaA(aq)A (aq)+Na (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 39
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionA eslabaseconjugadadelácidodébilHAysehidrolizasegúnlaecuación:
A (aq)+H O(l)HA(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionpalmitatoes:
K =HA OH
A
K =KK
=1,0·10
10=10
Enelequilibriosecumpleque:
[HA]=[OH ] [A ]≈0,1M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
10 =[OH ]2
0,1[OH ]=10 M
pOH=‐log 10 =5,0pH=14–5,0=9,0
Larespuestacorrectaeslad.
8.62.Elácidoacéticoenamoníacolíquidocomodisolvente:a)Esunácidomásdébilqueelagua.b)Estarámásionizadoqueendisoluciónacuosa.c)Esigualmentedébil,porqueelpKdeunácidonodependedelanaturalezadeldisolvente.d)Actúacomobase.
(O.Q.L.Asturias2004)
Comoelamoníacoesunabasemás fuertequeelaguaelequilibrioexistenteentreestassustancias:
CH COOH(l)+NH (l)CH COO (l)+NH (l)
seencuentramásdesplazadohacialaderecha.
Larespuestacorrectaeslab.
8.63.SedisponedeunadisoluciónacuosadeunácidoHA.Sisequieresabersisetratadeunácidofuerteodébil,bastaríaconocer:a)SupHysuconcentración.b)SólosupH.c)Sólosuconcentración.d)Supuntodecongelaciónylaconstantecrioscópicadelagua.
(O.Q.L.Asturias2004)
ElácidoHAseencuentradisociadoenionessegúnlaecuación:
HA(aq)+H O(l)A (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidezes:
K =[A ][H O
[HA]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 40
Enelequilibriosecumpleque:
[A ]=[H O ] [HA]≈c
DelaexpresióndelaconstantedeacidezydelconceptodepHseobtiene:
K =[H O
c
H O 10
K =10
c
SiK >>1setrataunácidofuerte,encasocontrariosetratadeunácidodébil.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.64.Delassustanciasquesecitanacontinuación,señaleaquellaquealdisolverseenaguaproduceunamodificacióndelpH:a)KClb) c) d)
(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.LaRioja2006)
a)Falso.Elclorurodepotasio,KCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KCl(aq)Cl (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionCleslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónnosufreningunamodificaciónyaquees7yloproporcionaelH O.
b)Falso.Elnitratodepotasio,KNO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KNO (aq)NO (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónnosufreningunamodificaciónyaquees7yloproporcionaelH O.
c)Falso.Elsulfatodepotasio,K SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
K SO (aq)SO (aq)+2K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
Sepuedeaproximarsincometergranerror,queel ionSO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHSO porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónnosufreningunamodificaciónyaquees7yloproporcionaelH O.
d) Verdadero. El carbonato de sodio, Na CO , en disolución acuosa se encuentradisociadosegúnlaecuación:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 41
Na CO (aq)CO (aq)+2Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ion CO es la base conjugada del ácido débil HCO que no se hidroliza según laecuación:
CO (aq)+H2O(l)HCO (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducen ionesOH por losemodificaelpHquesehace>7y ladisoluciónesbásica.
Larespuestacorrectaeslad.
8.65.ElpHdeunadisolución10 molardeácidosulfúricoesiguala:a)7,4b)4,0c)3,7d)10,3
(O.Q.L.Madrid2004)
El ácido sulfúrico, H SO , es un ácido diprótico fuerte que en disolución acuosa seencuentracompletamentedisociadosegúnlaecuación:
H SO (aq)+2H O(l)SO (aq)+2H O (aq)
ComolaconstanteK esmuygrande,sepuedehacerlaaproximacióndequeelácidoesfuertetambiénenlasegundaionización.Portanto,considerando1Ldedisolución:
10 molH SO2molH O1molH SO
=2·10 molH O
ElpHdeestadisoluciónes:
pH=‐log 2·10 =3,7
Larespuestacorrectaeslac.
8.66.Unadisolucióndeunácidodébilmonopróticoydeunadesussalestendrá lamáximaeficaciareguladoradepHcuando:a)ElpHsea7.b)Laconcentracióndelácidoydelasalseanigualesyelevadas.c)Laconcentracióndelácidoseaelevada.d)ElpHseaalcalino.
(O.Q.L.Madrid2004)
Unadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeunácidodébilmonoprótico,HA,yunadesussalesquecontengasubaseconjugada,A :
HA(aq)+H O(l)A (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =A H O
HA= H O
AHA
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 42
pH=pK +logAHA
La capacidad reguladoramáxima de una disolución tampón se consigue si es capaz deneutralizarpequeñascantidadesdeácidoobasesinquehayaunavariaciónapreciabledepH.Estoseconsiguesi:
[HA]=[ ]pH≈pK
Larespuestacorrectaeslab.
8.67.Alhacerburbujear a travésdeunadisolucióndehidróxido sódico en exceso, seformará:a) b) c) d) e)
(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)(O.Q.N.Sevilla2010)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreSO yNaOHes:
SO (g)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+H O(l)
Setratadeunareacciónácido‐base,enlaqueSO eselácidoyNaOHlabase.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.68.SisequiereimpedirlahidrólisisquesufreelNH4Cl,¿cuáldelossiguientesmétodosserámáseficaz?a)AñadirNaOHaladisolución.b)Diluirladisolución.c)AñadirNaClaladisolución.d)Añadir aladisolución.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
EnlahidrólisisdelNH Cl:
NH Cl(aq)NH (aq)+Cl (aq)
EliónCl nosehidrolizayaqueprocededeunácidofuerte,HCl.
EliónNH sehidrolizadeacuerdoconlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Si sedeseaquenoseproduzca lahidrólisisdel ionNH +esprecisoqueelequilibrioseencuentredesplazadohacialaizquierda,hacialaformacióndeNH .
a)Falso.ElNaOHendisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
Los iones OH reaccionan con los ionesH O producidos en la hidrólisis del NH , portanto, de acuerdo con el principio de Le Châtelier, la adición de NaOH a la disolución,favorecelahidrólisisdelNH .
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 43
b) Falso. La adición de H O, de acuerdo con el principio de Le Châtelier, desplaza elequilibriohacialaderechayfavorecelahidrólisisdelNH .
c)Falso.ElNaClendisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq)
ElNaClnopresentaningúnioncomúnconelequilibriocorrespondientealahidrólisisdelNH ,portanto,noafectaalahidrólisisdelmismo.
d) Verdadero. De acuerdo con el principio de Le Châtelier, si se añade a ladisolución,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumaelNH añadido,esdecirsedesplazahacialaformacióndeNH ,porlotanto,seimpidesuhidrólisis.
Larespuestacorrectaeslad.
8.69. Tres disoluciones de igual concentración conteniendo tres sales sódicas de fórmulageneralNaX,NaY,NaZpresentanvaloresdepH7,8y9respectivamente.Decircuálocuálesdelosaniones , o diolugaraunareacciónácido‐base(hidrólisis)frentealagua.a) , b) , c) , d)Ninguno
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Setratadetressalesprocedentesdeunabasefuerte,NaOHyácidosdediferentefuerza.EnellaselcatiónNa nosehidroliza.
Delosaniones,sufriránhidrólisislosqueprocedandeácidosdébilesquesehidrolizandeacuerdoconlaecuación:
A (aq)+H O(l)HA(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delaniónsecalculamediantelarelación:
K =HA OH
A
K =KK
KK
=HA OH
A
Lasconcentracionesenelequilibrioson:
[OH ]=[HA] [A]=c–x≈c
Laexpresiónanteriorquedacomo:
KK
=[OH
c
Teniendoencuentaque:
K =[H3O+][OH ]
[H3O+]=10
seobtieneunaexpresiónquepermiteobtenerelvalordeK (HA)enfuncióndecyelpHdeladisolución:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 44
Ka=c10
Kw
Suponiendoparatodaslassalesdisoluciones1M:
SalNaX pH 7 K 110
10 1
ElácidoHXesunácidofuerte,portanto,elaniónX nosehidroliza.
SalNaY pH 8 K 110
10 10
ElácidoHYesunácidodébil,portanto,elanión sehidroliza.
SalNaZ pH 9 K 110
10 10
ElácidoHZesunácidodébil,portanto,elanión sehidroliza.
Larespuestacorrectaeslac.
8.70.Elácidohipocloroso(HClO)tieneunaconstantede ionizaciónde3,2·10 .¿Cuáleselporcentajedeionizaciónendisoluciones1,0y0,1M,respectivamente?a)0,018%y0,056%b)0,032%y0,0032%c)0,56%y0,18%d)0,56%enambas.e)0,32%enambas.
(O.Q.N.Luarca2005)
El HClO es un ácido débil que se encuentra parcialmente disociado de acuerdo con elequilibrio:
HClO(aq)+H O(l)ClO (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
Ka=ClO H O
HClO
Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndelaconcentracióninicialcydelgradodeionizaciónαes:
[ClO ]=[H O ]=cα [HClO]=c–x≈c
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
Ka=cαc
=cα α=Kac
Sustituyendoseobtiene:
c=1,0Mα=3,2·101,0
100=0,018%
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 45
c=0,1Mα=3,2·100,1
100=0,057%
Larespuestacorrectaeslaa.
8.71.¿Encuálde lossiguientescasoselaguaactúacomounabasedeLewisperonocomounabasesegúnladefinicióndeBrönsted‐Lowry?a) (l)+HF(g) (aq)+ (aq)b) (l)+ (aq) (aq)+HCN(aq)c) (l)+ (aq) (aq)d)2 (l)+ (aq)2 (aq)+ (aq)e) (l)[electrólisis]2 (g)+ (g)
(O.Q.N.Luarca2005)
Según la teoría de Brönsted‐Lowry, base es toda especie química capaz de aceptarprotonesdeunácido.
Según la teoríadeLewis,basees todaespeciequímicaqueposeeunpardeelectronessolitariosquepuedecompartirconunácido.
a)Verdadero.Enlareacción:
H O(l)+HF(g)H O (aq)+F (aq)
el H O captaunprotón (base deBrönsted) de HF y comparteunparde electronessolitarios(basedeLewis)conelH .
b)Falso.Enlareacción:
H O(l)+CN (aq)OH (aq)+HCN(aq)
elH Ocedeunprotón(ácidodeBrönsted)alCN–ynosecomportacomobasedeLewis.
c)Falso.Enlareacción:
H O(l)+Cu (aq)Cu H O (aq)
el H O comparte un par de electrones solitarios (base de Lewis) con el Cu y no secomportacomobasedeBrönsted.
d)Falso.Enlareacción:
2H O(l)+PO (aq)2OH (aq)+H PO (aq)
elH Ocedeunprotón(ácidodeBrönsted)al ionfosfatoynosecomportacomobasedeLewis.
e)Falso.Lareacción:
2H O(l)2H (g)+O (g)
Esunareaccióndeoxidación‐reducción,nodeácido‐base.
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 46
8.72.Sepreparan500mLdedisoluciónreguladoradisolviendo2,16gdebenzoatodesodio( )enelvolumensuficientedeácidobenzoico0,033M.ElpHes:a)4,16b)4,37c)4,64d)5,77e)6,30
(Dato. ácidobenzoico=6,3·10 )(O.Q.N.Luarca2005)
UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeC H COOHyNaC H COO:
C H COOH(aq)+H O(l)C H COO (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =C H COO H O
C H COOH= H O
C H COOC H COOH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pH=pK +logC H COOC H COOH
Laconcentracióndeladisolucióndebenzoatodesodioes:
[C H COO ]=2,16gNaC H COO500mLdisolucion
1molNaC H COO144gNaC H COO
103mLdisolucion1Ldisolucion
=0,030M
Sustituyendoseobtiene:
pH=‐log 6,3·10 +log0,0300,033
=4,16
Larespuestacorrectaeslaa.
8.73.Enlavaloraciónde (aq)conNaOH(aq),indiquesiladisoluciónenelpuntodeequivalenciaesácida,básicaoneutrayporqué.a)Básicaporelexcesode .b)Ácidaporlahidrólisisdelion .c)Ácidaporlahidrólisisdel .d)Neutraporqueseformaunasaldeácidofuerteybasefuerte.e)Básicaporlahidrólisisdel .
(O.Q.N.Luarca2005)
El NaHCO es un anfótero, sustancia que puede comportarse como ácido y como basedependiendodelmedioenelqueseencuentre.EnestecasofrentealNaOH(basefuerte)secomportacomoácidoylaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónes:
NaHCO (aq)+NaOHNa CO (aq)+H O(l)
Elcarbonatodesodioesunasalprocedentedeácidodébilybasefuertequeendisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
Na CO (aq)CO (aq)+2Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 47
Elion eslabaseconjugadadelácidodébilHCO ysehidrolizasegúnlaecuación:
CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yladisoluciónesbásica.
Larespuestacorrectaeslae.
8.74.Unácidodébilmonopróticoestáionizadoun1%a25°C.¿Cuáldelossiguientesdatosseríanecesarioconocerademásparacalcularlaconstantedeionizacióndelácido?a)Laconductividadequivalenteadilucióninfinita.b)Lamasamolardelácido.c)ElpHdeladisolución.d)Elproductoiónicodelagua.
(O.Q.L.Asturias2005)
Un ácidomonoprótico débil HA se encuentra parcialmente disociado en iones según laecuación:
HA(aq)+H O(l)A (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidezes:
K =[A ][H O
[HA]
Expresandolasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndelaconcentracióninicialcydelgradodeionizaciónαsecumpleque:
[A ]=[H O ]=cα [HA]=c(1–α)≈c
Laexpresióndelaconstantedeacidezquedacomo:
Ka=cαc
=cα
Como se observa, el valor de la constantedependedel gradodedisociación yde laconcentracióninicialyestasepuedecalcularapartirdelaconductividadequivalenteadilucióninfinita.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.75.Semezclan100mLdeunadisolucióndeHBr0,20M con250mLdeHCl0,10M.Si sesupone que los volúmenes son aditivos, ¿cuáles serán las concentraciones de los iones endisolución?a)[ ]=[ ]=[ ].b)[ ]>[ ]>[ ].c)[ ]>[ ]>[ ].d)[ ]>[ ]=[ ].
(O.Q.L.Asturias2005)
LosácidosHClyHBrsonfuertesqueseencuentrancompletamentedisociadosenionesdeacuerdoconlasecuaciones:
HBr(aq)Br (aq)+H (aq)
HCl(aq)Cl (aq)+H (aq)
Elnúmerodemolesdecadaionpresenteenladisoluciónson:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 48
ParaelHBr:
0,1LHBr0,2M0,2molHBr1LHBr0,2M
1molH1molHBr
=0,02molH
0,1LHBr0,2M0,2molHBr1LHBr0,2M
1molBr1molHBr
=0,02molBr
ParaelHCl:
0,25LHCl0,1M0,1molHCl1LHCl0,1M
1molH1molHCl
=0,025molH
0,1LHCl0,2M0,1molHCl1LHCl0,1M
1molCl1molHCl
=0,025molCl
Considerando los volúmenes aditivos, las concentraciones de los iones en la disoluciónson,respectivamente:
[Br ]=0,02molBr0,1+0,25 L
=0,057M
[Cl ]=0,025molCl0,1+0,25 L
=0,071M
[H ]=(0,02+0,025)mol
0,1+0,25 L=0,128M
Comoseobserva:
[ ]>[ ]>[ ].
Larespuestacorrectaeslab.
8.76.Un vaso de precipitados contiene 10mL deHCl 0,1M. ¿Qué volumen de agua debeañadirseparaobtenerunadisoluciónconpH=2?a)10mLb)100mLc)1mLd)90mL
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Asturias2007)
ElHClesunácidofuertequeseencuentracompletamentedisociadoeniones:
HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)
LosmmolesdeH O contenidosenladisoluciónoriginalson:
10mLHCl0,1M0,1mmolHCl10mLHCl0,1M
1mmolH O 0,1mmolHCl
=1mmolH O
Elvalorde[H O ]paraunadisoluciónconpH=2es:
[H3O+]=10 =10 M
ConsiderandovolúmenesaditivosyllamandoValnúmerodemLdeaguaaañadir:
10 M=1mmol10+V mL
V=90mL
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 49
Larespuestacorrectaeslad.
(LacuestiónessimilaralapropuestaenTarazona2003yAsturias2004).
8.77.¿CuáldebeserlaconcentracióndeunadisoluciónacuosadeHNO3paraquela[ ]=10 M?a)10 Mb)10 Mc)10 Md)10 M
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.LLaRioja2005)
Entodadisoluciónacuosasecumpleque:
[H O ][OH ]=10
H O =10
10=10 M
Larespuestacorrectaeslab.
8.78.¿Cuáldelassiguientessalesproduceunadisoluciónbásicaaldisolverseenagua?a)KFb) b)NH4NO3d)KCl
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
a)Verdadero.KF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KF(aq)F (aq)+K (aq)
ElionK+,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:
F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)
LadisoluciónresultanteesbásicadebidaalapresenciadelosionesOH .
b)Falso.Elsulfatodepotasio,K SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
K SO (aq)SO (aq)+2K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
Sepuedeaproximarsincometergranerror,queel ionSO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHSO porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónnosufreningunamodificaciónyaquees7yloproporcionaelH O.
c)Falso.Elnitratodeamonio,NH NO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH NO (aq)NO (aq)+NH (aq)
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 50
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
LadisoluciónresultanteesácidadebidaalapresenciadelosionesH O .
d)Falso.Elclorurodepotasio,KCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KCl(aq)Cl (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónnosufreningunamodificaciónyaquees7yloproporcionaelH O.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.79.¿CuálseráelpHdeunadisoluciónacuosadeHFsisedisociaun10%?a)pH=1b)pH=10c)pH=2d)pH=7
(Dato. =7,2·10 )(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
El HF es un ácido débil que se encuentra parcialmente disociado de acuerdo con elequilibrio:
HF(aq)+H O(l)F (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =F H O
HF
Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndelaconcentracióninicialcydelgradodeionizaciónαes:
[F ]=[H O ]=cα [HF]=c–x≈c
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
K =cαc
=cα2
Sustituyendoseobtiene:
c=Kα2=7,2·100,1
=0,072M
Elvalorde[H3O+]ydelpHdeladisoluciónson,respectivamente:
[H3O+]=cα=0,1 0,072M =7,2·10 MpH=‐log 7,2·10 =2,1
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 51
8.80.Enlasiguientereacción:
+ +
a)Elion actúacomoácidodeBrönsted‐Lowry.b)Elion actúacomoácidodeLewis.c)Elion actúacomoácidodeLewis.d)Elion actúacomoácidodeBrönsted‐Lowry.
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry:
ácidoestodaespeciequímicacapazdecederprotonesaunabase.
baseestodaespeciequímicacapazdeaceptarprotonesdeunácido.
ElpapeldelionHPO es:
HPO +H OH PO +OH
HPO42–captaunprotóndelH OysecomportacomobasedeBrönsted.
ElpapeldelionNH es:
NH +H ONH +H O
cedeunprotónalH OysecomportacomoácidodeBrönsted.
En este caso, la teoría de Lewis no explica el comportamiento de ninguno de los ionespropuestoscomoácidoobase.
Larespuestacorrectaeslad.
8.81.Enlavaloracióndeunadisolucióndeácidonitroso0,20Mconhidróxidodesodio0,20M,elpHdelpuntodeequivalenciaes:a)5,83b)7,00c)8,17d)9,00
(Datos. =4,6·10 ; =1,0·10 )(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
ElpHdelpuntodeequivalenciaenunareaccióndeneutralizacióndependedelasustanciaexistentealfinaldelamisma.
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHNO yNaOHes:
HNO (aq)+NaOH(q)NaNO (q)+H O(l)
ElNaNO resultantedelareacciónesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte.EndisoluciónacuosaelNaNO seencuentradisociadocomo:
NaNO (aq)NO (aq)+Na (aq)
LasreaccionesdelosionesconH Oson:
Na eselácidoconjugadodelabasefuerteNaOHynosehidroliza.
NO eslabaseconjugadadelácidodébilHNO
NO (aq)+H O(l)HNO (aq)+OH (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 52
Elvalordesuconstantedebasicidad(hidrólisis)es:
K =KK
=1,0·10
4,6·10=2,2·10
Al ser la estequiometría de la reacción entre HNO y NaOH 1:1 y presentar ambassustancias lamisma concentración, los volúmenes gastados en el puntode equivalenciaserániguales,luegolaconcentracióndeladisoluciónresultanteserá:
VLNaOH0,2M0,2molNaOH1LNaOH0,2M
1molHNO1molNaOH
2VLdisolucion=0,1M
Lasconcentracionesenelequilibrioson:
[OH ]=[HNO ]=x NO =c–x≈c
SustituyendoenlaexpresióndeKb:
Kb=HNO OH
NO=x2
c
2,2·10 =x2
0,1x=1,5·10 M
ElpOHypHdeladisoluciónson,respectivamente:
pOH=‐log 1,5·10 =5,83pH=145,83=8,17
Larespuestacorrectaeslac.
8.82.Indiquecuáldelossiguientesparesiónicosrepresentaunácidoysubaseconjugada.a) / b) / c) / d) /
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry:
ácidoestodaespeciequímicacapazdecederprotonesaunabase.
baseestodaespeciequímicacapazdeaceptarprotonesdeunácido.
ElparHSO /SO eselúnicoquecumplelacondiciónpropuesta:
HSO (aq)+H O(l)SO (aq)+H O (aq)
ácido1base2base1ácido2
Larespuestacorrectaeslac.
8.83. Calcula el pH de una disolución de 0,020M, sabiendo que = 7,5·10 y=6,2·10 :
a)3,50b)2,35c)2,04d)0,96e)4,50
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 53
Se tratade un ácidopoliprótico en el queK >>K ,por loque sepuede aproximar sincometer gran error que prácticamente todos los protones se liberan en la primeraionización:
H PO (aq)+H O(l)H PO (aq)+H O (aq)
Latabladeconcentracioneses:
H PO H PO H Ocinicial 0,02 ctransformado x cformado x xcequilibrio 0,02x x x
Sustituyendo:
7,5·10 =x
0,02xx=9,06·10 M
ElpHdeladisoluciónes:
pH=‐log 9,06·10 =2,04
Larespuestacorrectaeslac.
8.84.Elácidoacéticoesunácidodébil,mientrasqueelHClesfuerte.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa?a)ElpHdeunadisolucióndeHCl0,1Mes1.b)Unadisoluciónquecontiene0,1molesdeácidoacéticoy0,1molesdeacetatode sodiopuedeserunadisolucióntampón.c)ElpHdeunadisolución0,1MdeHClesmenorqueeldeunadisolución0,1Mdeácidoacético.d)ElpHdeunadisoluciónformadamezclandocantidadesequimolecularesdehidróxidodesodio y de ácido clorhídrico será mayor que el de una disolución similar formada porhidróxidodesodioyácidoacético.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
a) Verdadero. El HCl es un ácido fuerte que se encuentra completamente disociado eniones,deformaqueunadisolución0,1Mdedichoácidoproporcionauna[H O ]=0,1M.Portanto,elpHdedichadisoluciónes1.
b)Verdadero.Unadisolucióntampónestáformadaporunácido(obase)débilyunasalquecontengasubase(oácido)conjugado.Ésteeselcasodelamezclapropuesta:
CH COOH(ácido)/NaCH COO(baseconjugada)
Además,paraqueseaunbuentampón,esprecisoquelasconcentracionesdelácidoy labaseconjugadaseansimilares.
c)Verdadero.ElCH COOHesunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoeniones,deformaqueunadisolución0,1Mdedichoácidoproporcionauna[H O ]menorquelaqueproporcionaríaunadisolucióndeHCldelamismaconcentración.Portanto,elpHdedichadisoluciónesmayorque1.
d)Falso.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 54
Lasal formada,NaCl, esuna salprocedentedeácido fuerteybase fuertepor loque losionesquelaformannosehidrolizanyelpHdeladisoluciónresultanteloproporcionaelagua,7,yladisoluciónesneutra.
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:
CH COOH(aq)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)
Lasalformada,NaCH COO,esunasalprocedentedeácidodébilybasefuerteporloqueunodelosionesquelaforman,CH COO ,sísehidroliza:
CH COO (aq)+H O(aq)CH COOH(aq)+OH (l)
yladisoluciónresultantecontieneionesOH ,porloquepH>7,yladisoluciónesbásica.
Larespuestacorrectaeslad.
8.85.SepuedeobtenerHClmediantelasiguientereacción:a)NaCl+ b)ElectrólisisdeunadisoluciónacuosadeNaCl.c)NaCl+ d)NaCl+ e)NaCl+HF
(O.Q.N.Vigo2006)
a‐e)Falso.ParaqueseproduzcaHClapartirdeNaCldebetenerlugarunareacciónácido‐baseenlaqueesprecisoqueelácidoquereaccioneconelCl (baseconjugada)delHClsealosuficientementefuerte.LosácidosH SyHFsondemasiadodébilesparaproducirlareaccióndedesplazamiento.
b)Falso.LaelectrólisisdeNaCl(aq)produciríaeldesprendimientodeH yCl .
c)Falso.ElHNO noesapropiadoyaquealseroxidanteproduciríalaoxidacióndelCl aCl .
d) Verdadero. El H PO tiene la fuerza suficiente para producir la reacción dedesplazamiento.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreambassustanciases:
3NaCl(aq)+H PO (aq)HCl(aq)+NaH PO (aq)
Larespuestacorrectaeslad.
8.86.UnadisoluciónconpH=4es100vecesmenosácidaqueunadisoluciónconpHiguala:a)1b)2c)5d)6e)7
(O.Q.N.Vigo2006)
DeacuerdoconelconceptodepH,unadisoluciónconpH=4:
[H3O+]=10 =10 M
Unadisolución100vecesmásácidaquelaanteriortieneuna[H O ]:
[H O ]=100 10 M =10 M
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 55
ElpHdeestadisoluciónes:
pH=‐log 10 =2
Larespuestacorrectaeslab.
8.87.CuandosevaloraHOCl( =3,0·10 )conKOH,¿cuálseráelmejorindicador?a)Timolftaleína, =9,9b)Azuldebromotimol, =7,10c)Verdedebromocresol, =4,66d)Rojodeclorofenol, =6e)Azuldebromofenol, =3,85
(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.L.Asturias2008)
El pH del punto final de una valoración viene dado por las sustancias presentes en eseinstanteenladisolución.
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClOyKOHes:
HClO(aq)+KOH(aq)KClO(aq)+H O(l)
El hipoclorito de potasio, KClO, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
KClO(aq)ClO (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionClO eslabaseconjugadadelácidodébilHClOysehidrolizasegúnlaecuación:
ClO (aq)+H O(l)HClO(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpHdeladisoluciónresultanteesbastantemayorque7. El indicador timolftaleína ( =9,9) será apropiadoparaunavaloraciónenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHbásico.
Losindicadoresazuldebromofenol,verdedebromocresolyrojodeclorofenoltienenunpKa<7 loquehacequeseanapropiadosparaunavaloraciónenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHácido.
ElindicadorazuldebromotimoltampocoesapropiadoyaquetieneunpKacasineutroporloqueseríaapropiadoparalareacciónentreunácidofuerteyunabasefuerteenlaqueenelpuntofinalexistaunasustanciaquehagaqueladisolucióntengapHneutro.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.88. ¿Cuál de las siguientes sales producirá una disolución básica cuando se disuelve enagua?a)KClb)NaFc) d)NH4NO3e)
(O.Q.N.Vigo2006)
a)Falso.Elclorurodepotasio,KCl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 56
KCl(aq)Cl (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH Oyladisoluciónesneutra.
b) Verdadero. El fluoruro de sodio, NaF, en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:
NaF(aq)F (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:
F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yladisoluciónesbásica.
c)Falso.Elnitratodepotasio,KNO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KNO (aq)NO (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH Oyladisoluciónesneutra.
d)Falso.Elnitratodeamonio,NH NO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH NO (aq)NO (aq)+NH (aq)
ElionNO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHNO porloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Comoseobserva,seproducenionesH O porloqueelpH<7yladisoluciónesácida.
e)Falso.Elcloratodepotasio,KClO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KClO (aq)ClO (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionClO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClO porloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónes7yaqueloproporcionaelH Oyladisoluciónesneutra.
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 57
8.89.¿Cuáldelassiguientesbasesesmásfuerte?a)Amoníaco( =4,75)b)Metilamina( =3,44)c)Urea( =13,90)d)Piridina( =8,75)
(O.Q.N.Madrid2006)
La fuerza de una base viene determinada por el valor de su constante de basicidad ofuerza,K .Cuantomayoresestevalormayoreslafuerzadelabase.
ElpK deunabasesedefinecomo:
pK =‐logK
UnabaseserátantomásfuertecuantomenorseaelvalordesupK .
Lasbasesdadasordenadasdemásfuerteamásdébil:
Metilamina 3,44 >Amoníaco 4,75 >Piridina 8,75 >Urea 13,90
Larespuestacorrectaeslab.
8.90.¿CuáleselpHdeunadisoluciónde 10 M?a)6b)2c)8d)6,98
(Dato. =1·10 )(O.Q.L.Madrid2006)
ElHNO esunácidofuertequeseencuentratotalmentedisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:
HNO (aq)H O (aq)+NO (aq)
Portanto,[H O ]=[NO ]=10 M.
ElH Oesunasustanciaquesecomportacomoácidoobasedébilysedisociaparcialmentesegúnlaecuación:
2H O(l)H O (aq)+OH(aq)
Este equilibrio se encuentra modificado por la presencia de los iones procedentes delHNO .Llamandoxa lasnuevasconcentracionesde [H O ]y [OH ], lacantidad totaldeioneshidroxilodeladisoluciónsepuedecalculardeacuerdoconesteequilibrio:
K =[H O ][OH ]
1,0·10 =(x+10 )xx=9,5·10 M.
[H O ]= x+10 M=1,05·10 MpH=‐log 1,05·10 =6,98
Larespuestacorrectaeslad.
(EstacuestiónessimilaralapropuestaenNavacerrada1996).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 58
8.91.Sedisponededosdisoluciones:20 deHCl0,3My40 deNaOH0,1M.ElpHdeambasdisolucioneses:a)2,2y13b)0,52y13c)1,2y14d)0,22y14
(O.Q.L.Madrid2006)
ElHClesunácidofuertequeseencuentratotalmentedisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:
HCl(aq)H O (aq)+Cl (aq)
Portanto,[H O ]=[Cl ]=0,3M.
pH=‐log 0,3 =0,52
ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
Portanto,[Na ]=[OH ]=0,1M.
pOH=‐log 0,1 =1pH=14–pOH=14–1=13
Larespuestacorrectaeslab.
8.92.Dadoslosequilibrios:(aq)+ (l) (aq)+ (aq)
(aq)+ (l) (aq)+ (aq)Siparaunamismaconcentraciónde y ,la[ ]esmayorque[ ],sepuededecirque:a)Elácido esmásfuertequeel .b) = .c)Elácido esmásdébilqueel .d) > .
(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2011)
Para un ácido débil HB que se encuentra parcialmente disociado en iones según laecuación:
HB(aq)+H O(l)B (aq)+H O (aq)
LaexpresióndelaconstantedeacidezK es:
K =B H O
HB
Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndecson:
[B ]=[H O ]=x [HB]=c–x≈c
SustituyendoenlaexpresióndeK :
K =x2
c
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 59
B > B
HB = HB =
loquesignificaqueelácido esmásfuerteelácido .
Larespuestacorrectaeslaa.
8.93.Enunadisoluciónacuosa10 Mdeácidobutírico( )pKa=4,82,secumpleque:a)[ ]=[ ]y[ ]>[ ]b)pH=3c)[ ]=[ ]=10 mol/Ld)[ ]=[ ]
(O.Q.L.Asturias2006)
Elácidobutíricoesununácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoen ionessegúnlaecuación:
HC H O (aq)+H O(l)C H O (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =C H O H O
HC H O
Lasconcentracionesenelequilibrioson:
[C H O ]= H O =x [HC H O ]=c−x
SipK =11,85:
K =10 =10 , =1,51·10
SustituyendoenlaexpresióndeK :
1,51·10 =x2
10 ‒xx=9,94·10 M
ElpHdeladisoluciónes:
pH=‐log(9,94·10 =5,00
Larespuestacorrectaeslaa.
8.94.Setienenvolúmenesigualesdedisoluciones0,1M,deácidoclorhídrico,HCl,ydeácidoacético, .¿Cuáldelosdosprecisamayorcantidaddebaseparasuneutralización?a)HClb)Losdosigualc)
(O.Q.L.LaRioja2006)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalaneutralizacióndeambosácidosson:
HCl(aq)+NaOHNaCl(aq)+H O(l)
CH COOH(aq)+NaOHNaCH COO(aq)+H O(l)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 60
Como se tiene volúmenes iguales de disolución y con la misma concentraciónmolar,ambascontienenelmismonúmerodemolesdesoluto.
Ambosácidossonmonopróticos,porloquelarelaciónestequiométricaconlabase,porejemplo,NaOH,eslamisma.
Portanto,necesitanelmismonúmerodemolesdebaseparalaneutralización.
Larespuestacorrectaeslab.
8.95.¿CuáldeestasdisolucionestendrápH>8?a)20mLdeNaOH0,2M+50mLde 0,1Mb)25mLdeNaOH0,2M+50mLde 0,1Mc)25mLde 0,1M+20mLdeNaOH0,1Md)25mLde 0,1M+15mLdeNaOH0,1Me)25mLde 0,1M
(O.Q.N.Córdoba2007)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCH COOHyNaOHes:
CH COOH(aq)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)
ElpHdeladisoluciónloproporcionanlassustanciaspresentesalfinaldelareacción.
a)Falso.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
50mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M
=5mmolCH COOH
20mLNaOH0,1M0,2mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=4mmolNaOH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente4mmolesdeNaOH,estasustanciaeslimitanteyconsume4mmolesdeCH COOH.Alfinaldelareacciónquedan1mmolesdeCH COOH sin reaccionar y 4mmoles de NaCH COO formados. Dichamezcla constituyeunadisoluciónreguladoraácidayladisolucióntieneunpH<7.
b)Verdadero.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
50mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M
=5mmolCH COOH
25mLNaOH0,1M0,2mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=5mmolNaOH
Como la reacción es mol a mol y existe igual número de moles de ambas sustanciasinicialesse tratadecantidadesestequiométricasquereaccionancompletamente.Al finaldelareacciónsóloquedan5mmolesdeNaCH COOformados.Estasustanciaendisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ionCH COO ,es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
SetratadeunasalquepresentahidrólisisbásicayladisolucióntieneunpH>8.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 61
c)Falso.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
25mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M
=2,5mmolCH COOH
20mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=2mmolNaOH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente2mmolesdeNaOH,estasustanciaeslimitanteyconsume2mmolesdeCH COOH.Alfinaldelareacciónquedan0,5mmolesdeCH COOH sin reaccionar y 2mmoles de NaCH COO formados. Dichamezcla constituyeunadisoluciónreguladoraácidayladisolucióntieneunpH<7.
d)Falso.Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
25mLCH COOH0,1M0,1mmolCH COOH1mLCH COOH0,1M
=2,5mmolCH COOH
15mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=1,5mmolNaOH
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente1,5mmolesdeNaOH,estasustanciaes limitante y consume 1,5 mmoles de CH COOH. Al final de la reacción quedan 1,0mmolesdeCH COOHsinreaccionary1,5mmolesdeNaCH COOformados.DichamezclaconstituyeunadisoluciónreguladoraácidayladisolucióntieneunpH<7.
e)Falso.Setratadeunadisolucióndiluidadeunácidodébil,CH COOH,queseencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
Comoseobserva,ladisolucióncontieneH O yladisolucióntieneunpH<7.
Larespuestacorrectaeslab.
8.96.¿CuálseráelpHdeunadisolución10 Mdeacetatosódico?a)6,13b)12,2c)1,75d)7,00e)7,87
(Datos. =1,8·10 paraelácidoacético; =1·10 )(O.Q.N.Córdoba2007)
El acetato de sodio, NaCH COO, en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ionCH COO ,es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionacetatoes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 62
KCH COOH OH
CH COO
K =KK
=1,0·10
1,8·10=5,6·10
Enelequilibriosecumpleque:
[CH COOH]=[OH ] [CH COO ]≈10 M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
5,6·10 =[OH ]2
10–[OH ]=7,5·10 M
ElpOHypHdeladisoluciónes:
pOH=‐log 7,5·10 =6,13pH=14–6,13=7,87
Larespuestacorrectaeslae.
8.97.Alañadirunasgotasdeunindicadorácido‐baseaunasoluciónacuosadesconocidaseobserva color verde. El indicador tiene un intervalo de viraje de 3,8 a 5,4; a pH < 3,8 esamarilloapH>5,4esazul,yentreambospHesverde.¿Cuálde las soluciones siguientes,todasellasdelamismaconcentración,0,5M,puedeserlasolucióndesconocida?a)Ácidonítricob)Hipocloritodesodioc)Hidróxidodepotasiod)Clorurodeamonioe)Sulfatodesodio
(O.Q.N.Córdoba2007)(O.Q.L.Asturias2010)
a)Falso.Unadisolución0,5MdeHNO3(ácidofuerte)tieneunpH<<3,8(muyácido),porloquealañadirleunasgotasdeindicador,estetomarácoloramarillo.
b)Falso.Elhipocloritodesodio,NaClO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaClO(aq)ClO (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionClO eslabaseconjugadadelácidodébilHClOysehidrolizasegúnlaecuación:
ClO (aq)+H O(l)HClO(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yalañadiraladisoluciónunasgotasdeindicador,estetomarácolorazul.
c)Falso.Unadisolución0,5MdeKOH(basefuerte)tieneunpH>>5,4(muybásico),porloquealañadirleunasgotasdeindicador,estetomarácolorazul.
d)Verdadero.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 63
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Como se observa, se producen iones H O por lo que el pH será débilmente ácido,comprendido entre 3,8 y 5,4 y al añadir a la disolución unas gotas de indicador, estetomarácolorverde.
e)Falso.Elsulfatodepotasio,Na SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
Na SO (aq)SO (aq)+2Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
Sepuedeaproximarsincometergranerror,queel ionSO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHSO porloquenosehidroliza.
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yalañadiraladisoluciónunasgotasdeindicador,estetomarácolorazul.
Larespuestacorrectaeslad.
8.98.CalculeelpHdeunadisoluciónreguladora0,1Meny1,5Men despuésde
añadir0,1mol/LdeKOH.a)8,08b)8,25c)5,92d)8,41e)5,59(Dato: =4,74)
(O.Q.N.Córdoba2007)
ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporNH yNH Cles:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)
Laexpresióndelaconstantedebasicidades:
K =NH OH
NHOH
NHNH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pOH=pK +logNHNH
pH=14pK logNHNH3
Laadiciónde0,1mol/LdeKOH(base)hacequeselleveacabolasiguientereacción:
NH (aq)+OH (aq)NH (aq)+H O(l)
Los0,1mol/LdeKOHgastan0,1mol/LdeNH (ácido)yforman0,1mol/LdeNH (base).
ElpHdeladisolucióndespuésdelaadicióndeKOHes:
pH=144,74log1,50,10,1+0,1
=8,41
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 64
8.99.Losácidosconjugadosysusrespectivasreaccionesácido‐base ,NH y son:
a) + + b) + + + + + + + + + +
c) + + d) + + + + + + + + +
e) + + + + + +
(O.Q.N.Córdoba2007)
Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted‐Lowry:
Ácidoesunaespeciecapazdecederprotonesaunabase
Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido.
LareaccióndelHS comobasees:
H S+H OHS +H O a1b2b1a2
LareaccióndelNH comobasees:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
a1b2b1a2
LareaccióndelH Ocomobasees:
H3O+(aq)+H O(l)H O(l)+H O (aq)
a1b2b1a2
Larespuestacorrectaeslab.
8.100.Calculelosmolesdeacetatosódicoquehayqueañadira1Ldeunadisolución0,2MdeácidoacéticoparahacerunadisoluciónreguladoradepH=5.a)0,36b)0,40c)0,63d)0,20e)0,48(Dato: =4,74)
(O.Q.N.Córdoba2007)
UnadisoluciónreguladoraformadaporunamezcladeCH COOHyNaCH COO:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =CH COO H O
CH COOH= H O
CH COOCH COOH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 65
pH=pK +logCH COOCH COOH
SiladisolucióntienepH=5,sustituyendoseobtiene:
5=4,74+logCH COO
0,2 CH COO =0,36M
ElnúmerodemolesdeNaCH COOqueesprecisoañadiraladisoluciónes:
1LNaCH COO0,36M0,36molNaCH COO1LNaCH COO0,36M
=0,36mol
Larespuestacorrectaeslaa.
8.101.A50°Cla delaguapuraes5,50·10 .ElpHdelaguaadichatemperaturaserá:a)Ácidob)Básicoc)Neutrod)ElpHdelaguapuraessiempre7.
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
Paraelequilibriodedisociacióndelaguaadeterminadatemperatura:
2H O(l)H O (aq)+OH (aq)
laconstantedeequilibriovienedadaporlaexpresión:
K =[H O ][OH ]=5,50·10
Comoparaelaguasecumplesiempreque:
[H O ]=[OH ]
K =[H O
H O = 5,50·10 =2,35·10 MpH=‐log 2,35·10 =6,63
ElpHdelaguaalatemperaturade50°Ces<7,esdecir,ácido.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.102.¿Quéproposicióndelassiguientesescierta?a)Unácidoysubaseconjugadareaccionanparaformarsalyagua.b)El comoácidoessupropiabaseconjugada.c)Labaseconjugadadeunácidodébilesunabasefuerte.d)Labaseconjugadadeunácidofuerteesunabasefuerte.
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
a)Falso.Noseproduceningunareacciónentreunácidoysubaseconjugada.
b)Falso.LareaccióndelH Ocomoácidoes:
2H O(l)H O (aq)+OH (aq)
c)Falso.ParaunácidodébilcomoelHFysubaseconjugadaF :
HF(aq)+H O(l)F (aq)+H O (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 66
larelaciónexistenteentreambasconstanteses:
K HF ·K F =K
DadalaconstanteK (HF)=7,1·10 ,elvalordelaconstanteK F es:
K F =K
K HF=1,0·10
7,1·10=1,4·10
Comosededucedelvalordelaconstante,labaseconjugadatambiénesdébil.
d)Falso.ParaunácidofuertecomoelHClysubaseconjugadaCl :
HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)
larelaciónexistenteentreambasconstanteses:
K HCl ·K Cl =K
DadalaconstanteK (HCl)=∞·,elvalordelaconstanteK Cl es:
K Cl =K
K HCl=1,0·10
∞=0
Comosededucedelvalordelaconstante,labaseconjugadatambiénesdébil.
Noexisteningunarespuestacorrecta.
8.103.UnadisoluciónacuosadeNaCltendrá:a)Másprotonesqueionesoxidrilo.b)Másionesoxidriloqueprotones.c)Notendráprotonesniionesoxidrilo.d)Tendrálamismaconcentracióndeprotonesquedeionesoxidrilo.
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
Una disolución acuosa de NaCl contiene iones Na y Cl que no se hidrolizan por ser,respectivamente,elácidoylabaseconjugadadelNaOH(basefuerte)yHCl(ácidofuerte).
Además contiene los iones y cuyas concentraciones son idénticas porprocederdelH O.
Larespuestacorrectaeslad.
8.104.ElefectoreguladordelpHenlasangreserealizamedianteelsistema / .¿Cuáleslarazón / enlasangresabiendoquesupHes7,4?a)5,2·10 b)1,2·10 c)0,091d)11,0
Datos. ( )=4,4·10 ; ( )=4,7·10 .(O.Q.L.Madrid2007)
LaecuaciónquímicacorrespondientealequilibriodelH CO es:
H CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+H O (aq)
LaexpresióndelaconstanteK es:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 67
K =HCO [H O ][H CO ]
SielpH=7,4elvalorde[H O ]es:
[H3O+]=10 =10 , M
ElvalordelarelaciónH CO /HCO es:
[HCO ]H CO
=K
[H O ]
[HCO ]H CO
=4,4·10
10 , =11
Larespuestacorrectaeslad.
8.105.Sepreparaunadisoluciónreguladoraácidaquees0,200MenHAcy0,100MenNaAc.SupHserámásestable:a)Conlaadicióndeunácido.b)Conlaadicióndeunabase.c)Seráigualmenteestableconlaadicióndeunácidoodeunabase.d)Laestabilidaddelasdisolucionesreguladorasesindependientedelaconcentracióndelosparesconjugadosácido‐base.
(O.Q.L.Madrid2007)
LaecuaciónquímicacorrespondientealequilibriodelHAces:
HAc(aq)+H O(l)Ac (aq)+H O (aq)
El ácido (H O ) que se añade a la disolución reguladora reacciona con la base Ac− deacuerdoconlareacción:
Ac (aq)+H O (aq)HAc(aq)+H O(l)
La base (OH ) que se añade a la disolución reguladora reacciona con el ácido HAc deacuerdoconlareacción:
HAc(aq)+OH (aq)Ac (aq)+H O(l)
Comolaconcentracióndeácido,[HAc]=0,2Meseldoblequeladebase[Ac ]=0,1M,ladisoluciónreguladoraescapazdemantenermáselpHfrentealaadicióndebase.
Larespuestacorrectaeslab.
8.106.Cuandosemezclan50,0mLde 0,200Mcon35,0mLdeNaOH0,800M,elpHdeladisoluciónresultantees:a)13,0b)10,8c)11,0d)9,22
(O.Q.L.Madrid2007)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH SO yNaOHes:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
ElpHdeladisoluciónloproporcionanlassustanciaspresentesalfinaldelareacción.
Elsulfatodesodioformado,Na SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 68
Na SO (aq)SO (aq)+2Na (aq)
TantoelionNa comoelionHSO son,respectivamente,elácidoylabaseconjugadadébildelabaseNaOHydelácidoH SO fuertes,porloqueningunodeellossehidrolizayportanto,elNa SO formadonoinfluyeenelpHdeladisolución.
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
50mLH SO 0,2M0,2mmolH SO1mLH SO 0,2M
=10mmolH SO
35mLNaOH0,8M0,8mmolNaOH1mLNaOH0,8M
=28mmolNaOH
10mmolH SO28mmolNaOH
=0,36
Larelaciónmolares<0,5loquequieredecirqueelH SO eselreactivolimitanteyquesobraNaOHquedeterminaelpHdeladisoluciónresultante:
10mmolH SO2mmolNaOH1mmolH SO
=20mmolNaOH
Lacantidaddereactivosobrantees:
28mmolNaOH(inicial)–20mmolNaOH(gastado)=8mmolNaOH(exceso)
El NaOH es una base fuerte que se encuentra completamente disociada en iones deacuerdoconlaecuación:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
Considerandolosvolúmenesaditivos,laconcentraciónfinaldeladisolucióndeNaOHes:
OH = NaOH =8mmolNaOH
50+35 mLdisolucion=0,094M
ElpOHypHdeladisoluciónes:
pOH=‐log 0,094 =1,03pH=14–1,03=12,97
Larespuestacorrectaeslaa.
8.107.Enelproceso: +2 + ¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera?a)El esunionneutro.b)El secomportacomoácido.c)El secomportacomobase.d)El esunabase.
(O.Q.L.LaRioja2007)
Es la ecuación química correspondiente a la hidrólisis del ion amonio que explica elcomportamientodeéstecomoácidoyaquecedeprotones.
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 69
8.108.Cuandoaunadeterminada cantidaddedisolucióndeácidoacético (etanoico),quecontienexmolesdesolutoseleañadenxmolesdeNaOH,seobtieneunadisolucióncuyopHes:a)Dependedelvalordexb)>7c)=7d)<7
(O.Q.L.LaRioja2007)
Es la ecuación química correspondiente a la reacción de neutralización entre ambassustanciases:
CH COOH(aq)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)
ElNaCH COOesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ionCH COO ,es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH ,portanto,ladisoluciónresultantetienepH>7.
Larespuestacorrectaeslab.
8.109.Ladeficióndebasecomo sustanciacapazdeACEPTARprotones (hidrogeniones) sedebea:a)Arrheniusb)Lavoisierc)Lewisd)Brönsted
(O.Q.L.LaRioja2007)
EseconceptodebaseesdeBrönsted.
Larespuestacorrectaeslad.
8.110.Sepreparanlassiguientesdisoluciones:1)semezclan25mLdeNaOH0,1Mcon50mLde 0,1M2)semezclan25mLdeNaOH0,1Mcon50mLdeacetatodesodio0,1M3)semezclan25mLdeHCl0,1Mcon50mLdeácidoacético0,1M4)semezclan25mLdeHCl0,1Mcon25mLde 0,1M5)semezclan25mLdeHCl0,1Mcon50mLdeacetatodesodio0,1M
Indicaenquecasoseobtieneunadisolucióntampón:a)enningúncasob)enladisolución5)c)enlasdisoluciones4)y5)d)enlasdisoluciones1)y2)e)enladisolución3)
(O.Q.N.Castellón2008)
Unadisoluciónreguladoraestá formadaunácidoobasedébilyunasalquecontenga labaseoelácidoconjugadodeestos.
1)Unamezcla formadaporNaOH(base fuerte)yNH (basedébil)noesunadisolucióntampón.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 70
2) Una mezcla formada por NaOH (base fuerte) y CH3COONa (base débil) no es unadisolucióntampón.
ElNaCH COOesunasalprocedentedeácidodébilybasefuerte:
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ionCH COO ,es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegúnlaecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
3) Una mezcla formada por HCl (ácido fuerte) y CH COOH (ácido débil) no es unadisolucióntampón.
4)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH yHCles:
HCl(aq)+NH (aq)NH Cl(aq)+H O(l)
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
25mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=2,5mmolHCl
25mLNH 0,1M0,1mmolNH1mLNH 0,1M
=2,5mmolNH
Comolareacciónesmolamolyexistencantidadesigualesdeambosreactivossetratadecantidadesestequiométricasqueseconsumentotalmenteyforman2,5mmolesdeNH Clformados. La mezcla formada por HCl (ácido fuerte) y NH (base débil) no es unadisolucióntampón.
5)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNaCH COOes:
HCl(aq)+NaCH COO(aq)NaCl(aq)+CH COOH(aq)
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
25mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=2,5mmolHCl
50mLNaCH COO0,1M0,1mmolNaCH COO1mLNaCH COO0,1M
=5,0mmolNaCH COO
Comolareacciónesmolamolyexisteninicialmente2,5mmolesdeHCl,estasustanciaeslimitanteyconsume2,5mmolesdeNaCH COO.Alfinaldelareacciónquedan2,5mmolesdeNaCH COOsinreaccionary2,5mmolesdeCH COOHformados.LamezclaformadaporCH COOH(ácidodébil)yNaCH COO(basedébil)esunadisolucióntampón.
Larespuestacorrectaeslab.
8.111.¿CuáleselpHdeunadisolucióndehidróxidodesodio10 M?a)8,00b)12,03c)7,00d)6,00e)7,02
(O.Q.N.Castellón2008)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 71
ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmentedisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
Portanto,[Na ]=[OH ]=10– M.
ElH Oesunasustanciaquesecomportacomoácidoobasedébilysedisociaparcialmentesegúnlaecuación:
2H O(l)H O (aq)+OH (aq)
Este equilibrio se encuentra modificado por la presencia de los iones procedentes delNaOH.Llamandoxa lasnuevasconcentracionesde [H O ]y [OH ], lacantidad totaldeioneshidroxilodeladisoluciónsepuedecalculardeacuerdoconesteequilibrio:
K =[H O ][OH ]
1,0·10 = x+10 xx=9,5·10 M
[OH ]=x+10 =1,05·10 M
ElpOHypHdeladisoluciónes:
pOH=‐log 1,05·10 =6,98pH=14–6,98=7,02
Larespuestacorrectaeslae.
8.112.CalculaelpHdeunadisolucióndeácidosulfúrico0,1M:a)0,73b)1,02c)1,20d)0,96e)1,90
( ácidosulfúrico=1,26·10 )(O.Q.N.Castellón2008)
Resolviendoelproblemapormediodeequilibrios:
H SO (aq)+H O(l)HSO (aq)+H O (aq)
Aplicandobalances:
Balancedemateria:
[H SO ]=[HSO ]
Balancedecargas:
[H O ]=[HSO ][H O ]=[H SO ]
Altratarsedeunácidofuerteyconcentrado,sedesprecialaionizacióndelagua.
ElHSO sufreunasegundaionizacióncomoácidodébilsegúnlaecuación:
HSO (aq)+H O(l)SO (aq)+H O (aq)
cuyaconstantedeacidezvienedadaporlaexpresión:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 72
K =[SO ][H O ]
HSO
ParaunadisolucióndeH SO 0,1M,latabladeconcentracioneses:
HSO SO H Ocinicial 0,1 0,1ctransformado x cformado x xcequilibrio 0,1x x 0,1+x
SustituyendoenlosvaloresdelatablaenlaexpresióndeK :
1,26·10 =x 0,1+x0,1x
x=1,03·10 M
Elvalorde[H O ]ydelpHdeladisoluciónson,respectivamente:
[H O ]= 0,1+x =0,1103MpH=‐log 0,1103 =0,96
Larespuestacorrectaeslad.
8.113.ElpHdeunadisoluciónreguladorade 1My 0,5Mes:a)9,2b)8,9c)9,5d)4,8e)7,0(Datos. ionamonio=6,3·10 ; =1,0·10 )
(O.Q.N.Castellón2008)
ElequilibriocorrespondienteaunadisoluciónreguladoraformadaporNH yNH Cles:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+OH (aq)
Laexpresióndelaconstantedebasicidades:
K =NH OH
NH OH
NHNH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pOH=pK +logNHNH
pH=14pK logNHNH
LarelaciónentrelasconstantesdeacidezdelNH yNH vienedadaporlaexpresión:
K NH ·K NH =K
K NH =K
K NH=1,0·10
6,3·10=1,6·10 pK =‐log 1,6·10 =4,8
SustituyendoenlaexpresióndeHenderson:
pH=144,8log10,5
=8,9
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 73
Larespuestacorrectaeslab.
8.114.Laspropiedadesácido‐basedelosóxidosCaO,Al2O3,ZnO,CrO3,SO2son:a)básico,básico,básico,ácido,ácidob)básico,anfótero,básico,ácido,ácidoc)básico,anfótero,anfótero,ácido,ácidod)básico,anfótero,anfótero,básico,ácidoe)básico,ácido,anfótero,ácido,ácido
(O.Q.N.Castellón2008)
Son óxidos ácidos aquellos que al reaccionar con agua son capaces de producir ionesH O .Porejemplo:
Al O (s)+3H O(l)2AlO (aq)+2H O (aq)
CrO (s)+H O(l)HCrO (aq)+H O (aq)
SO (g)+H O(l)HSO (aq)+H O (aq)
ZnO(s)+2H O(l)HZnO (aq)+H O (aq)
SonóxidosbásicosaquellosquealreaccionarconaguasoncapacesdeproducirionesOH–.Porejemplo:
CaO(s)+2H O(l)Ca (aq)+2OH (aq)
Al O (s)+3H O(l)2Al (aq)+6OH (aq)
ZnO(s)+2H O(l)Zn (aq)+2OH (aq)
Sonóxidosanfóterosaquellosquesoncapacesdecomportarsecomoácidosycomobasesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.Porejemplo:Al O yZnO.
Larespuestacorrectaeslac.
8.115. ¿Cuálde las siguientes sustanciasnoproduceunadisoluciónácidaaldisolverla enagua?a)Clorurodeamoniob)Carbonatodesodioc)Clorurodehidrógenod)Sulfatodehierro(II)
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
b) Verdadero. El carbonato de sodio, Na CO , en disolución acuosa se encuentradisociadosegúnlaecuación:
Na CO (aq)CO (aq)+2Na (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 74
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ion CO es la base conjugada del ácido débil HCO que no se hidroliza según laecuación:
CO (aq)+H2O(l)HCO (aq)+OH (aq)
Ladisoluciónresultanteesbásica.
c)Falso.Elclorurodehidrógeno,HClesunácidoqueendisoluciónacuosaseencuentratotalmenteionizadosegúnlaecuación:
HCl(g)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
d) Falso. El sulfato de hierro (II), FeSO , en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:
FeSO (aq)SO (aq)+Fe (aq)
Sepuedeaproximarsincometergranerror,queel ionSO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHSO porloquenosehidroliza.
Fe enaguaseoxida fácilmenteaFe ,un ionqueal tenerunacarga tanelevadasehidrolizasegúnlaecuación:
Fe H O (aq)+H O(l) Fe OH H O (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
Larespuestacorrectaeslab.
8.116.Unasolucióndecianurodesodioes:a)Ácidaporquelasalprovienedeunácidofuerte.b)Neutraporqueesunasal,ytodaslassalessonneutras.c)Básicaporquelasalprocededeunabasefuerte.d)Básicaporquelasaltieneunaniónquesehidrolizaycaptaprotonesdelagua,yaqueeslabaseconjugadadeunácidodébil.
(O.Q.L.Asturias2008)
El NaCN, una sal procedente de ácido débil y base fuerte. En disolución acuosa seencuentraenformadeiones:
NaCN(s)Na (aq)+CN (aq)
ElionNa ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionCN ,eslabaseconjugadadelácidodébilHCNysehidrolizasegúnlaecuación:
CN (aq)+H O(l)HCN(aq)+OH (aq)
ComoalfinalsóloexistenionesOH enladisolución,éstaesbásica.
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 75
8.117.ElpHdeunadisoluciónacuosa10 Mdeácidoacético,a25°C,esiguala:a)4,00b)4,38c)4,47d)10,0
(Dato. =1,76·10 )(O.Q.L.Asturias2008)
Elácidoacético,CH COOH,seencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidezes:
K =[CH COO ][H O
[CH COOH]
Lasconcentracionesdetodaslasespeciesenelequilibrioson:
[CH COO ]=[H O ]=x [CH COOH]=c–x
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
1,76·10 =x2
10 –xx=[H3O
+]=3,4·10 M
pH=‐log 3,4·10 =4,47
Larespuestacorrectaeslac.
8.118.¿Cuáleslabasemásdébil?a)Etilamina( =4,3·10 )b)Piridina( =1,5·10 )c)Anilina( =7,4·10 )d)Amoníaco( =1,8·10 )
(O.Q.L.Madrid2008)
Labasemásdébil es laque tiene laconstantedebasicidad, ,máspequeña.De lassustanciaspropuestaseslaanilina( =7,4·10 ).
Larespuestacorrectaeslac.
8.119.Indicacuáldelassiguientesreaccionesrepresentacorrectamentelosproductosdelahidrólisisdeltriclorurodealuminio.a) + + b) + +HClc) + + + d) + +HCl
(O.Q.L.Madrid2008)
a‐c)Falso.LasreaccionesnosonposiblescomodehidrólisisyaqueenellastienelugarlaoxidacióndelCl aCl .
b)Verdadero.ElAlCl esunasalprocedentedelareacciónentreHClyAl OH ,portanto,lahidrólisisdelosionesAl yCl produciráestassustancias.
d)Falso.Losproductosdehidrólisisnosecorrespondenconlosdelapartadoanterior.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 76
Larespuestacorrectaeslab.
8.120.Losgramosdebenzoatodesodio, ,quehayqueañadira250mLdeunadisolucióndeácidobenzoico, ,0,050M,paraobtenerunadisolucióndepH=3,0;son:a)0,781gb)0,115gc)0,461gd)0,0032g
(Dato. ( )=6,4·10 )(O.Q.L.Madrid2008)
El equilibrio correspondiente a una disolución reguladora formada por C H COOH yC H COONaes:
C H COOH(aq)+H O(l)C H COO (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =C H COO H O
C H COOH= H O
C H COOC H COOH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pH=pK +logC H COOC H COOH
ElvalordepK es:
pK =‐logK =‐log 6,4·10 =4,2
SustituyendoenlaecuacióndeHenderson:
3,0=4,2+logC H COO
0,05 C H COO =3,2·10 M
LamasadeC H COONaquesehadisolveren250mLdedisoluciónes:
250mLdisolucion3,2·10 molC H COONa
10 mLdisolucion144gC H COONa1molC H COONa
=0,114g
Larespuestacorrectaeslab.
8.121. ¿Cuálde las siguientes sustanciasnodaunadisoluciónácidacuando sedisuelveenagua?a)KClb) c) d)
(O.Q.L.Madrid2008)
a) Verdadero. El KCl, una sal procedente de ácido fuerte y base fuerte. En disoluciónacuosaseencuentraenformadeiones:
KCl(s)K (aq)+Cl (aq)
ElionK ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 77
ElionCl ,eslabaseconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
Ladisoluciónresultanteesneutrayaque losúnicos ionesH3O+yOH lossuministrael
H O.
b)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
c)Falso.ElSO esunasustanciaquealdisolverseenaguaproduceH SO .Esteácidoseencuentraparcialmenteionizadosegúnlaecuación:
H SO (aq)+H O(l)HSO (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
d)Falso.ElZnCl endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
ZnCl (aq)2Cl (aq)+Zn (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
Zn eselácidoconjugadodelabasedébilZn OH ysehidrolizasegúnlaecuación:
Zn (aq)+2H O(l)Zn OH (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.122. Calcula el pH de la disolución obtenida almezclar 250mL de una disolución dehidróxidodesodio0,5Mcon300mLdeunadisolucióndeácidosulfúrico0,2M.(Suponerquelosvolúmenessonaditivos).a)pH=3,30b)pH=5,76c)pH=11,96d)pH=13,24
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNaOHyH SO es:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
ElNa SO esunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerteporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónresultantedependerádecuálseaelreactivosobrante.
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 78
250mLNaOH0,5M0,5mmolNaOH1mLNaOH0,5M
=125mmolNaOH
300mLH SO 0,2M0,2mmolH SO1mLH SO 0,2M
=60mmolH SO
125mmolNaOH60mmolH SO
=2,1
Como la relaciónmolar es > 2 quiere decir que el limitante es el y que sobraNaOH.
RelacionadoH SO conNaOH:
60mmolH SO2mmolNaOH1mmolH SO
=120mmolNaOH
125mmolNaOH(inicial)–120mmolNaOH(consumido)=5mmolNaOH(exceso)
LaconcentraciónmolardeladisoluciónfinaldeNaOHes:
5mmolNaOH250+300 mLdisolucion
=9,1·10 M
ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmenteionizadasegúnlaecuación:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
Elvalorde[OH ]es:
[OH ]=[NaOH]=9,1·10 M
ElpHdeladisoluciónes:
pOH=‐log 9,1·10 =2,04pH=14–pOH=14–2,04=11,96
Larespuestacorrectaeslac.
8.123.Razonasisonciertasofalsaslasafirmacionessiguientes:i)UnadisolucióndeclorurodeamoniotieneunpHbásico.ii)Siseañadeacetatodesodioaunadisolucióndeácidoacético,elpHaumenta.
a)Lasdossoncorrectas.b)Lasdosnosoncorrectas.c)Laprimeraescorrectaylasegundano.d)Lasegundaescorrectaylaprimerano.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
i)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
ii) Correcto. El CH COOH es un ácidodébil que se encuentra parcialmente disociado enionessegúnlaecuación:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 79
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
LaexpresióndelaconstantedeacidezK es:
K =CH COO H O
CH COOH
Siseañade ,elvalorde[CH COO ]enelequilibrioaumenta,porloqueparasemantengaelvalordelaconstanteK elvalorde[H O ]debedisminuirconloqueelpHdeladisoluciónresultanteaumenta.
Larespuestacorrectaeslad.
8.124.Razonasisonciertasofalsaslasafirmacionessiguientes:i)Cuantomayorsealaconcentracióninicialdeácidoacético,mayorserálaconcentracióndeionesacetatoendisolución.ii)Elgradodedisociacióndelácidoacéticoesindependientedelaconcentracióninicialdelácido.
a)Lasdossoncorrectas.b)Lasdosnosoncorrectas.c)Laprimeraescorrectaylasegundano.d)Lasegundaescorrectaylaprimerano.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
i) Correcto. El CH COOH es un ácido débil que se encuentra parcialmente disociado enionessegúnlaecuación:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
LaexpresióndelaconstantedeacidezK es:
K =CH COO H O
CH COOH
Enelequilibriosetieneque:
[CH COO ]=[H O ] [CH COOH]≈c
SustituyendoenlaexpresióndeK :
K =[CH COO ]2
c[CH COO ]= K ·c
Comoseobserva,sicaumenta,elvalorde[ ]tambiénaumenta.
ii)Falso.ElCH COOHesunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadoenionessegúnlaecuación:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
LaexpresióndelaconstantedeacidezK es:
K =CH COO H O
CH COOH
Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndec(concentracióninicial)ydeα(gradodedisociación)son:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 80
[CH COO ]=[H O ]=cα [CH COOH]=c(1–α)≈c
SustituyendoenlaexpresióndeK :
K =cαc
α=Kc
Comoseobserva,αdependedelvalordec.
Larespuestacorrectaeslac.
8.125.OrdenaenordencrecientedepHlasdisolucionesdeloscompuestossiguientes(todaslasconcentracionesson0,1M)HCl, ,NaOH, y .a)HCl< <NaOH< < b) <HCl< < <NaOHc) <HCl< <NaOH< d) <HCl< < <NaOH
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
Los ácidosHCl yH SO son fuertes, por lo que se encuentran totalmente ionizados yproporcionanlosvaloresde[H O ]máselevadosylospHseránlosmásbajos.Asuvez,elH SO esunácidodipróticoporloqueelvalorde[H O ]serámayorqueeldelHClyelpHmenor.
ElácidoCH COOHesdébil,porloqueseencuentraparcialmenteionizadoyproporcionaunvalorde[H O ]menorquelosdelosácidosfuertesyelpHserámayor.
LabaseNH esdébil,por loqueseencuentraparcialmente ionizadayproporcionaunvalorde[H O ]menoraúnqueladelácidodébilCH COOHyelpHserámayor.
LabaseNaOHesfuerte,porloqueseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaunvalorde[H O ]menoraúnqueladelabasedébilNH yelpHseráelmayordetodos.
ElordencrecientedepHdelasdisolucioneses:
<HCl< < <NaOH
Larespuestacorrectaeslab.
8.126.¿Cuáleselácidoconjugadodel (aq)?a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)
(O.Q.L.LaRioja2008)
Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted‐Lowry:
Ácidoesunaespeciecapazdecederprotonesaunabase
Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido:
HSO (aq)+H O (aq)H SO (aq)+H O(l)base1ácido2ácido1base2
Larespuestacorrectaeslaa.
(SimilaralacuestiónpropuestaenOviedo2002,Asturias2004y2008).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 81
8.127.Dadalareacción:
HF(aq)+ (l) (aq)+ (aq)a)Labasees .b)Elácidoconjugadoes ylabaseconjugadaes .c)Elácidoes .d)Labaseconjugadaesel yelácidoconjugadoes .
(O.Q.L.LaRioja2008)
Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted‐Lowry:
Ácidoesunaespeciecapazdecederprotonesaunabase
Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido:
HF(aq)+H O(l)F (aq)+H O (aq)
ácido1base2base1ácido2
Larespuestacorrectaeslab.
8.128.Unadisoluciónacuosa0,1Mdemetilamina( )tienepH=11,85.Apartirdeestosdatossedeterminaqueelvalordesuconstantedebasicidades:a)2,7·10 b)5,4·10 c)2·10 d)5,4·10
(O.Q.L.LaRioja2008)
Lametilaminaesunabasedébilqueseencuentraparcialmentedisociadoenionessegúnlaecuación:
CH NH (aq)+H O(l)CH NH (aq)+OH (aq)
LaexpresióndelaconstantedebasicidadK es:
K =CH NH OH
CH NH
Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndec(concentracióninicial)ydeα(gradodedisociación)son:
[CH NH ]=[OH ]=x [CH NH ]≃c
SipH=11,85 pOH=14–pOH=14–11,85=2,15
[OH ]=10 =10 , M
SustituyendoenlaexpresióndeK :
K =x2
c=
10 , 2
0,1=5,4·10
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 82
8.129.¿Cuálde lossiguientescompuestosnodaunadisoluciónácidacuandosedisuelveenagua?a)KClb) c) d) e)HCNO
(O.Q.N.Ávila2009)
a) Verdadero. El KCl, una sal procedente de ácido fuerte y base fuerte. En disoluciónacuosaseencuentraenformadeiones:
KCl(s)K (aq)+Cl (aq)
ElionK ,eselácidodébilconjugadodelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionCl ,eslabaseconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
Ladisoluciónresultanteesneutrayaque losúnicos ionesH3O+yOH lossuministrael
H O.
b)Falso.ElCO esunasustanciaquealdisolverseenaguaproduceH CO .Esteácidoseencuentraparcialmenteionizadosegúnlaecuación:
H CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
c)Falso.ElAlCl ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
AlCl (aq)3Cl (aq)+Al (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
Al eselácidoconjugadodelabasedébilZn OH ysehidrolizasegúnlaecuación:
Al (aq)+3H O(l)Al OH (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
d)Falso.El NH SO ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH SO (aq)SO (aq)+2NH (aq)
Sepuedeaproximarsincometergranerror,queel ionSO eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHSO porloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
e)Falso.ElHCNOesunácidodébilquesedisociasegúnlaecuación:
HCNO(aq)+H O(l)CNO (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida.
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 83
(CuestiónsimilaralapropuestaenMadrid2008).
8.130.¿Cuáldelossiguientescompuestosesanfótero?a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Ávila2009)
a‐d) Falso. Tanto H S como H PO son ácidos débiles que en disolución acuosa seencuentranparcialmentedisociadosdandoionesH O .
c‐e)Falso.TantoBa OH comoCa OH sonbases fuertesqueendisoluciónacuosa seencuentrantotalmentedisociadasdandoionesOH .
b)Verdadero.ElAl OH esunanfóteroquepuedecomportarse:
comoácido:Al OH (s)+3H O (aq)Al OH (aq)
comobase:Al OH (s)+OH (aq)Al OH (aq)
Larespuestacorrectaeslab.
8.131.¿CuáleslaconcentracióndeionesH+enunadisolucióndeácidobenzoico( )deconcentración5,0·10 Men laque laconcentracióndebenzoato( )es5,0·10 M?a)1,8·10 b)5,6·10 c)5,0·10 d)6,3·10 e)6,3·10
(Dato. =6,3·10 )(O.Q.N.Ávila2009)
Setratadeunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:
HC H O (aq)+H O(l)C H O (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =C H O H O
HC H O
LaconcentracióndeionesH O es:
H O =KHC H O C H O
H O =6,3·105,0·10
5,0·10=6,3·10 M
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 84
8.132.Elbóraxesunasaldefórmula ·10 cuyahidrólisisesalcalina,deacuerdoconlasiguientereacción:
+5 4 +2 En lavaloraciónde5,0mLdeunadisoluciónsaturadadebóraxsegastan21,0mLdeHCl0,20Ma50°C.Lasolubilidaddelbóraxadichatemperaturaes:a)0,001Mb)0,004Mc)0,21Md)0,84Me)0,42M
(O.Q.N.Ávila2009)
El HCl neutraliza los OH procedentes de la hidrólisis del bórax de acuerdo con lasiguienteecuaciónquímica:
2HCl(aq)+2OH (aq)+2Na (aq)2NaCl(aq)+2H O(l)
RelacionandoHClconOH delahidrólisisdebórax:
21mLHCl0,20M0,20molHCl
1mLHCl0,20M1mmolOH
1mmolHCl=4,2mmolOH
Laconcentracióndeladisolucióndebóraxes:
4,2mmolOH5mLborax
1mmolB O OH
2mmolOH1mmolNa B O OH 4 10H O
1mmolB O OH=0,42M
Larespuestacorrectaeslae.
8.133.ElpHdeunadisolución1,0·10 Mdeunácidodébil,cuya =1,0·10 es:a)6b)5,6c)8d)Aproximadamente7
(O.Q.L.Madrid2009)
SetratadeunácidodébilmuypococoncentradoporloqueparaelcálculodelpHdebentenerse en cuenta los protones que suministra el agua. Por estemotivo, el pHdebe sermuycercanoeinferiora7.
Larespuestacorrectaeslad.
8.134.Sedisponedelassiguientesdisolucionesacuosas,todasellas0,01M,¿cuálpresentaráelpOHmásbajo?a) b)NaFc)HFd)
Datos. (HF)=6,8·10 ; ( )=5,7·10 .(O.Q.L.Madrid2009)
Comoparacualquierdisoluciónacuosasecumpleque,pH+pOH=14,cuantomásbajoseaelpOH,másaltoseráelpH.
a‐c)Falso.Delassustanciaspropuestas,H SO yHF,sonrespectivamente,ácidofuerteyácidodébil,porloquesupHserábastantebajoysupOHbastantealto(pOH>>7).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 85
d)Falso.Elclorurodeamonio,NH Cl,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionCl eslabaseconjugadadébildelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Ladisoluciónresultanteesácida(pOH>7).
b) Verdadero. El fluoruro de sodio, NaF, en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:
NaF(aq)F (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:
F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)
Ladisoluciónresultanteesbásica(pOH<7).
Larespuestacorrectaeslab.
8.135.ElpHaproximadoqueresultademezclar40mLdeunadisolucióndeNaOH0,1Mcon40mLdeotradisolucióndeHCl0,3Mes:a)1b)2,6c)7d)1,5
(O.Q.L.Madrid2009)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNaOHyHCles:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
ElNaClesunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerteporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónresultantedependerádecuálseaelreactivosobrante.
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
40mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=4mmolNaOH
40mLHCl0,3M0,3mmolHCl1mLHCl0,3M
=12mmolHCl
12mmolHCl4mmolNaOH
=3
Larelaciónmolares>1,locualquieredecirqueellimitanteeselNaOHyquesobraHCl.
Relacionadoambosreactivos:
4mmolNaOH1mmolHCl1mmolNaOH
=4mmolHCl
12mmolHCl(inicial)–4mmolHCl(consumido)=8mmolHCl(exceso)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 86
LaconcentraciónmolardeladisoluciónfinaldeHCles:
8mmolHCl40+40 mLdisolucion
=0,1M
ElHClesunácidofuertequeseencuentratotalmenteionizadosegúnlaecuación:
HCl(aq)H O (aq)+Cl (aq)
Losvaloresde[H O ]yelpHson,respectivamente:
[H O ]=[HCl]=0,1MpH=‐log(0,1)=1
Larespuestacorrectaeslaa.
8.136.¿CuáleselpHdeunadisoluciónfluorurodepotasio0,45M?a)2,8b)5,6c)8,4d)10,9
(Datos. paraelácidoHF=6,6·10 ; =1,0·10 )(O.Q.L.Madrid2010)
Elfluorurodepotasio,KF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
KF(aq)F (aq)+K (aq)
ElionK ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteKOHporloquenosehidroliza.
ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:
F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionfluoruroes:
K =HF OH
F
K =KK
=1,0·10
6,6·10=1,5·10
Enelequilibriosecumpleque:
[HF]=[OH ] [F ]≈0,45M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
1,5·10 =[OH0,45
[OH ]=2,6·10 M
pOH=‐log 2,6·10 =5,6pH=14–5,6=8,4
Larespuestacorrectaeslac.
(LacuestiónessimilaralaspropuestasenAlmeria1999yAsturias2004).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 87
8.137.UnadisolucióndehidróxidodecalciotieneunpH=13.Laconcentraciónde es:a)0,05Mb)0,10Mc)0,15Md)0,20M
(O.Q.L.Madrid2010)
El hidróxido de calcio, Ca OH , en disolución acuosa se encuentra disociado según laecuación:
Ca OH (aq)2OH (aq)+Ca (aq)
SipH=13,entoncespOH=1
[OH ]=10 pOH=0,1M:
Ca =OH2
Ca =0,05M
Larespuestacorrectaeslaa.
8.138. Se disuelve 1,00 g de ácido láctico, , en 100mL de agua y la disoluciónresultantetieneunpH=2,40.Elvalordelaconstantededisociacióndedichoácidoes:a)4·10 b)1,4·10 c)1,4·10 d)1,6·10 (Masas:C=12;H=1;O=16)
(O.Q.L.Madrid2010)
Suponiendo que al disolver el ácido láctico no se produce variación de volumen, laconcentraciónmolardeladisoluciónes:
1,00gHC H O 0,1Ldisolucion
1molHC H O 90gHC H O
=0,11M
Setratadeunácidodébilqueseencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:
HC3H5O3(aq)+H O(l)C H O (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =C H O H O
HC3H5O3
Lasconcentracionesenelequilibrioson:
[C H O ]= H O =x [HC3H5O3]≈0,11M
[H O ]=10 pH=10 2,40M
SustituyendoenlaexpresióndeK :
K =x2
c=
10 2,40 2
0,11=1,4·10
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 88
8.139.Enlasiguientereacción:
AgCl(s)+2 (aq) (aq)¿quéespeciequímicaactúacomoácidodeLewis?a) b)AgClc) d)
(O.Q.L.Madrid2010)
Un ácido de Lewis es toda especie química que posee huecos electrónicos (orbitalesatómicos vacíos) que pueden albergar un par de electrones. Como se observa en lasestructurasdeLewislaúnicaespeciequecumpleesacondicióneselionAg ,yaqueposeehuecoselectrónicos:
Larespuestacorrectaeslac.
8.140.ElpHdeunadisolucióndeácidoacético0,1M( =1,8·10 )es:a)0,1b)1,34c)2,4d)3
(O.Q.L.Asturias2010)
Elácidoacético,CH COOH,seencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidezes:
K =[CH COO ][H O
[CH COOH]
Lasconcentracionesdetodaslasespeciesenelequilibrioson:
[CH COO ]=[H O ]=x [CH COOH]≈0,1M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
1,8·10 =x2
0,1–xx=[H O ]=1,3·10 M
pH=‐log 1,8·10 =2,9
Larespuestacorrectaeslad.
(SimilaralacuestiónpropuestaenAsturias2008)
8.141.ElpHresultantealañadir140cm3deunadisolucióndeNaOH0,1Ma0,1LdeHCl0,1Mes:a)12,2b)7c)1,8d)0,1
(O.Q.L.Asturias2010)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 89
LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreNaOHyHCles:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
ElNaClesunasalprocedentedeácidofuerteybasefuerteporloquenosehidroliza.
ElpHdeladisoluciónresultantedependerádecuálseaelreactivosobrante.
Elnúmerodemmolesdecadaespeciees:
140mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=14mmolNaOH
100mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=10mmolHCl
14mmolNaOH10mmolHCl
=1,4
Comolarelaciónmolares>1quieredecirqueellimitanteeselHClyquesobraNaOH.
Relacionadoambosreactivos:
10mmolHCl1mmolNaOH1mmolHCl
=10mmolNaOH
14mmolNaOH(inicial)–10mmolNaOH(consumido)=4mmolNaOH(exceso)
LaconcentraciónmolardeladisoluciónfinaldeNaOHes:
4mmolNaOH(140+100)mLdisolucion
=0,017M
ElNaOHesunabasefuertequeseencuentratotalmenteionizadasegúnlaecuación:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
Elvalorde[OH ]es:
[OH ]=[NaOH]=0,017MpOH=‐log(0,017)=1,8
pH+pOH=14pH=14–1,8=12,2
Larespuestacorrectaeslaa.
(SimilaralacuestiónpropuestaenMadrid2009).
8.142. Si se deja caer unas gotas de disolución de ácido clorhídrico sobre 10mL de unadisoluciónquecontengaácidoacéticoyacetatodesodio,elpHdedichadisolución:a)Aumentaráb)Disminuirác)Desapareced)Prácticamentenosemodificará
(O.Q.L.Asturias2010)
UnamezcladeCH COOHyNaCH COOesunadisoluciónreguladorasicontienecantidadessimilaresdeambasustancias.LacaracterísticadelamismaesquemantieneelpHfrenteapequeñasadicionesdeácidoodebase.
SiseañadeunapequeñacantidaddeHClaladisoluciónanterior,losionesH O liberadospor el ácido reaccionan con los iones CH COO de la disolución manteniendo el pHprácticamenteconstante.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 90
CH COO (aq)+H O (aq)CH COOH(aq)+H O(l)
Larespuestacorrectaeslad.
8.143. Dadas dos disoluciones de dos ácidos de la misma concentración: ácido acético( =1,8·10 )yácidometanoico( =1,8·10 ),laqueposeeunpHmásácidoes:a)Ladeácidoacéticob)Lasdosigualc)Ladeácidoacéticod)Faltandatosparadecidirse.
(O.Q.L.Asturias2010)
Unácidodébil,HA,seencuentradisociadoenionessegúnlaecuación:
HA(aq)+H O(l)A (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidezes:
K =[A ][H O
[HA]
Enelequilibriosecumpleque:
[A ]=[H O ] [HA]≈c
Laexpresióndelaconstantedeacidezquedacomo:
K =[H O ]2
cH O ]= K ·c
Comoparaambosácidoselvalordeceselmismo,tendrámayor[H O ],esdecir,pHmásácido(menor),aquelquetengamayorvalordeK .Enestecaso,como:
K =1,8·10 >K é =1,8·10 < é
Larespuestacorrectaeslac.
8.144.¿Cuáleslabaseconjugadade (aq)?a) b) c) d) (aq)
(O.Q.L.LaRioja2010)
Deacuerdoconlateoríaácido‐basedeBrönsted‐Lowry:
Ácidoesunaespeciecapazdecederprotonesaunabase
Baseesunaespeciecapazdeaceptarprotonesdeunácido:
(aq)+H O(l) (aq)+H O (aq)ácido1base2base1ácido2
Larespuestacorrectaeslad.
(Similar a lacuestiónpropuesta enOviedo2002,Asturias2004y 2008, LaRioja2008 y2009yÁvila2009).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 91
8.145.Laconstante delácidocianhídricoes5,0·10 .¿CuáleselpHdeunadisolucióndeHCN(aq)0,5M?a)Entre3,5y4,5b)Entre5,0y5,5c)Entre9,0y9,5d)Entre10,5y11,0
(O.Q.L.LaRioja2010)
Elácidocianhídrico,HCN,seencuentraparcialmentedisociadosegúnlaecuación:
HCN(aq)+H O(l)CN (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidezes:
K =[CN ][H O
[HCN]
Lasconcentracionesdetodaslasespeciesenelequilibrioson:
[CN ]=[H O ]=x [HCN]≈05M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
5,0·10 =x2
0,5‒xx=5,0·10 M
pH=‐log 5,0·10 =5,3
Larespuestacorrectaeslab.
8.146.SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry,¿cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a) y puedenactuarcomoácidos.b) , y puedenactuarcomobases.c) , y puedenactuarcomosustanciasanfóteras.d)Todassoncorrectas.
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry:
ácidoestodaespeciequímicacapazdecederprotonesaunabase.
baseestodaespeciequímicacapazdeaceptarprotonesdeunácido.
a)Falso.
HSO +H OSO +H O
HSO cede un protón y se comporta ácido de Brönsted,mientras que SO no puedecederprotones.
b)Verdadero.
+H OHSO +OH
+H OHS +OH
+H OHCO +OH
LastresespeciescaptanunprotónysecomportancomobasesdeBrönsted.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 92
c) Falso. Anfóteros son especies que pueden comportarse como ácidos o basesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.
DelastresespeciespropuestaslaúnicaqueesunanfóteroeselionHCO :
acido:HCO +H OCO +H O
base:HCO +H O H CO +H O
Larespuestacorrectaeslab.
8.147. Se preparan tres disoluciones de concentración 0,1M de ácido clorhídrico, ácidoacéticoyacetatodesodio.Indicacuáleselordendeacidez:a)ácidoacético>acetatodesodio>ácidoclorhídricob)ácidoclorhídrico>acetatodesodio>ácidoacéticoc)ácidoclorhídrico>ácidoacético>acetatodesodiod)ácidoacético>ácidoclorhídrico>acetatodesodio
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Elácidoclorhídrico,HCl,esunácidofuerte,porloqueseencuentratotalmenteionizadoyproporcionaelvalorde[H O ]máselevadoysupHseráelmásbajo.
El ácido acético, CH COOH, es débil, por lo que se encuentra parcialmente ionizado yproporcionaunvalorde[H O ]menorqueeldelácidofuerteysupHserámayor.
Elacetatodesodio,NaCH COO,esunasalprocedentedeácidodébilybasefuertequepresenta hidrólisis básica y proporciona un valor de [H O ] mucho más bajo que lasanterioressustanciasysupHseráelmásaltodelastres.
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Elordendeacidezdelasdisolucioneses:
ácidoclorhídrico>ácidoacético>acetatodesodio
Larespuestacorrectaeslac.
8.148.LavariacióndepHqueseproducecuandoseañade1 deHCl1Ma1Ldeaguapuraesde:a)3unidadesb)4unidadesc)5unidadesd)6unidades
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
El ácido clorhídrico, HCl, es un ácido monoprótico fuerte que en disolución acuosa seencuentracompletamentedisociadosegúnlaecuación:
HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq)
Suponiendoquenohayvariacióndevolumenlaconcentracióndeladisoluciónes:
1cm3HCl1M1Lagua
1molHCl
10 cm3HCl1M1molH O1molHCl
=0,001M
ElpHdeestadisoluciónes:
pH=‐log 0,001 =3
LavariaciónqueexperimentaelpHdelaguaes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 93
ΔpH=7−3=4
Larespuestacorrectaeslab.
8.149.Delossiguientesóxidos ,CaO, y puedeafirmarseque:a)Todossonmuysolublesenagua.b)Susdisolucionesacuosastendráncarácterbásico.c)Susdisolucionesacuosastendráncarácterácidod)Ladisoluciónacuosacontendráiones .
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
a)Falso.ElúnicoqueserámuysolubleenaguaseráelNa O,unóxidodeunmetalalcalino.
b‐c)Falso.SonóxidosbásicosaquellosquealreaccionarconaguasoncapacesdeproducirionesOH–.Porejemplo:
Na O(s)+H O(l)Na (aq)+OH (aq)
CaO(s)+2H O(l)Ca (aq)+2OH (aq)
Al O (s)+3H O(l)2Al (aq)+6OH (aq)
Son óxidos ácidos aquellos que al reaccionar con agua son capaces de producir ionesH O .Porejemplo:
P O (s)+3H O(l)H PO (aq)H PO (aq)+H O (aq)
Al O (s)+H O(l)HAlO AlO (aq)+H O (aq)
Son óxidos anfóteros aquellos que son capaces de comportarse como ácidos y comobasesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.Porejemplo:Al O .
d)Verdadero.Segúnsehavistoenelapartadoanterior.
Larespuestacorrectaeslad.
8.150.Laacidezdeloscompuestosbinarioscovalentesaumentaenelorden:a)HF> >CH4> b)CH4> > >HFc)HF> > >CH4d) >HF> >CH4
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Laacidezdeestoscompuestosbinariosdelhidrógenoestarárelacionadaconlapolaridaddel enlace X−H, es decir, con la diferencia de electronegatividad que exista entre loselementosqueformandichoenlace,cuántomáspolarseaéstemásfácilseráquesecedaelprotón(H )ymayorcarácterácidotendráelcompuesto.
Compuesto Δχ CarácterácidoHF 3,98 – 2,20 =1,78 máximoH O 3,44– 2,20 =1,24 medioNH 3,04– 2,20=0,84 medioCH4 2,55– 2,20=0,35 mínimo
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 94
8.151.Alvalorarácidofluorhídrico0,1M( =6,31·10 )conNaOH0,1M,elpHenelpuntodeequivalencia:a)12,10b)3,20c)7,94d)5,93e)Dependedelindicadorutilizado
(Dato.( =1,0·10 )(O.Q.N.Valencia2011)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreHFyNaOHes:
HF(aq)+NaOH(aq)NaF(aq)+H O(l)
ElpuntodeequivalenciasetieneunadisolucióndeNaFcuyaconcentracióneslamitaddeladelasdisolucionesiniciales.
Elfluorurodesodio,NaF,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NaF(aq)F (aq)+Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionF eslabaseconjugadadelácidodébilHFysehidrolizasegúnlaecuación:
F (aq)+H O(l)HF(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionfluoruroes:
K =[HF][OH
[F ]
K =KK
=1,0·10
6,31·10=1,6·10
Enelequilibriosecumpleque:
[HF]=[OH ] [F]≈0,05M
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
1,6·10 =[OH0,05
[OH ]=8,9·10 M
pOH=‐log 8,9·10 =6,05pH=14–6,05=7,95
Larespuestacorrectaeslac.
8.152. Sepreparandiferentesdisolucionesdeacetatodeamoniode concentraciones1M;0,01My0,001M.ElpHdelasdistintasdisolucionesserá:a)4,75;5,75;6,75respectivamenteb)9,25;8,25;7,25respectivamentec)7,00;7,50;8,00respectivamented)8,00;8,50;9,00respectivamentee)7,00paracualquierdisolución(Datos.Ácidoacético, =4,75;amoniaco, =9,25
(O.Q.N.Valencia2011)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 95
LasalNH CH COO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
NH CH COO(aq)CH COO (aq)+NH (aq)
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Laconstantedeacidez(hidrólisis)delionamonioes:
pK =9,25K =10 K =5,6·10
El ionCH COO es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegún laecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionacetatoes:
pK =4,75K =10 K =1,8·10
K =KK
=1,0·10
1,8·10=5,6·10
SeproducenionesH O yOH procedentesdelahidrólisisdelosdosionesdelasal.
Como se observa, K (CH COO ) = K (NH ), lo que quiere decir que ambos iones sonigualdefuertescomobaseycomoácido,respectivamente,independientementedelvalordelconcentracióninicialdelasal.Portanto,ladisoluciónresultanteesneutrabásicayelpH=7.
Larespuestacorrectaeslae.
8.153.Almezclar20mLdeacetatodesodio0,2M( =4,75)con10mLdeHCl0,2M,elpHdeladisoluciónresultantees:a)5,55b)8,35c)4,75d)7,73e)2,73
(Dato.( =1,0·10 )(O.Q.N.Valencia2011)
LasalNaCH COO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadasegúnlaecuación:
NaCH COO(aq)CH COO (aq)+Na+(aq)
ElionNa+,eselácidoconjugadodelabasefuerteNaOHynosehidroliza.
El ionCH COO es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegún laecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
Laconstantedebasicidad(hidrólisis)delionacetatoes:
pK =4,75K =10 K =1,8·10
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 96
K =KK
=1,0·10
1,8·10=5,6·10
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaCH COOyHCles:
HCl(aq)+NaCH COO(aq)NaCl(aq)+CH COOH(aq)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
20mLNaCH COO0,2M0,2mmolNaCH COO1mLNaCH COO0,2M
=4mmolNaCH COO
10mLHCl0,2M0,2mmolHCl1mLHCl0,2M
=2mmolHCl
Larelaciónmolares:
4mmolNaCH COO2mmolHCl
>1limitante:HClsobrante:NaCH COO
Relacionadoambosreactivos:
2mmolHCl1mmolNaCH COO
1mmolHCl=2mmolNaCH COO
4mmolNaCH COO(ini.)–2mmolNaCH COO(cons.)=2mmolNaCH COO(exc.)
RelacionadoellimitanteconelCH COOHformado:
2mmolHCl1mmolCH COOH
1mmolHCl=2mmolCH COOH
Se tieneunamezcla formadapor2mmoldeCH COOHy2mmoldeNaCH COO, loqueconstituyeunadisoluciónreguladoracuyaconcentraciónes:
[CH COOH] NaCH COO 2mmol30mL
=0,067M
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =CH COO H O
CH COOH= H O
CH COOCH COOH
Tomando logaritmos y multiplicando por ‐1 se obtiene la ecuación de Henderson‐HasselbachquepermitecalcularelpHdeunadisoluciónreguladora:
pH=pK +logCH COOCH COOH
Sustituyendoseobtiene:
pH=4,75+log0,0670,067
=4,75
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 97
8.154.Unadisoluciónreguladoraotampónesaquellaque:a)RegulaelpH.b)Escapazdeneutralizarlosiones olos añadidosconloqueelpHvaríapocoonada.c)Escapaz,medianteeldesplazamientodeunequilibrio,deeliminar los iones o los
añadidosconloqueelpHvaríapoco.d) Es capaz de eliminar,mediante una reacción de hidrólisis, los iones o los añadidosconloqueelpHvaríapocoonada.
(O.Q.L.Asturias2011)
Unadisoluciónreguladoraestáformadaporunácidoobasedébilyunasalquecontengaasu conjugado. La presencia de cantidades similares de ácido/base conjugada o debase/ácido conjugado en el equilibrio hace que pueda eliminar los iones H O y OH añadidossinqueapenascambieelpHdeladisolución.
Larespuestacorrectaeslac.
8.155.Almezclar100gdecarbonatodecalciocon1Ldedisolucióndeácidoclorhídrico4Mydejarreaccionar,ellíquidoresultanteserá:a)ácidob)básicoc)neutrod)anfótero
(O.Q.L.Murcia2011)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCaCO yHCles:
2HCl(aq)+CaCO (aq)2CaCl (aq)+H CO (aq)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
100gCaCO1molCaCO100gCaCO
=1molCaCO
1LHCl4M4molHCl1LHCl4M
=4molHCl
4molHCl1molCaCO
>2
LarelaciónmolarobtenidaquieredecirqueellimitanteeselCaCO yquesobraHCl(ácidofuerte).
ComolosproductossonCaCl (salprocedentedeácidofuerteybasefuerte)quenoinfluyeenelpHdeladisoluciónyH CO (ácidodébil),ladisoluciónresultanteseráácida.
Larespuestacorrectaeslaa.
8.156.ElpHdeunadisolución0,1MdeunácidomonopróticoHAes4,5.Sepuededecirquesetratadeunácido:a)Muydiluidob)Orgánicoc)Muypocosolubleenaguad)Pocodisociado
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Apartir de los datos dados se deduceque se trata de unácidodébil y por tantopocodisociadoeniones,yaquesisetrataradeunácidofuerte,unadisolución0,1MtendríaunpH=1.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 98
Larespuestacorrectaeslad.
8.157.Enunadisoluciónde depH=2,38 laconcentraciónde enmolespormLserá:a)4,17·10 b)2,40·10 c)4,17·10 d)2,40·10
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
LarelaciónentreelpHyelpOHdeunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:
pH+pOH=14pOH=14–pH=14–2,38=11,62
DeacuerdoconelconceptodepOH:
[OH ]=10 [OH ]=10 , 2,40·10 mol/L
Cambiandolasunidades:
2,40·10 molL1L
103mL=2,40·10
molmL
Larespuestacorrectaeslad.
(SimilaralapropuestaenCastillayLeón2010).
8.158.SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry,¿cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a) y puedenactuarcomobases.b)HCN, y puedenactuarcomosustanciasanfóteras.c) , y puedenactuarcomoácidos.d)Todassonincorrectas.
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
SegúnlateoríadeBrönsted‐Lowry:
ácidoestodaespeciequímicacapazdecederprotonesaunabase.
baseestodaespeciequímicacapazdeaceptarprotonesdeunácido.
a)Falso.
NH +H ONH +H O ácido
CO +H OHCO +OH base
b) Falso. Anfóteros son especies que pueden comportarse como ácidos o basesdependiendodelmedioenelqueseencuentren.
HCO yHSO sonanfoterosyaquepuedencederocaptarunproton.
HCNpuedecederunprotónynopuedecaptarloyporellosoloactúacomoácido.
c)Verdadero.Lastresespeciescedenunprotónysecomportancomoácidos.
HPO +H OPO +H O ácido
HCO +H OCO +H O ácido
H O H O+H ácido
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 99
Larespuestacorrectaeslac.
(SimilaralapropuestaenCastillayLeón2010).
8.159.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesnoesverdadera?a)Elaguapuratienepropiedadesácidasybásicas.b)Elácidoclorhídricoesmásfuertequeelácidoacético.c)Unadisolucióndeclorurodeamonioesácida.d)Unadisolucióndecarbonatodesodioesácida.
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
a)Verdadero.Elequilibriodeionizacióndelaguaes:
2H O(l)H O (aq)+OH (aq)
Seproducelamismacantidaddeambosiones.
b) Verdadero. El ácido clorhídrico, HCl, es un ácido fuerte, por lo que se encuentratotalmenteionizadoyproporcionaunvalorde[H O ]máselevadoysupHesmásbajo.
El ácido acético, CH COOH, es débil, por lo que se encuentra parcialmente ionizado yproporcionaunvalorde[H O ]menorqueeldelácidofuerteysupHesmayor.
c)Verdadero.El clorurodeamonio,NH Cl, endisoluciónacuosa seencuentradisociadasegúnlaecuación:
NH Cl(aq)Cl (aq)+NH (aq)
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
ElionCl eslabasedébilconjugadadelácidofuerteHClporloquenosehidroliza.
Comoseobserva,seproducenionesH O yportantoesácida.
d) Falso. El carbonato de sodio, Na CO , en disolución acuosa se encuentra disociadosegúnlaecuación:
Na CO (aq)CO (aq)+2Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
El ion CO es la base conjugada del ácido débil HCO que no se hidroliza según laecuación:
CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH yportantoesbásica.
Larespuestacorrectaeslac.
8.160.ElpHdeunadisolucióndeacetatodeamonioesaproximadamente7,locuálsepuedeexplicarporque:a)Ladisoluciónesmuydiluida.b)Elacetatodeamonioesunelectrólitodébil.c)Lassalesdeácidosybasesdébilessonneutras.d)Losionesamonioyacetatosehidrolizanaproximadamenteenlamismamagnitud.
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 100
Elacetatodeamonio,NH CH COO,endisoluciónacuosaseencuentradisociadosegúnlaecuación:
NH CH COO(aq)CH COO (aq)+NH (aq)
ElionNH ,eselácidoconjugadodelabasedébilNH ysehidrolizasegúnlaecuación:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
El ionCH COO es labaseconjugadadelácidodébilCH COOHysehidrolizasegún laecuación:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
SielpHaproximadodeladisoluciónes7quieredecirquelacantidaddeionesH O queproduce el amonio y la de iones OH que produce el acetato es la misma. Como laconcentracióninicialdeambosioneseslamisma,laconstantedeacidez(hidrólisis)delionamoniodebeteneraproximadamenteelmismovalorquelaconstantedebasicidad(hidrólisis)delionacetato.
Larespuestacorrectaeslad.
8.161.¿Quéácidotienelabaseconjugadamásfuerte?a)Ácidoacético( =1,8·10 )b)Ácidofórmico( =1,8·10 )c)Ácidofluorhídrico( =6,8·10 )d)Ácidopropanoico( =5,5·10 )
(Dato. =1,0·10 )(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
La relaciónentre la constantede fuerzadeácidoy subase conjugadavienedadapor laexpresión:
K =KK
K =1,0·10
1,8·10=5,6·10
Paralosácidosdados,tendrálabaseconjugadamásfuerteelquetengaelmayorvalordelaconstanteK ,ylosrespectivosvaloresson:
Ácidoacético 1,8·10 5,6·10
fórmico 1,8·10 5,6·10
fluorhídrico 6,8·10 1,5·10
propanoico 5,5·10 1,8·10
Larespuestacorrectaeslaa.
8.162.Elácidometanoicoesunácidodébilcuyaconstantedeacidezvale1,84·10 .Si setienen500mLdeunadisoluciónacuosadeesteácidoenlacualésteseencuentradisociadoenun34%,¿cuálserálaconcentracióninicialdelácidometanoicoenladisolución?a)2,10·10 Mb)1,05·10 Mc)1,50·10 Md)2,55·10 M
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 101
ElHCOOHesunácidodébilque se encuentraparcialmentedisociadodeacuerdoconelequilibrio:
HCOOH(aq)+H O(l)HCOO (aq)+H O (aq)
Laexpresióndelaconstantedeacidezes:
K =HCOO H O
HCOOH
Lasconcentracionesenelequilibrioenfuncióndelaconcentracióninicialcydelgradodeionizaciónαes:
[HCOO ]=[H O ]=cα [HCOOH]=c−x≈c 1 α
Laexpresióndelaconstantedeequilibrioquedacomo:
Kcα
c 1 αcα1 α
c K1 αα
Sustituyendoseobtiene:
c 1,84·101 0,340,34
1,03·10
Larespuestacorrectaeslab.
8.163.¿CuáleselpHdeunadisolución0,025MdeKOH?a)1,60b)3,69c)10,31d)12,40
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
ElKOHesunabase fuertequeseencuentra totalmentedisociadaen ionesdeacuerdoconlaecuación:
KOH(aq)K (aq)+OH (aq)
Portanto,[K ]=[OH ]=0,025M.
pOH=‐log 0,025 =1,60pH=14–pOH=14–1,60=12,40
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 102
9.REACCIONESDEPRECIPITACIÓN
9.1.SielproductodesolubilidaddelAgBr(s)es5,0·10 a25°C,susolubilidadenaguaes:a)2,5·10 mol· b)7,1·10 mol· c)1,4·10 mol· d)2,5·10 mol· e)Elbromurodeplataescompletamenteinsoluble.
(O.Q.N.Navacerrada1996)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgBr(s)es:
AgBr(s)Ag (aq)+Br (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ag ][Br ]
LlamandosalasolubilidadmolardelAgBryconsiderandoqueenelequilibrio:
[Ag ][Br ]=s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s·s=s
Sustituyendo:
5,0·10 =s s=7,1·10 mol·
Larespuestacorrectaeslab.
9.2.Larelaciónentre la solubilidadenagua (s)yelproductode solubilidad ( )paraelsólidoiónico es:a)9 = b)3 = c)3 = d)s= e)27 =
(O.Q.N.Navacerrada1996)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelFe OH (s)es:
Fe OH (s)Fe (aq)+3OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Fe ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelFe OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Fe ]=s [OH ]=3s
LaexpresióndeKpsquedacomo:
K =s 3s =
Larespuestacorrectaeslae.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 103
9.3.¿CuáldelossiguientescompuestosnoessolubleenNaOH(aq)2,0mol· ?a) (s)b)NaOH(s)c) (s)d)NaCl(s)e) (l)
(O.Q.N.Navacerrada1996)
ElNaOH(aq),base fuerte,que se encuentra completamentedisociadaen iones según laecuación:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
a)Verdadero.ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelFe OH (s)es:
Fe OH (s)Fe (aq)+3OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Fe ][OH
SisetratadedisolverFe OH (s)enNaOH(aq),elvalorde[OH]aumenta.Deacuerdocon el principio de Le Châtelier, para que se mantenga el valor de la constante K , elequilibrio de desplaza hacia la formación de Fe OH (s) con lo que su solubilidaddisminuye.
Teniendo en cuenta que la solubilidad del Fe OH en agua es muy pequeña (K =4,0·10 ),lasolubilidadenNaOH(aq)podríaconsiderarseprácticamentenula.
b‐c) Falso. NaOH y Be OH son bases fuertes, que se encuentran completamentedisociadaseniones,portanto,susolubilidadnoseveafectadaporelmedio.
d)Falso.NaClesunasalmuysolublequeseencuentracompletamentedisociadaeniones,portanto,susolubilidadnoseveafectadaporelmedio.
e)Falso.CH COOH(l)esunácidodébilquesedisuelveperfectamenteenNaOH(aq),basefuerte,yaquereaccionansegúnlaecuación:
CH COOH(l)+NaOH(aq)NaCH COO(aq)+H O(l)
Larespuestacorrectaeslaa.
9.4.Elbromurodeplataesmássolubleen:a)NaCl(aq)0,10mol· b) (l)purac) (aq)diluidod) (aq)0,10mol· e) (aq)diluido
(O.Q.N.Navacerrada1996)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgBr(s)es:
AgBr(s)Ag (aq)+Br (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ag ][Br ]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 104
LaadicióndeNH (aq)alAgBr(s)produce la formacióndeuncomplejoqueprovoca ladisolucióndelprecipitado:
AgBr(s)+2NH (aq) Ag NH (aq)+Br (aq)
Larespuestacorrectaeslae.
9.5.CalculeelpHdeunadisoluciónsaturadade sisuproductodesolubilidades5,5·10 .a)11,28b)8,72c)12,04d)12,34e)13,00
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Asturias2011)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCa OH (s)es:
Ca OH (s)Ca (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ca ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelCa OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Ca ]=s [OH ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
Sustituyendo:
5,5·10 =4s s=1,11·10 mol·L
Losvaloresde[OH ],pOHypHdeladisoluciónson,respectivamente:
[OH ]=2s=2,22·10 mol·L pOH=‐log 2,22·10 =1,65
pH+pOH=14pH=14–1,65=12,35
Larespuestacorrectaeslad.
9.6. Indique lo que ocurre si se añade 0,01 mol de sal soluble (s) a 1 L dedisoluciónde (aq)0,0010M.a)Noseproduciráningunaprecipitación.b)Elvalorde aumentaenunfactorde0,14.c)Precipitaráespontáneamente (s).d)Elvalorde disminuyeenunfactorde0,14.e)Precipitaráespontáneamente (s).
(Dato. =7,4·10 )(O.Q.N.Navacerrada1996)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreCu ClO (s)yNaIO (aq)es:
Cu ClO (s)+NaIO (aq)NaClO (aq)+Cu IO (s)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 105
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCu IO (s)es:
Cu IO (s)Cu (aq)+2IO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Cu ] IO
Losvaloresdelasconcentracionesenelequilibrioson:
Cu =0,01mol1L
=0,01M
IO = NaIO =0,001M
ParaqueseformeprecipitadoesprecisoqueelproductoiónicoseamayorqueK :
K <[Cu ] IO seformaprecipitado
Sustituyendo:
[Cu ] IO = 0,01 0,001 =1,0·10 <7,4·10
ComoelproductoiónicoesmenorqueK noseformaprecipitado.
Larespuestacorrectaeslaa.
9.7.Calculeelproductodesolubilidaddel (s)si lasolubilidaddeestasalenaguaa25°Ces0,022mol· .a)1,9·10 b)1,1·10 c)4,3·10 d)9,7·10 e)4,8·10
(O.Q.N.CiudadReal1997)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbBr (s)es:
PbBr (s)Pb (aq)+2Br (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Pb ][Br
LlamandosalasolubilidadmolardelPbBr yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Pb ]=s [Br ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
Sustituyendo:
K =4 0,022 =4,3·10
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 106
9.8.Paralareacción:
(s) (aq)+ (aq) ΔH>0.¿Cuáldelossiguientescambiosaumentarálasolubilidaddelacetatodeplataenagua?a)Disminucióndelatemperatura.b)Adicióndeácidonítrico.c)Adicióndeacetatodeplata.d)Adicióndeagua.e)Adicióndeacetatosódico.
(O.Q.N.CiudadReal1997)
a) Falso. Si se disminuye la temperatura, de acuerdo con el principio deLeChâtelier, elsistema se desplaza en el sentido en el que se produzca calor y así aumente latemperatura.Comosetratadeunareacciónendotérmica,elequilibriosedesplazahacialaformacióndeAgOOCCH (izquierda)porloquedisminuyelasolubilidad.
b)Verdadero.SiseañadeHNO producelasiguientereacción:
AgOOCCH (s)+HNO (aq)AgNO (aq)+CH COOH(aq)
DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquesereponganlosionesCH COO consumidosporlaadicióndelácidonítrico,esdecirhacialaderechaconloquelasolubilidaddelAgOOCCH aumenta.
AgOOCCH (s)Ag (aq)+CH COO (aq)
CH COOH(s)H (aq)+CH COO (aq)
c‐e)Falso.LaadicióndeNaOOCCH oAgOOCCH ,sustanciasquetienenalgúnioncomúncon los presentes en el equilibrio producen una disminución de la solubilidad delAgOOCCH . De acuerdo con el principio de Le Châtelier, el sistema se desplaza en elsentido en el que se consuman los iones CH COO o Ag añadidos, es decir hacia laizquierda.
d)Falso.Laadicióndeaguanoafectaalasolubilidadmientrassemantengaconstantelatemperatura.
Larespuestacorrectaeslab.
9.9. Indique lo que ocurre cuando semezclan 50mL de (aq) 1,0M y 50mL de(aq)0,01M.
a)Precipitaespontáneamente .b)Elvalorde aumentaenunfactorde43.c)Elvalorde disminuyeenunfactorde43.d)Noseproduceprecipitación.e)PrecipitaespontáneamenteNaNO3.
(Dato. =5,8·10 )(O.Q.N.CiudadReal1997)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreAgNO (aq)yNaBrO (aq)es:
AgNO (aq)+NaBrO (aq)NaNO (aq)+AgBrO (s)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgBrO (s)es:
AgBrO (s)Ag (aq)+BrO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 107
K =[Ag ][BrO ]
Losvaloresdelasconcentracionesenelequilibrioson:
Ag = AgNO =50mLAgNO 1,0M
1,0mmolAgNO1mLAgNO 1,0M
50+50 mLdisolucion=0,5M
BrO = NaBrO =50mLNaBrO 0,01M
0,01mmolNaBrO1mLNaBrO 0,01M
50+50 mLdisolucion=0,005M
ParaqueseformeprecipitadoesprecisoqueelproductoiónicoseamayorqueK :
K <[Ag ][BrO ]seformaprecipitado
Sustituyendo:
[Ag ][BrO ]= 0,5 0,005 =2,5·10 >5,8·10
ComoelproductoiónicoesmayorqueK síseformaprecipitado.
Larespuestacorrectaeslaa.
9.10.Calculelasolubilidaddelyodatodeplomo(II)enagua.a)6,5·10 Mb)5,1·10 Mc)4,0·10 Md)5,1·10 Me)6,0·10 M
(Dato. =2,6·10 )(O.Q.N.Burgos1998)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPb IO (s)es:
Pb IO (s)Pb (aq)+2IO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Pb ] IO
LlamandosalasolubilidadmolardelPb(IO3)2yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Pb ]=s [IO ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
Sustituyendo:
2,6·10 =4s s=4,0·10 M
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 108
9.11.Señalelaproposicióncorrecta:a)El producto de solubilidad del disminuye si se añade a una disoluciónacuosadelasal.b)Lasolubilidaddel enaguapura( =2,11·10 )esaproximadamentelamismaqueladel enaguapura( =2,7·10 ),puestoquesusproductosdesolubilidadsoncasiiguales.c)Lasolubilidaddel esmayorqueladelFeCO3.d)Lasolubilidaddel esmayorqueladel .e)Lasolubilidaddel aumentasiseañade aunadisoluciónacuosadelasal.
(O.Q.N.Burgos1998)
a)Falso.Elproductodesolubilidad,K ,deunasustanciaesunvalorconstantequesólodependedelatemperatura.
b) Falso. Los equilibrios correspondientes a la disolución del FeCO (s) y CaF (s) son,respectivamente:
FeCO (s)Fe (aq)+CO (aq) CaF (s)Ca (aq)+2F (aq)
Laexpresióndelasconstantesproductodesolubilidad, K ,son,respectivamente:
K =[Fe ][CO ] K =[Ca ] F
Llamando s a la solubilidades molares del FeCO y CaF considerando que en elequilibrio:
[Fe ]=[CO ]=s [Ca ]=s [F ]=2s
LasexpresionesdeK quedan,respectivamente,como:
K =s
2,11·10 =s s=4,6·10 M
K =s 2s = 4 s
2,7·10 = 4 s s=1,9·10 M
Comoseobserva,lasolubilidaddelCaF esmayorqueladelFeCO .
c)Verdadero.LasolubilidaddelCaF esmayorqueladelFeCO .
d)Falso.LasolubilidaddelCaF esmayorqueladelFeCO .
e)Falso.LaadicióndeNa CO ,sustanciaquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrio produce una disminución de la solubilidad del FeCO . De acuerdo con elprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsuman losionescarbonatoañadidos,esdecirhacialaizquierda.
Larespuestacorrectaeslac.
9.12.Enunadisoluciónacuosasaturadade ,lasolubilidadaumentaalañadir:a)HClb)NaOHc) d) e)
(O.Q.N.Burgos1998)
a)Verdadero.SiseañadeHClaladisoluciónsaturadadeCaCO seproducelasiguientereacción:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 109
CaCO (s)+2HCl(aq)CaCl (aq)+H2CO3(aq)
DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquesereponganlosionesCO consumidosporlaadicióndelácidoclorhídrico,esdecirhacialaderechaconloquelasolubilidaddelCaCO aumenta.
CaCO (s)Ca (aq)+CO (aq)
H CO (aq)2H (aq)+CO (aq)
b) Falso. Si se añade NaOH, base fuerte que se encuentra completamente disociada eniones, losionesOH procedentesdelamismaalteranelequilibriocorrespondientealosionescarbonatoendisoluciónacuosa:
CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+OH–(aq)
DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesOH añadidos,esdecirhacialaizquierda.
Si [CO ] aumenta, [Ca ] disminuye y así se mantiene constante el producto desolubilidad,portanto,lasolubilidaddelCaCO3disminuye.
c‐d)Falso.LaadicióndeNa CO oCaCl ,sustanciasquetienenalgúnioncomúncon lospresentes en el equilibrio producen una disminución de la solubilidad del CaCO . DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsuman los iones CO o Ca añadidos, es decir hacia la izquierda, por tanto, lasolubilidaddelCaCO disminuye.
e)Falso.Laadicióndeaguanoafectaalasolubilidadmientrassemantengaconstantelatemperatura.
Larespuestacorrectaeslaa.
9.13.Larelaciónentre lasolubilidadenagua(s)yelproductodesolubilidad( )paraelsólidoiónico es:a) = b)s= c) = d)4 = e)2 =
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelFe OH (s)es:
Fe OH (s)Fe (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Fe ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelFe OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Fe ]=s [OH ]=2s
LaexpresióndeKpsquedacomo:
K =s 2s =
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 110
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenNavacerrada1996).
9.14.Paralasiguientereacción:
(aq)+2 (aq) (aq) K=1,6·10 .Calcule la solubilidad molar del AgCl en una disolución en la que la concentración deequilibriode es2,0M.a)0,107b)0,000013c)0,049d)0,0087e)0,0029
(Dato. AgCl=1,8·10 )(O.Q.N.Almería1999)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgCl(s)es:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ag ][Cl ]
ElequilibriocorrespondientealaformacióndelcomplejoAg NH (aq)es:
Ag (aq)+2NH (aq)Ag NH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodeformacióndelcomplejo,K ,es:
K =[Ag NH ]Ag [NH
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelprecipitadodeAgCl(s)enNH (aq)es:
AgCl(s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+Cl (aq)
Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelareacción,K,es:
K=[Ag NH ][Cl ]
[NH
Multiplicandoydividiendopor[Ag ]seobtiene:
K=[Ag NH ][Cl ]
[NH[Ag ][Ag ]
=K ·K = 1,6·10 1,8·10 =2,9·10
LlamandosalasolubilidadmolardelAgCl,latabladeconcentracionesenelequilibrio:
NH Ag NH Clcinicial 2 ctransformado 2s cformado s scequilibrio 2–2s s s
Sustituyendo:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 111
s2–2s
=2,9·10 s=0,0972M
Lapropuestaquehacen losautoresesque2>>2sy,portanto, 2–2s ≈2conloquelaecuaciónquedamássencillayseobtienes=0,108M.
Larespuestacorrectaeslaa.
9.15.¿CuáleselpHmínimoalqueprecipitaelhidróxidodecobalto(II)deunadisoluciónde0,02M?
a)5,8b)6,2c)7,0d)7,8e)8,7
(Dato. hidróxidodecobalto(II)=2,0·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCo OH (s)es:
Co OH (s)Co (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Co ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelCa OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Co ]=0,02 [OH ]=x
LaexpresióndeK quedacomo:
K =0,02x
Sustituyendo:
2,0·10 =0,02x x=1,0·10 M
Losvaloresde[OH ],pOHypHdeladisoluciónson,respectivamente:
[OH ]=1,0·10 MpOH=‐log 1,0·10 =7,0
pH+pOH=14pH=14–7,0=7,0
Larespuestacorrectaeslac.
9.16.Larelaciónentre lasolubilidadenagua(s)yelproductodesolubilidad( )paraelbórax, ·8 ,unsólidoiónicopocosoluble,es:a) = b)s= c) = d)4 = e)2 =
(O.Q.N.Barcelona2001)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelNa B O OH ·8H O(s)es:
Na B O OH ·8H O(s)2Na (aq)+B O OH (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 112
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Na ]2[B O OH ]
Llamando s a la solubilidad molar del Na B O OH ·8 H O y considerando que en elequilibrio:
[Na ]=s [B O OH ]=2s
LaexpresióndeKpsquedacomo:
K =s 2s =
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralaspropuestasenNavacerrada1996,Almería1999yAsturias2004).
9.17.¿Cuántosmolesde precipitansiseañaden250mLdedisolucióndeNaI0,200Ma150mLde 0,100M?a)0,050molb)1,3·10 molc)0,015mold)5,6·10 mole)0,040mol
(Dato. =1,4·10 )(O.Q.N.Barcelona2001)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNaI(aq)yPb NO (aq)es:
2NaI(aq)+Pb NO (aq)2NaNO (aq)+PbI (s)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbI (s)es:
PbI (s)Pb (aq)+2I (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Pb ][I
Losvaloresdelasconcentracionesenelequilibrioson:
Pb =[Pb NO ]=150mLPb NO 0,1M
0,1mmolPb NO1mLPb NO 1,0M
250+150 mLdisolucion=0,0375M
I = NaI =250mLNaI0,2M
0,2mmolNaI1mLNaI0,01M
250+150 mLdisolucion=0,125M
ParaqueseformeprecipitadoesprecisoqueelproductoiónicoseamayorqueK :
K <[Pb ][I seformaprecipitado
Sustituyendo:
[Pb ][I = 0,0375 0,125 =5,9·10 >1,4·10
ComoelproductoiónicoesmayorqueK síseformaprecipitado.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 113
Una vez que se comprueba que se forma precipitado es preciso determinar cuál es elreactivolimitantequedeterminalacantidaddeprecipitadoformado,paraellosecalculaelnúmerodemolesdecadareactivo:
150mLPb NO 0,1M0,1molPb NO
1000mLPb NO 1,0M=0,015molPb NO
250mLNaI0,2M0,2molNaI
1000mLNaI0,01M=0,050molNaI
Larelaciónmolares:
0,050molNaI0,015molPb NO
=3,3
Como la relaciónmolar es > 2 quiere decir que sobra NaI, por lo que es elreactivolimitantequedeterminalacantidaddePbI queprecipita:
0,015molPb NO1molPbI
1molPb NO=0,015mol
Larespuestacorrectaeslac.
9.18. El ion complejo , el estado de oxidación del cromo y su número decoordinaciónson,respectivamente:a)0y6b)0y7c)+3y4d)+3y6e)‐3y6
(O.Q.N.Barcelona2001)
Se tratadeuncatióncomplejoenelquecatión central cromoseencuentraunidoadosligandosaniónicoscloro Cl yacuatroligandosneutrosamin NH porloquesu:
númerodecoordinaciónes6
estadodeoxidacióndelcatiónmetálicoes,x+2 ‐1 =+1x=+3
Larespuestacorrectaeslad.
9.19.Sideunadisoluciónsaturadadeunsólidoprácticamenteinsolubleenaguaseevaporalamitad del aguamanteniendo la temperatura constante, ¿cuál sería lamolaridad de ladisolución?a)Igualalainicial.b)Lamitaddelainicial.c)Eldobledelainicial.d)Cuatroveceslainicial.
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
SiunasustanciaABprácticamente insolubleenaguacolocaenunvolumendeterminadode agua, unapequeñísima cantidaddeAB, smoles, se disuelve con lo que la disoluciónquedasaturadadeacuerdoconelsiguienteequilibrio:
AB(s)A (aq)+B (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidades:
K =[A ][B ]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 114
estevaloresunaconstantequesólodependedelatemperatura.
Siseevaporalamitaddelaguamanteniendoconstantelatemperatura,comoelproductodesolubilidadesconstante,lasconcentracionesiónicasenelequilibriodebenpermanecerconstantes.
Larespuestacorrectaeslaa.
9.20.Unprecipitadode seencuentraenequilibrioconunadisoluciónsaturadadeestasal.Parteotodoelprecipitadosedisolveráalañadirunadisolucióndiluidade:a)NaOHb) c) d) e)
(O.Q.N.Oviedo2002)
ElequilibriodedisolucióndelAgOOCCH vienedadoporlasiguienteecuación:
AgOOCCH (s)Ag (aq)+CH COO (aq)
a) Falso. Si se añade NaOH, base fuerte que se encuentra completamente disociada eniones, los ionesOHprocedentesde lamismaalteranelequilibriocorrespondientea losionesacetatoendisoluciónacuosa:
CH COO (aq)+H O(l)CH COOH(aq)+OH (aq)
DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesOH añadidos,esdecirhacialaizquierda.
Si [CH COO ] aumenta, [Ag ] disminuye y así se mantiene constante el producto desolubilidad,portanto,lasolubilidaddelAgOOCCH disminuye.
b)Verdadero.SiseañadeHNO producelasiguientereacción:
AgOOCCH (s)+HNO (aq)AgNO (aq)+CH3COOH(aq)
DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelquesereponganlosionesCH COO consumidosporlaadicióndelácidonítrico,esdecirhacialaderechaconloquelasolubilidaddelAgOOCCH aumenta.
AgOOCCH (s)Ag (aq)+CH COO (aq)
CH COOH(s)H (aq)+CH COO (aq)
c‐d‐e) Falso. La adición de NaNO , KOOCCH o AgNO , sustancias que tienen algún ioncomúnconlospresentesenelequilibrioproducenunadisminucióndelasolubilidaddelAgOOCCH . De acuerdo con el principio de Le Châtelier, el sistema se desplaza en elsentido en el que se consuman los iones CH COO o Ag añadidos, es decir hacia laizquierda,portantolasolubilidaddisminuye.
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCuidadReal1997).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 115
9.21. Los productos de solubilidad del sulfato de estroncio y fluoruro de plomo (II) sonrespectivamente,2,8·10 y2,7·10 .Sepuedeafirmarque:a)Lasdossolubilidadessonlaraízcuadradadesusrespectivosproductosdesolubilidad.b)Lasolubilidaddelfluorurodeplomo(II)esmayorqueladelsulfatodeestroncio.c)Lasdossolubilidadessonaproximadamenteiguales.d)LosproductosdesolubilidaddeambassalesaumentanconelpH.e)Noesposibleconocerlasolubilidadconestedato.
(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)
a) Falso. Los equilibrios correspondientes a la disolución del SrSO (s) y PbF (s) son,respectivamente:
SrSO (s)Sr (aq)+SO (aq) PbF (s)Pb (aq)+2F (aq)
Laexpresióndelasconstantesproductodesolubilidad, K ,son,respectivamente:
K =[Sr ][SO ] K =[Pb ] F
Llamandosalasolubilidadesmolares delSrSO yPbF considerandoqueenelequilibrio:
[Sr ]=[SO ]=s [Pb ]=s [F ]=2s
LasexpresionesdeK quedan,respectivamente,como:
K =s
2,8·10 =s s=5,3·10 M
K =s 2s = 4 s
2,7·10 = 4 s s=1,9·10 M
Comoseobserva,lasolubilidaddelPbF esmayorqueladelSrSO .
b)Verdadero.LasolubilidaddelPbF esmayorqueladelSrSO .
c)Falso.LasolubilidaddelPbF escasi4vecesmayorqueladelSrSO .
d)Falso.Enningunodelosequilibriosestánpresentes los ionesOH oH ,portanto, laadicióndeácidoobase,esdecir lamodificacióndelpH,afectaa lasolubilidaddeambasespecies.
e)Comosehademostradoenelapartadoa)lasolubilidadsecalculaapartirdelproductodesolubilidad.
Larespuestacorrectaeslab.
9.22.Elproductodesolubilidaddel enaguaes7,8·10 yeldel es1,8·10 ,portanto:a)Lasolubilidaddeestoscompuestoses7,8·10 y1,8·10 mol/L.b)LasolubilidaddeestoscompuestosenNaClserámenorqueenaguapura.c)Lasolubilidaddel esmásde10vecesmayorqueladel .d)Lasolubilidaddel esaproximadamente10 vecessuperioraladel .c)Lasolubilidaddel aumentaalañadirNaF.
(O.Q.N.Tarazona2003)
a)Falso.Elproductodesolubilidadnoeslomismoquelasolubilidaddeunasustancia.
b) La adición de una sal, NaCl, que no tiene ningún ion común con los del equilibrioestudiadonoafectaalasolubilidaddelassustanciasprecipitadas.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 116
c)Verdadero.LosequilibrioscorrespondientesaladisolucióndelAg PO (s)ySrF (s)son,respectivamente:
Ag PO (s)3Ag (aq)+PO (aq) PbF (s)Pb (aq)+2F (aq)
Laexpresióndelasconstantesproductodesolubilidad, K ,son,respectivamente:
K = Ag [PO ] K =[Sr ] F
Llamando s a la solubilidades molares del Ag PO y SrF considerando que en elequilibrio:
[Ag ]=3s [PO ]=s [Sr ]=s [F ]=2s
LasexpresionesdeK quedan,respectivamente,como:
K = 3s s= 27s
1,8·10 =27s s=1,6·10 M
K =s 2s = 4 s
7,8·10 = 4 s s=5,8·10 M
Comparandoambassolubilidades:
s SrFs Ag PO
=5,8·10 M
1,6·10 M=36
Comoseobserva,lasolubilidaddel esmásde10vecesmayorqueladel .
d)Falso.LasolubilidaddelSrF noesunas10 vecesmayorqueladelAg PO .Esaeslarelaciónentrelosrespectivosproductosdesolubilidad:
K SrF
K Ag PO=7,8·10
1,8·10=4,3·10
e) Falso. La adición de NaF sustancia que tiene un ion común con los presentes en elequilibrioproduceunadisminucióndelasolubilidaddelSrF .DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier, el sistemasedesplazaenel sentidoenelqueseconsuman los ionesF añadidos,esdecirhacialaizquierda.
Larespuestacorrectaeslab.
9.23. Tras añadir una cierta cantidad de AgCl a un cierto volumen de agua, removerenérgicamente y esperarun tiempoadecuado sehandepositado en el fondo2gramosdesólido.Siposteriormenteseañade1gramomásdeAgCl,alamismatemperatura,sepuedeafirmarque:a)Hacambiadolaconcentraciónde deladisolución.b)Habráexactamente3gramosdesólidoenelfondo.c)Habrámenosde3gramosdesólidoenelfondo.d)ElAgClnoessolubleenagua.
(O.Q.L.Murcia2003)
La adición de 2 g de AgCl (s) al agua hace que una pequeñísima cantidad de AgCl sedisuelva,conloqueladisoluciónquedasaturadadeacuerdoconelsiguienteequilibrio:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
Si a continuación, se añade 1 gmás de esta sustancia se irá directamente al fondo delrecipiente.Portanto,lacantidaddesólidoenelfondoseráligeramenteinferiora3g.
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Larespuestacorrectaeslac.
9.24. La solubilidad en agua del fluoruro de calcio ( ) es de 0,016 g· a latemperatura de 18°C. El valor del producto de solubilidad del fluoruro de calcio a esatemperaturadebeser:a)3,4·10 b)4,0·10 c)8,2·10 d)1,7·10 (Masasatómicas:F=19;Ca=40)
(O.Q.L.Murcia2003)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaF (s)es:
CaF (s)Ca (aq)+2F (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ca ] F
LlamandosalasolubilidadmolardelCaF yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Ca ]=s [F ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
LasolubilidadmolardelCaF es:
s=0,016gCaF dm
1molCaF 78gCaF
=2,05·10 M
Sustituyendo:
K =4 2,05·10 =3,4·10
Larespuestacorrectaeslaa.
9.25.El interiordeunateteraestárecubiertocon10gde .¿Cuántos lavadosseríannecesariosparadisolvertodoel ,siencadalavadosegastan250mLdeagua?a)10b)250c)6324d)12640e)1580
(Datos.Masasatómicas:C=12;O=16;Ca=40,1; =4·10 )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)(O.Q.N.Sevilla2010)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaCO (s)es:
CaCO (s)Ca (aq)+CO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ca ][CaCO ]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 118
LlamandosalasolubilidadmolardelCaCO yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Ca ]=[CO ]=s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s
Sustituyendo:
4,0·10 =s s=6,32·10 M
ExpresandolasolubilidaddelCaCO eng/L:
6,32·10–5molCaCO
L100gCaCO 1molCaCO
=6,32·10gCaCO
L
LamasadeCaCO quesedisuelveen250mLdeaguaserálacuartaparte:
146,32·10
gCaCO L
=1,58·10 gCaCO
Relacionando lamasadeCaCO depositada en la tetera con la solubilidaddel CaCO en250mLdeaguaseobtieneelnúmerodelavadosarealizarparaeliminartodoeldepósito:
10gCaCO1lavado
1,58·10 gCaCO =6324lavados
Larespuestacorrectaeslac.
9.26.A25°Clasolubilidaddelfluorurodebarioenaguaes7,41·10 mol/L.Elproductodesolubilidaddedichasalenaguaes:a)1,63·10 · b)5,47·10 · c)8,10·10 · d)1,09·10 ·
(O.Q.L.Murcia2004)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaF (s)es:
BaF (s)Ba (aq)+2F (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ba ] F
LlamandosalasolubilidadmolardelCaF yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Ba ]=s [F ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
Sustituyendo:
K =4 7,41·10 =1,63·10
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 119
9.27.Elvalordelproductodesolubilidadde lassalesMX, y es iguala4,0·10 .¿Cuáldelassalesesmássoluble?a)MXb)QX2c)A2X3d)Lastrestienenlamismasolubilidad.
(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndeunasaldeltipoA B (s)es:
A B s mA aq +nB aq
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[A [B
LlamandosalasolubilidadmolardelA B yconsiderandoqueenelequilibrio:
[A ]=ms[B ]=ns
LaexpresióndeK quedacomo:
K = ms · ns =m ·n ·s
Elvalordelasolubilidadparaunadeterminadasales:
s=K
m ·n
ParalasalMXsetieneque m+n =2yelvalordelasolubilidades
s=4,0·10
1=2,0·10 M
ParalasalQX ,setieneque(m+n)=3yelvalordelasolubilidades:
s=4,0·101·2
=1,0·10 M
ParalasalA X ,setieneque(m+n)=5yelvalordelasolubilidades:
s=4,0·102 ·3
=2,1·10 M
Alavistadelasrespectivassolubilidades,lasalmássolublees .
Larespuestacorrectaeslac.
9.28.Teniendoencuentaelsiguientesistemaenequilibrio:
(s) (aq)+ (aq) ΔH>0a)Sedisolverámássólidosisedisminuyelatemperatura.b)Sedisolverámássólidosisediluyealdobleladisolución.c)Siseconcentraladisolución,aumentarálaconcentraciónde .d)Siseañade (s),disminuirálaconcentraciónde .
(O.Q.L.Asturias2004)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 120
a) Falso. Si se disminuye la temperatura, de acuerdo con el principio deLeChâtelier, elsistema se desplaza en el sentido en el que se produzca calor y así aumente latemperatura.Comosetratadeunprocesoendotérmico,elequilibriosedesplazahacialaformacióndePbSO (izquierda)porloquedisminuyelasolubilidad.
b) Falso. Si se considera que se mantiene constante la temperatura, el valor de K permanece constante. La solubilidad de la sustancia no cambia aunque se duplique elvolumendeagua.
c) Falso. Si se considera que se mantiene constante la temperatura, el valor de K permanececonstante.Lasolubilidad,esdecir,laconcentracióndelasespeciesiónicasenelequilibriodenocambiaaunqueseelimineaguadeladisolución.
d) Verdadero. La adición de Pb NO , sustancia que tiene un ion común con lospresentes en el equilibrio, produce una disminución de la solubilidad del PbSO . DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesPb añadidos,esdecirhacialaizquierda.
Larespuestacorrectaeslad.
9.29.Lareacción:
+ 2HCl+CuS esdetipo:a)Redoxb)Ácido‐basededesplazamientoc)Ácido‐basedeneutralizaciónd)Precipitación
(O.Q.L.Madrid2004)
Se trata de una reacción de precipitación ya que el CuS que se forma es un sólidoinsoluble.
Larespuestacorrectaeslad.
9.30.EnquédisoluciónserámássolubleelAgCl:a)HCl0,01Mb)Aguapurac) 0,01Md)Nopuededeterminarse.
(O.Q.L.Madrid2004)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgCl(s)es:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
a)Falso.LaadicióndeHCl(aq)sustanciaquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunadisminucióndelasolubilidaddelAgCl.Deacuerdoconelprincipiode Le Châtelier, el sistema se desplaza en el sentido en el que se consuman los ionescloruroañadidos,esdecirhacialaizquierda.
b)Falso.ElAgCl(s)esunasustanciainsolubleenaguapura.
c)Verdadero.ElAgCl(s)esunasustanciainsolublequepuededisolverseenNH (aq)porformacióndeuncomplejo:
AgCl(s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+Cl (aq)
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 121
9.31.Lasolubilidaddel fluorurodemagnesioenaguaa18°Cseencuentra tabuladacomo0,0076gpor100mL.Elproductodesolubilidaddeestasales:a)7,6·10 b)6,8·10 c)8·10 d)7,3·10 (Masasatómicas:F=19;Mg=24,3)
(O.Q.L.Madrid2004)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMgF (s)es:
MgF (s)Mg (aq)+2F (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Mg ] F
LlamandosalasolubilidadmolardelMgF yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Mg ]=s [F ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
LasolubilidadmolardelCaF es:
s=0,0076gMgF 100mL
1molMgF 62,3gMgF
10 mL1L
=1,22·10 M
Sustituyendo:
K =4 1,22·10 =7,3·10
Larespuestacorrectaeslad.
9.32.Elproductodesolubilidaddelhidróxidodehierro(III)a22°Ces6,0·10 .¿Quémasadeestecompuestosedisolveráen100mLdehidróxidodesodio0,20M,suponiendoquenohayformacióndecomplejos?a)6·10 gb)7·10 gc)8·10 gd)9·10 ge)1·10 g(Masasatómicas:Fe=55,8;H=1;O=16)
(O.Q.N.Luarca2005)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelFe OH (s)es:
Fe OH (s)Fe (aq)+3OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Fe ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelFe OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 122
[Fe ]=s [OH ]=0,20M
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 0,20
Sustituyendo:
6,0·10 =0,008ss=7,5·10 M
Expresandolasolubilidadeng/L:
7,5·10 molFe OH L
106,8gFe OH 1molFe OH
=8,0·10gFe OH
L
LasolubilidaddelFe OH en100mLdeaguaseráladécimaparte:
110
8,0·10gFe OH
L=8,0·10
g 0,1L
Larespuestacorrectaeslac.
9.33.Alañadir0,5gramosdeAgClaunaciertacantidaddeaguaseobservaquesedepositan0,45genelfondo.Sepuedeportantodecirque:a)ElAgClesmuysolubleenagua.b)Siseañade0,05gmásdeAgClseconsiguetener0,5genelfondo.c)Siseaumentalatemperaturaseguiráhabiendo0,45gdeAgClenelfondo.d)ElAgClesuncompuestocovalente.
(O.Q.L.Murcia2005)
a)Falso.ElAgClesuncompuestomuypocosolubleenagua.
b)Verdadero.Laadiciónde0,5gdeAgCl(s)alaguahacequeunapequeñísimacantidaddeAgCl sedisuelvacon loque ladisoluciónquedasaturadadeacuerdoconel siguienteequilibrio:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
Siacontinuación,seañade0,05gmásdeestasustanciaseirádirectamenteal fondodelrecipiente.Portanto,lacantidaddesólidoenelfondoseráde0,5g.
c)Falso.Siseaumentalatemperaturaelsólidodepositadoenelfondosedisuelve.
d)Falso.TeniendoencuentalaselectronegatividadesdelCl(3,14)ydelaplata(1,93),elAgCl presenta una diferencia de electronegatividad de 1,21 lo que lo convierte en uncompuestoparcialmenteiónico‐parcialmentecovalente.
Larespuestacorrectaeslab.
9.34.Elproductodesolubilidaddelhidróxidodeplomo(II)es2,56·10 .Sepuededecirque,enunadisoluciónsaturada,secumpleque:a)[ ][ ]=2,56·10 b)[ ][2 ]=2,56·10 c)[ ][ ]2=2,56·10 d)[½ ][ ]=2,56·10 e)[2 ][ ]=2,56·10
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Madrid2011)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 123
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPb OH (s)es:
Pb OH (s)Pb (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
=[ ][
Larespuestacorrectaeslac.
9.35.¿Cuáleslafórmuladelbis(etilendiamina)diclorocobalto(III)?a) b) c) c)
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
Se tratadeuncatióncomplejoenelquecatióncentral Co seencuentraunidoadosligandos aniónicos cloro Cl y a otros dos ligandos neutros etilendiamina en cuyafórmulaes:
Larespuestacorrectaeslab.
9.36.SiseañadeHBrconcentradoaunadisolucióndeAgBrenelequilibrio:
AgBr(s) (aq)+ (aq)a)Aumentalacantidaddeprecipitado.b)Aumentaelproductodesolubilidad.c)Aumentalasolubilidaddelasal.d)Elequilibrionoseveafectadoporlaadición.
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
a)Verdadero.SiseañadeHBr,unácidofuertetotalmentedisociadosegúnlaecuación:
HBr(aq)H O (aq)+Br (aq)
seañadenalequilibrioionesBr .
DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumalosionesbromuroañadidosporlaadicióndelHBr,esdecirhacialaizquierda,formandoAgBrconloquelacantidaddeprecipitadoaumenta.
b)Falso.Elproductodesolubilidad,K ,esunvalorconstanteparacadatemperatura.
c‐d)Falso.Segúnloexpuestoenelapartadoa).
Larespuestacorrectaeslaa.
9.37. En una disolución se tiene en equilibrio sólido con cationes enconcentración4,4·10 Myaniones enconcentración0,100M.¿Cuáleselproductodesolubilidaddel ?a) =1,9·10 / b) =1,2·10 / c) =1,8·10 / d) =1,3·10 /
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 124
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAg CrO (s)es:
Ag CrO (s)2Ag (aq)+CrO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[CrO ] Ag
Sustituyendo:
K = 0,100 4,4·10 =1,9·10
Larespuestacorrectaeslaa.
9.38. ¿Cuál es la expresión correcta para la constante del producto de solubilidad del?
a) =[ ][ ]b) =[ ]2[ ]3c) =[ ]3[ ]2d) = e) =6 (s=solubilidaddelasalenmol/L)
(O.Q.N.Vigo2006)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg PO (s)es:
Mg PO (s)3Mg (aq)+2PO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
=
Larespuestacorrectaeslac.
9.39. Una disolución acuosa se encuentra en equilibrio con sólido. Señale laproposiciónnocorrecta:a)Siseañadealgode ,lasolubilidaddel aumentadebidoalefectosalino.b)Siseañadealgode , lasolubilidaddel disminuyedebidoalefectodel ioncomún.c)Siseañadealgode ,lasolubilidaddel permanececonstante.d)Lasolubilidaddel sólodependedelatemperatura.e)Siseañade ,lasolubilidaddisminuyeporefectodelioncomún.
(O.Q.N.Vigo2006)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelCaSO (s)es:
CaSO (s)Ca (aq)+SO (aq)
a)Correcto.LaadicióndeNaNO sustanciaquenotieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunaumentodelasolubilidaddelCaSO debidoalefectosalino.
b‐e)Correcto.LaadicióndeNa SO odeCaCO ,sustanciasquetienenunioncomúnconlos presentes en el equilibrio produce una disminución de la solubilidad del CaSO . DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsuman los iones sulfato o calcio añadidos, es decir hacia la izquierda, por tanto lasolubilidaddisminuye.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 125
c)Correcto. La adicióndemásCaSO , haceque esta sustancia sequede en el fondodelrecipientesindisolver,locualnohacequecambielasolubilidaddelCaSO .
d)No correcto. La solubilidad del CaSO puede modificarse, como se ha visto, por laadición de un ion común. Es el producto de solubilidad el que sólo depende de latemperatura.
Larespuestanocorrectaeslad.
9.40. El número de coordinación y el estado de oxidación del ionmetálico central en elcomplejo son,respectivamente:a)6y+1b)6y+3c)2y+1d)2y+3a)4y+3
(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.N.Sevilla2010)
Se tratadeuncatióncomplejoenelquecatión central cromoseencuentraunidoadosligandosaniónicosbromo Br yacuatroligandosneutrosamin NH porloquesu:
númerodecoordinaciónes6
estadodeoxidacióndelcatiónmetálicoes,x+2 ‐1 =+1,dedonde,x=+3.
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBarcelona2001).
9.41.ElvalordelpHcuandoempiezaaprecipitarunadisoluciónacuosade es:a)3,0b)5,4c)8,1d)5,9
(Dato. a25°C=1,3·10 )(O.Q.N.Madrid2006)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAl OH (s)es:
Al OH (s)Al (aq)+3OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Al ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelAl OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Al ]=s [OH ]=3s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 3s =27s
Sustituyendo:
1,3·10 =27s s=2,63·10 M
Losvaloresde[OH ],pOHypHdeladisoluciónson,respectivamente:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 126
[OH ]=3s=7,90·10 MpOH=‐log 7,90·10 =8,1
pH+pOH=14pH=14–8,1=5,9
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralaspropuestasenNavacerrada1996yAsturias2011).
9.42. La solubilidad del fluoruro de bario en agua es de 7,41·10 mol/L. ¿Cuál será lasolubilidad del fluoruro de bario en una disolución 1M de cloruro de bario totalmentedisociado?a)6,38·10 Mb)8·10 Mc)1Md)0,02Me)3,21·10 M
(O.Q.N.Córdoba2007)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaF (s)es:
BaF (s)Ba (aq)+2F (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ba ] F
LlamandosalasolubilidadmolardelBaF yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Ba ]=s [F ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
Sustituyendo:
K =4 7,41·10 =1,63·10
La solubilidadenunadisolución1MdeBaCl ocasiona lapresenciadeun ioncomúnque,deacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,disminuyelasolubilidad.Enelequilibrio:
[F ]=2s
[Ba ]= 1+s como1>>s[Ba ]≈1M
LaexpresióndeK quedacomo:
K =1 2s =4s
Sustituyendo:
1,63·10 =4s s=6,38·10 M
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 127
9.43.Lasolubilidaddelclorurodeplata,AgCl,( =1,7·10 )esmayoren:a)Aguapurab)EnpresenciadeKCl0,1Mc)Enpresenciade 0,1Md)Enpresenciade 0,1M
(O.Q.L.Madrid2007)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgCl(s)es:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
a)Falso.ElAgCl(s)esunasustanciainsolubleenaguapura.
b‐c)Falso.LapresenciadeKCl0,1MoAg SO 0,1M,sustanciasquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunadisminucióndelasolubilidaddelAgCl.DeacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,elsistemasedesplazaenelsentidoenelqueseconsumanlosionesclorurooplataañadidos,encadacaso,esdecirhacialaizquierda.
d)Verdadero.LapresenciadeKNO 0,1MsustanciaquenotieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunaumentodelasolubilidaddelAgCldebidoalefectosalino.
Larespuestacorrectaeslad.
9.44.Enelioncomplejodelamoléculapentacloroaquocromo(III),elnúmerodeoxidaciónyelíndicedecoordinacióndelionmetálicocentralsonrespectivamente:a)+3y5b)+2y1c)+6y6d)+3y6
(O.Q.L.Madrid2007)
Elioncomplejopentacloroaquocromo(III), CrCl H O ,tieneestructuraoctaédricaenlaqueelioncromoseencuentrarodeadode6ligandos,cincoaniónicoscloro,Cl yunoneutroaqua,H O.
Elnúmerodeoxidacióndelioncromoes+3talcomoindicaelnombredelioncomplejo.
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBarcelona2001,Vigo2006ySevilla2010).
9.45.Sabiendoque:
(aq)+2 (aq) (aq) K=1,6·10 .Calcula la solubilidad del bromuro de plata en una disolución con una concentración deamoníacoenelequilibrio1M.a)7,1·10 Mb)8,4·10 Mc)5,0·10 Md)2,8·10 Me)5,0·10 M
(Dato. bromurodeplata=5,01·10 )(O.Q.N.Castellón2008)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgBr(s)es:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 128
AgBr(s)Ag (aq)+Br (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ag ][Br ]
ElequilibriocorrespondientealaformacióndelcomplejoAg NH (aq)es:
Ag (aq)+2NH (aq)Ag NH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodeformacióndelcomplejo,K ,es:
K =[Ag NH ]Ag [NH
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelprecipitadodeAgBr(s)enNH (aq)es:
AgBr(s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+Br (aq)
Laexpresióndelaconstantedeequilibriodelareacción,K,es:
K=[Ag NH ][Br ]
[NH
Multiplicandoydividiendopor[Ag ]seobtiene:
K=[Ag NH ][Br ]
[NH[Ag ][Ag ]
=K ·K = 1,6·10 5,01·10 =8,0·10
LlamandosalasolubilidadmolardelAgBryplanteandolatabladeconcentracionesenelequilibrio:
NH Ag NH Brcinicial 1 ctransformado 2s cformado s scequilibrio 1–2s s s
Sustituyendo:
s1–2s
=8,0·10
Como1>>2ssepuedeaproximar, 1–2s ≈1conloquelaecuaciónquedamássencillayseobtienes=2,8·10 M.
Larespuestacorrectaeslad.
(EstacuestiónessimilaralapropuestaenAlmería1999).
9.46.Elproductode solubilidaddel iodurodemercurio (II) enaguaa18°C es 1,0·10 .¿Cuálessusolubilidadenunadisolución0,01Mdeiodurodepotasioa18°C?a)1,0·10 Mb)1,0·10 Mc)2,9·10 Md)1,0·10 Me)1,0·10 M
(O.Q.N.Castellón2008)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 129
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelHgI (s)es:
HgI (s)Hg (aq)+2I (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Hg ] I
LlamandosalasolubilidadmolardelBaF yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Hg ]=s [I ]=2s
Lasolubilidadenunadisolución0,01MdeKIocasionalapresenciadeunioncomúnque,deacuerdoconelprincipiodeLeChâtelier,disminuyelasolubilidad.Enelequilibrio:
[I ]= 0,01+2s como0,01>>2s[I ]≈0,01M
[Hg ]=s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 0,01 =10 s
Sustituyendo:
1,0·10 =10 ss=1,0·10 M
Larespuestacorrectaeslaa.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCórdoba2007).
9.47. Sabiendo que el producto de solubilidad del hidróxido demagnesio es 1,00·10 a25°C,elpHdeunadisoluciónacuosadeestasales:a)10,1b)3,90c)7,00d)10,4
(O.Q.L.Madrid2008)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:
Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Mg ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelMg OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Mg ]=s [OH ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
Sustituyendo:
1,00·10 =4s s=1,36·10 M
Losvaloresde[OH ],pOHypHdeladisoluciónson,respectivamente:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 130
[OH ]=2s=2,72·10 MpOH=‐log 2,72·10 =3,6
pH+pOH=14pH=14–3,6=10,4
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralaspropuestasenNavacerrada1996,Madrid2006yAsturias2011).
9.48.Calculalasolubilidaddel (M=461g/mol)eng/L,si =4,0·10 / .a)8,91g/Lb)9,22g/Lc)20,30g/Ld)9,93g/L
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbI (s)es:
PbI (s)Pb (aq)+2I (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Pb ][I
LlamandosalasolubilidadmolardelPbI yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Pb ]=s [I ]=2s
LaexpresióndeK quedacomo:
K =s 2s =4s
Sustituyendo:
4,0·10 =4s s=2,15·10 M
Expresadaeng/L:
2,15·10 molPbIL
461,0gPbI1molPbI
=9,93g/L
Larespuestacorrectaeslad.
9.49.¿CuáleslasolubilidaddelhidróxidodemagnesioenunadisoluciónacuosadepH12,0?a)1·10 Mb)1·10 Mc)1·10 Md)1·10 Me)3,2·10 M
(Dato.Elproductodesolubilidaddelhidróxidodemagnesioes1,0·10 a25°C)(O.Q.N.Ávila2009)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:
Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Mg ][OH
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 131
LlamandosalasolubilidadmolardelMg OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Mg ]=s [OH ]=2s
EnunadisolucióndepH=12,0:
pH+pOH=14pOH=14–12=2[OH ]=10 pOH=10 M
SustituyendoenlaexpresióndeK :
Mg =s=K
OHs=
1·10
10=1·10 M
Larespuestacorrectaeslaa.
9.50.Elvalorde parael es8,5·10 / .Lasolubilidaddeestehidróxidoenaguaes:a)1,28·10 mol· b)2,04·10 mol· c)2,91·10 mol· d)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.N.Murcia2009)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:
Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Mg ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelMg OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Mg ]=s [OH ]=2s
Sustituyendoseobtiene:
K =s 2s =4s
Elvalordelasolubilidades:
8,5·10 =4s s=1,28·10 mol·
Larespuestacorrectaeslaa.
9.51.¿QuéprocedimientoaumentarálasolubilidaddelKClenagua?a)Agitarsolutoydisolución.b)Aumentareláreasuperficialdelsoluto.c)Aumentarlatemperaturadeldisolvente.d)Incrementarlapresiónenlasuperficiedeldisolvente.
(O.Q.N.Murcia2009)
Setratadelproceso:
KCl(s)K (aq)+Cl (aq)ΔH>0
a‐b) Falso. Agitar y aumentar el área superficial del soluto favorecen la velocidad de lareacciónperonoafectanalvalordelasolubilidad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 132
c)Verdadero.Siseaumentalatemperatura,secomunicacalorqueseempleaenromperlaredcristalinadelKCl.
Como se trata de un proceso endotérmico, el aumento de temperatura hace que elsistemasedesplacehacialadisolucióndelKCl(s).
d)Falso.Lapresiónnoafectaalasolubilidaddeunsólido.
Larespuestacorrectaeslac.
9.52.Aunadisoluciónacuosasaturadade yatemperaturaconstante,se leañadenunosgramosde hastasudisolucióntotal.¿Cuálseráelefectosobreladisoluciónde
?a)Disminuye[ ]b)Aumenta[ ]c)Aumentalasolubilidaddel d)Aumenta del e)Noproduceningúnefecto.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)(O.Q.L.Asturias2010)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelBaSO (s)es:
BaSO (s)Ba (aq)+SO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ba ][SO ]
Laadiciónde ,sustanciaquetieneunioncomúnconlospresentesenelequilibrioproduceunaumentode[SO ],portanto,paraquesemantengaelvalordelaconstanteK seproduceunadisminuciónde[ ].
Larespuestanocorrectaeslaa.
9.53. Tras añadir una cierta cantidad de AgCl a un cierto volumen de agua, removerenérgicamente y esperarun tiempoadecuado sehandepositado en el fondo4gramosdesólido.Siposteriormenteseañade1gramomásdeAgClysevuelveaagitar:a)NocambiarálaconcentracióndeCl–deladisolución.b)Habrá4gramosdesólidoenelfondo.c)Lacantidaddesólidosindisolverdependerádeltiempodeagitación.d)Lacantidaddesólidosindisolverdependerádelvolumendeaguausado.
(O.Q.L.Murcia2010)
La adición de 5 g de AgCl (s) al agua hace que una pequeñísima cantidad de AgCl sedisuelva,conloqueladisoluciónquedasaturadadeacuerdoconelsiguienteequilibrio:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
LacantidaddeAgCl(s)quesedisuelveylaquequedasindisolverenelfondodependede la solubilidad de la sustancia y, por tanto, de la cantidad de agua presente en elrecipiente.
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 133
9.54. A 25°C el valor de para el es 3,4·10 . Se puede afirmar que lasolubilidad:a)Es2,04·10 mol· .b)Aumentaendisolucióndehidróxidodesodio.c)Novaríaconlatemperatura.d)Aumentaalagitarfuertemente.
(O.Q.L.Murcia2010)
a)Verdadero.ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:
Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Mg ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelMg OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Mg ]=s [OH ]=2s
Sustituyendoseobtiene:
K =s 2s =4s
Elvalordelasolubilidades:
3,4·10 =4s s=2,04·10 mol·
b)Falso.Alañadirunioncomúndisminuyelasolubilidad.
c)Falso.Alelevarlatemperaturaseaportacalorysefavoreceladisolucióndelsólido.
d)Falso.Lapropuestacarecedesentido.
Larespuestacorrectaeslaa.
9.55.Indiquecuáldelossiguientessulfurosesmássolublesolubleenagua:a)CuSb) c)CoSd)FeS
(O.Q.L.Madrid2010)
El sulfuro más soluble en agua es , ya que casi todas las sales alcalinas son muysolublesenagua,yademás,lossulfurosdemetalesdetransiciónsoninsolubles.
Larespuestacorrectaeslab.
9.56.Cuandosedisuelve en1Ldecadaunade lassiguientesdisoluciones,¿enquécasosedisolverámayorcantidaddesal?a) (aq)1,00Mb)NaOH(aq)1,00Mc)HCl(aq)1,00Md) (aq)1,00M
(O.Q.L.Madrid2010)
a) Falso. La presencia de un ion común, NO , hace disminuir la solubilidad de unasustancia.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 134
b)Falso.NohayreacciónconNaOH.
c)Falso.HayreacciónconHClqueproducelaprecipitacióndeAgCl.
d)Verdadero.HayreacciónconNH queproduceeldesplazamientodelareacciónhacialaderechafavoreciendoladisolucióndeAgNO :
AgNO (s)+2NH (aq)Ag NH (aq)+NO (aq)
Larespuestacorrectaeslad.
9.57.El esuncompuestomuypocosolubleenaguapura.¿Quéocurrirásiaunadisoluciónprecipitadade seleañade ?a)PrecipitarámáshidróxidoalmodificarelpH.b)Lasolubilidaddelhidróxidonoseveráafectada.c)LasolubilidadaumentaporqueelpHdisminuye.d)Nosepuedecontestarsineldatodelproductodesolubilidad.
(O.Q.L.Asturias2010)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:
Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,Kps,es:
K =[Mg ][OH
ElNH Clesunasalquealdisolverseenaguaproducehidrólisisácida,yaqueelionNH reaccionaconelH OliberandoionesH O .
NH (aq)+H O(l)NH3(aq)+H O (aq)
EstosionesH O consumenionesOH deladisoluciónproduciendoundescensodelpH.Para que se mantenga el valor de la constante K el equilibrio se desplaza hacia laderechadisolviéndosemásMg OH (s)yaumentandoconellosusolubilidad.
Larespuestanocorrectaeslac.
9.58.Enunadisoluciónsaturadade sedebecumplirque:a)[ ][ ]3< b)[ ][ ]3> c)[ ][ ]3= d)[ ]3[ ]<
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
EnelequilibriocorrespondienteaunadisoluciónsaturadadeAl OH secumpleque:
Al OH (s)Al (aq)+3OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
=[ ][
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 135
9.59.Dados los siguientes compuestos (entreparéntesis se indican sus ):ZnS (23,80),AgCl(9,80)y (11,95).Ordénelosporsusolubilidadmolarcrecienteenagua:a) ,ZnS,AgClb)ZnS, ,AgClc)ZnS,AgCl, d)AgCl, ,ZnSe) ,AgCl,ZnS
(O.Q.N.Valencia2011)
LosrespectivosproductosdesolubilidadK son:
pK (Ag CrO )=23,80K =1,58·10
pK (AgCl)=9,80K =1,58·10
pK (ZnS)=11,95K =1,12·10
RelacionandoK sonlasolubilidadmolarparacadasal:
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAg CrO (s)es:
Ag CrO (s)2Ag (aq)+CrO (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ag [CrO
LlamandosalasolubilidadmolardelAg CrO yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Ag ]=2s [CrO ]=2s
Sustituyendoseobtiene:
K = 2s s=4s
Elvalordelasolubilidades:
1,58·10 =4s s=7,33·10 mol·
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelAgCl(s)es:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Ag ][Cl ]
LlamandosalasolubilidadmolardelAgClyconsiderandoqueenelequilibrio:
[Cl ]=[Ag ]=s
Sustituyendoseobtiene:
K =s
Elvalordelasolubilidades:
1,58·10 =s s=1,26·10 mol·
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 136
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelZnS(s)es:
ZnS(s)Zn (aq)+S (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[S ][Zn ]
LlamandosalasolubilidadmolardelZnSyconsiderandoqueenelequilibrio:
[S ]=[Zn ]=s
Sustituyendoseobtiene:
K =s
Elvalordelasolubilidades:
1,12·10 =s s=1,06·10 mol·
Loscompuestosordenadosporsolubilidadmolarcrecienteson:
<ZnS<AgCl
Larespuestacorrectaeslaa.
9.60.En0,75LdedisolucióndeKOHdepH=10, lamasaengramosdemagnesioque sepuededisolveres:a)10 b)3,4·10 c)0,062d)0,62
(Dato. =3,4·10 ;Mg=24,32)(O.Q.L.Asturias2011)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg OH (s)es:
Mg OH (s)Mg (aq)+2OH (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Mg ][OH
LlamandosalasolubilidadmolardelMg OH yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Mg ]=s [OH ]=2s
Sustituyendoseobtiene:
EnunadisolucióndepH=10:
pH+pOH=14pOH=14–10=4[OH ]=10 pOH=10 M
SustituyendoenlaexpresióndeK :
Mg =s=K
OHs=
3,4·10
10=3,4·10 M
LamasadeMgquepuededisolverseen0,75Ldedisoluciónes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 137
0,75Ldisolucion3,4·10 molMg1Ldisolucion
24,32gMg1molMg
=0,062g
Larespuestacorrectaeslac.
9.61.¿Cuálserá laconcentraciónde ioncloruroqueseobtienealcolocar2gdeclorurodeplomo(II)en100mLdeaguapurasielproductodesolubilidades =10 , ?a)1,4·10 Mb)2,2·10 Mc)3,4·10 Mb)6,8·10 M(Dato.Cl=35,45;Pb=207,19)
(O.Q.L.Asturias2011)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelPbCl (s)es:
PbCl (s)Pb (aq)+2Cl (aq)
Laexpresióndelaconstanteproductodesolubilidad,K ,es:
K =[Pb ][Cl
LlamandosalasolubilidadmolardelPbCl yconsiderandoqueenelequilibrio:
[Pb ]=s [Cl ]=2s
Sustituyendoseobtiene:
K =s 2s =4s
Elvalordelasolubilidades:
10 , =4s s=3,4·10 M
Laconcentracióndecloruroes:
[Cl ]=2s=6,8·10 M
Larespuestacorrectaeslac.
9.62.Paraunadisoluciónsaturadade lasolubilidadesiguala:a)Laconcentraciónde b)Laconcentraciónde divididaentredosc)Laconcentraciónde d)Eldobledelaconcentraciónde
(O.Q.L.Murcia2011)
ElequilibriocorrespondientealadisolucióndelMg PO (s)es:
Mg PO (s)3Mg (aq)+2PO (aq)
LlamandosalasolubilidadmolardelMg PO sepuedeescribir:
[Mg ]=3s [PO =2s
Ningunarespuestaescorrecta.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 138
10.ELECTROQUÍMICA
10.1.Enlasiguientereacción:
2Al(s)+2 (aq)+6 (l)3 (g)+2 (aq)¿Cuáleselagentereductor?a) b) c) d)Ale)
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Asturias2007)
El agente reductor es la sustancia que se oxida, es decir que cede electrones. En estareaccióneselaluminio:
Al+4OH Al OH +3e
Larespuestacorrectaeslad.
10.2.Paralasiguientesemirreacciónredoxenmediobásico:
(aq) (aq)¿Cuántoselectronesaparecenenlareacciónajustada?a)1b)2c)6d)3e)8
(O.Q.N.Navacerrada1996)
Lasemirreacciónajustadaes:
ClO (aq)+H O+2e Cl (aq)+2OH
SetratadelasemirreaccióndereduccióndelClO quesecomportacomooxidanteygana2electrones.
Larespuestacorrectaeslab.
10.3.¿Cuáldelassiguientesespeciesquímicasactúasolamentecomoagentereductor?a) b)Sc) d)Nae)
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Madrid2011)
a)Falso.H puedeoxidarseaH ,obienreducirseaH .
b)Falso.SpuedeoxidarseaS oS ,obienreducirseaS .
e)Falso.F eselagenteoxidantemásfuertequeexisteysólopuedereducirseaF .
c‐d)Verdadero. De todas las especies propuestas la única quepuede actuar sólo comoagentereductoreselNayaquesólopuedeoxidarseaNa :
Na(g)Na (g)+e
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 139
10.4.Lospotencialesestándardeelectrodoparalassiguientesreaccionesson:
(aq)+ Ag(s) E°=0,80V
(aq)+ (aq) E°=0,77V
(aq)+2 Cu(s) E°=0,34VElagentereductormásfuertees:a) (aq)b)Ag(s)c) (aq)d)Cu(s)e) (aq)
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2007)
El agente reductormás fuerte es aquel que tiene el potencial normal de electrodomáspequeño.DelosvaloresdadoselmáspequeñolecorrespondealCu(s).
Larespuestacorrectaeslad.
10.5. La semirreacción ajustada que representa (aq) actuando como un agenteoxidanteendisoluciónácidaes:a)2 (l) (aq)+2 (aq)+2 b) (aq)+2 (aq)+2 2 (l)c) (aq) (g)+2 (aq)+2 d) (aq) (g)+ (g)+2 e) (g)+2 (aq)+2 (aq)
(O.Q.N.Navacerrada1996)
SielH O actúacomoagenteoxidante,enmedioácido,ganaelectronesysereduceaH O.Lasemirreacciónajustadacorrespondientees:
(aq)+2 (aq)+2 2 (l)
Larespuestacorrectaeslab.
10.6.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelmanganesoenelpermanganatopotásico( )?a)‐8b)+7c)‐7d)+16e)+8
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.CastillayLeón2007)
SabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelKyOson,respectivamente,+1y‐2,yqueenuncompuestolasumadelosnúmerosdeoxidacióndeloselementosquelointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:
1 +1 +1 x +4 ‐2 =0x=+7
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 140
10.7.Paraconvertir en senecesita:a)Temperaturaalta.b)Unabasefuerte.c)Unácidofuerte.d)Unagentereductor.e)Unagenteoxidante.
(O.Q.N.Navacerrada1996)
a)Verdadero. Si el perclorato de sodio se calienta fuertemente se reduce a cloruro depotasiocondesprendimientodeoxígeno:
NaClO (s)NaCl(s)+2O (g)
d) Verdadero. Otra posibilidad es hacer reaccionar el perclorato frente a un agentereductorcomopodríaserelMg:
Reducción:ClO +4H O+8e Cl +8OH
Oxidación:4 MgMg +2e
Laecuaciónglobales:
ClO +4H O+4MgCl +8OH +4Mg
Lasrespuestascorrectassonayd.
10.8. La semirreacción que ocurre en el ánodo durante la electrólisis de cloruro sódicofundidoes:a) (l)+ Na(l)b) (g)+2 2 (l)c)2 (l) (g)+4 (aq)+4 d)2 (l) (g)+2 e)Na(l) (l)+
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.LAsturias2007)
Elclorurodesodiofundidoseencuentraenformaiónicadeacuerdoconlaecuación:
NaCl(l)Cl (l)+Na (l)
ElánodoeselelectrodoenelquetienelugarlareaccióndeoxidaciónyteniendoencuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseeselCl (l),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:
2 (l) (g)+2
Larespuestacorrectaeslad.
10.9.Losproductosdelaelectrólisisde fundidoson:a) (g)y (g)b)Mg(l)y (aq)c)Mg(l)y (g)d)Mg(l)y (g)e) (g)y (g)
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Madrid2009)
Elclorurodemagnesiofundidoseencuentraenformaiónicadeacuerdoconlaecuación:
MgCl (l)2Cl (l)+Mg (l)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 141
El ánodo es el electrodo en el que tiene lugar la reacción de oxidación y teniendo encuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseeselCl (l)a (g),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:
2Cl (l)Cl (g)+2e
El cátodo es el electrodo en el que tiene lugar la reacción de reducción y teniendo encuenta que la única especie que puede reducirse es el Mg (l) aMg (l), la ecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:
Mg (l)+2e Mg(l)
Larespuestacorrectaeslac.
10.10. ¿Cuántosmoles de (g) se producen por electrólisis de una disolución acuosaconcentradadeNaCl,siseutilizaunacorrientede2,00Adeintensidaddurante8,0horas?a)0,298b)0,149c)0,894d)0,596e)0,00496
(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2009)
El cloruro de sodio en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:
NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)
LaecuaciónquímicacorrespondientealaoxidacióndelCl aCl enelánodoes:
2Cl (aq)Cl (g)+2e
Lacantidaddecorrientequepasaporlacubaelectrolíticaes:
2,00A·8,0h3600s1h
1C1A·s
1F
96500C1mole1F
=0,597mole
RelacionandomolesdeelectronesydeCl :
0,597mole1molCl 2mole
=0,298mol
Larespuestacorrectaeslaa.
10.11.Sisehacepasarunacargaeléctricade1020Catravésdeunadisoluciónde ,calculeelnúmerodemolesdeplatadepositados.a)0,0212b)2,00c)0,0106d)1,00e)0,0424
(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Navacerrada1996)
Elnitratodeplataendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
AgNO (aq)Ag (aq)+NO (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 142
LaecuaciónquímicacorrespondientealareduccióndelAg enelcátodoes:
Ag (aq)+e Ag(s)
RelacionandolacantidaddecorrientequepasaporlacubaconAgdepositada:
1020C1F
96500C1mole1F
1molAg1mole
=0,0106molAg
Larespuestacorrectaeslac.
10.12.Cuandoelanióndicromatoactúacomooxidanteenmedioácido,elcromo(VI)sereduceacromo(III).Lamasaequivalentedeldicromatodepotasioenestetipodereaccioneses:a)Lamitaddelamasamolecular.b)Latercerapartedelamasamolecular.c)Laquintapartedelamasamolecular.d)Lasextapartedelamasamolecular.
(O.Q.L.Murcia1996)
Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndeldicromatoes:
Cr O +14H +6e 2Cr +7H O
Relacionandomolesdedicromatoconmolesdeelectrones(faradays)seobtienelamasaequivalentedeldicromatocomooxidante:
1molCr O6mole
MCr O
1molCr O=M6
Larespuestacorrectaeslad.
10.13.Dadalareacción:
+2NaI2NaCl+ Delossiguientesenunciados,señaleelqueconsiderecorrecto:a)Lamoléculade actúacomoreductor.b)Losiones actúancomooxidantes.c)El eseloxidanteconjugadodelosiones .d)Losiones sonlosoxidantesconjugadosdel .e)Elnúmerodeoxidacióndelcloroaumentaenestareacción.
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.CastillayLeón2002)
a)Falso.ElCl actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaCl :
Cl +2e 2Cl
b)Falso.ElNa nocambiadenúmerodeoxidación.Secomportacomounionespectadorquesóloaportacarga.
c)Verdadero.ElI actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaI :
I +2e 2I
d)Falso.ElionCl sólopuedeactuarcomoreductoryaquetienesunúmerodeoxidaciónmásbajoyúnicamentepuedecederelectronesyoxidarse.
e)Falso.Elnúmerodeoxidacióndel cloroenesta reaccióndisminuyeyaquepasade0(Cl )a‐1(Cl ).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 143
Larespuestacorrectaeslac.
10.14.Paralasiguientereacción:
+2 +4 + +2 Losagentesoxidanteyreductor,respectivamente,son:a) y b) y c) y d) yCle) y
(O.Q.N.CiudadReal1997)
Lassemirreaccionesson:
Reducción:MnO +4H +2e Mn +2H O
eseloxidantelaespeciequeganaelectronesysereduce.
Oxidación:2Cl Cl +2e
eselreductorlaespeciequecedeelectronesyseoxida.
Larespuestacorrectaeslad.
10.15.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelazufreenelditionitodesodio( )?a)+8b)‐6c)+6d)+3e)‐3
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Asturias2008)
SabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelNayOson,respectivamente,+1y‐2,yqueenuncompuestolasumadelosnúmerosdeoxidacióndeloselementosquelointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:
2 +1 +2 x +4 ‐2 =0x=+3
Larespuestacorrectaeslad.
10.16.Sielnúmerodemolesdeelectrones,asícomoelde todas lasespeciesquímicasqueintervienenenlareaccióndeunapilasemultiplicapordos:a)Elpotencialdelapilaseduplica.b)Elpotencialsereducealamitad.c)Elpotencialnovaría.d)Elpotencialseelevaalcuadrado.e)Laintensidaddelacorrienteeléctricapermanececonstante.
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.Asturias2009)
Porejemplo,dadaslassemirreacciones:
Zn(s)Zn (aq)+2e
Cu (aq)+2e Cu(s)
Lareacciónglobales:
Zn(s)+Cu (aq)Zn (aq)+Cu(s)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 144
AplicandolaecuacióndeNernst:
E=Eo0,0592n
logQE=Eo0,05922
log[Zn ][Cu ]
Multiplicandotodopor2:
2Zn(s)+2Cu (aq)2Zn (aq)+2Cu(s)
AplicandolaecuacióndeNernst:
E=Eo0,05924
log[Zn[Cu
=Eo0,05922
2log[Zn ][Cu ]
Eo0,05922
log[Zn ][Cu ]
Comoseobserva,elpotencialdelapilapermanececonstante.
Larespuestacorrectaeslac.
(EnlacuestiónpropuestaenCastillayLeón2001unadelasopcioneses:“Elpotencialdelapilanovaría,loquevaríaeslafuerzaelectromotriz”).
10.17. ¿Cuál de los siguientes iones será reducido por el ion (aq) en condicionesestándar?Potencialesnormalesdeelectrodo:
E°( /Pb)( /Ca)( /Al)( /Fe)( /Zn)( / )(V)‐0,13‐2,87‐1,67‐0,44‐0,76‐0,42
a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)e) (aq)
(O.Q.N.CiudadReal1997)
ComoelpotencialnormaldeelectrododelparCr /Cr esE°=‐0,42V,elúnicoionquepuedeserreducidoporelCr esaquelquetengaunpotencialdeelectrodomayor,delosionesdados, eselquecumpledichacondición,E°=‐0,13V.
Lassemirreaccionescorrespondientesson:
Cátodo(reducción):Pb +2e Pb E°=‐0,13V
Ánodo(oxidación):2 Cr Cr +e E°=+0,42V
Lareacciónglobales:
Pb (aq)+2Cr (aq)Pb+2Cr E°=+0,29V
Comoseobserva,E°>0,ycomoΔG°=‐nFE°<0,setratadeunprocesoespontáneo.
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 145
10.18.Paralasiguientereacción:
2 (aq)Cu(s)+ (aq),elpotencialestándares0,19Va25°C.SabiendoqueF=96489C,elvalordeΔG°es:a)‐18,33kJb)‐95,00kJc)+37,23kJd)+18,33kJe)‐37,23kJ
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
LaexpresiónquerelacionalavariacióndeenergíalibredeGibbs,ΔG°,conelpotencialdelacélula,E°,es:
ΔG°=‐nFE°
siendonelnúmerodeelectronesintercambiadosenlareacción.
Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Reducción:Cu (aq)+e Cu(s)
Oxidación:Cu (aq)Cu (aq)+e
Lareacciónglobales:
2Cu (aq)Cu(s)+Cu (aq)
Sustituyendo:
ΔG°=‐1 96489C 0,19V1kJ10 J
=‐18,33kJ
Larespuestacorrectaeslaa.
10.19.Losproductosdelaelectrólisisdeunadisoluciónacuosade son:a) (g)y (aq)b)Na(s)y (g)c) (g)y (aq)d) (g)y (g)e) (g)y (aq)
(O.Q.N.CiudadReal1997)
Elácidosulfúricoendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
H SO (aq)SO (aq)+2H (aq)
además, la presencia del ácido sulfúrico favorece la ionización del agua presente en ladisolución:
H O(l)H (aq)+OH (aq)
Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):2H (aq)+2e (g)
Ánodo(oxidación):4OH (aq) (g)+2H O(l)+4e
ElionH sereducemásfácilmentequeelionsulfatoyaquetieneunpotencialnormaldeelectrodomenor.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 146
Larespuestacorrectaeslad.
10.20.Elhidrógenosecomportacomounagenteoxidantecuandoreaccionacon:a)Calcioparadarhidrurodecalcio.b)Bromoparadarbromurodehidrógeno.c)Nitrógenoparadaramoníaco.d)Azufreparadarsulfurodehidrógeno.
(O.Q.L.Murcia1997)
Lasemirreacciónenlaqueelhidrógenosecomportacomooxidantees:
Reducción:H (g)+2e 2H (aq)
ParaelloesnecesarioqueelH (aq)reaccionefrenteaunreductormuyenérgicocomopuedeserelCa,metalalcalinotérreo:
Oxidación:Ca(s)Ca (aq)+2e (oxidación)
EnloscompuestosformadosenHBr,NH yH S,elhidrógenotienenúmerodeoxidación+1.En los trescasoselhidrógenohaaumentadosunúmerodeoxidación,esdecirsehaoxidado,portanto,actúacomoreductor.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.21.Puedeclasificarsecomoreacciónredox:a)HBr+ + + b) + + c)CaO(exceso)+ + d)CaO+ e) + CuS+2HCl
(O.Q.N.Burgos1998)
Unareacciónpuedeclasificarsecomoredoxsilasespeciesqueintervienenenellavaríansunúmerodeoxidacióny,portanto,intercambianelectrones.
Enlareacción:
+ + + bromoseoxida:pasade‐1 Br a0 Br
azufresereduce:pasade+6 H SO a+4 SO
Enelrestodelasreacciones,ningunadelasespeciescambiadenúmerodeoxidación.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.22.Paralareacción:
+ + + + Sienlareacciónajustada,elcoeficienteestequiométricodelion es2,loscoeficientesde , y ,respectivamenteson:a)8,10,5b)16,10,5c)10,10,5d)4,8,4e)8,5,5
(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Asturias2009)
Lassemirreaccionesajustadasson:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 147
Reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O
Oxidación:5 2Cl Cl +2e
Laecuaciónglobales:
2MnO +16H +10Cl 5Cl +8H O+2Mn
Larespuestacorrectaeslab.
10.23.¿Cuálde lassiguientessemirreaccionespuedetener lugarenelánododeunacélulaelectroquímica?a) Cub) c) d) Ase)
(O.Q.N.Burgos1998)
Enloscasosa),b),c)yd)setratadesemirreaccionesdereducciónenlasquelasespeciesgananelectronesyquetienenlugarenelcátodo:
Cu +2e Cu
F +2e 2F
O +4H +4e 2H O
AsO +4H +3e As+2H O
Laúnicasemirreaccióndeoxidaciónenlaquelaespeciecedeelectronesyqueseproduceenelánodoes:
+7 +14 +6
Larespuestacorrectaeslae.
10.24.Lospotencialesnormalesdeelectrodoparalossiguientesparesredoxson:+ Cu E°=0,522V+ E°=0,770V+ Ag E°=0,80V+2 Cu E°=0,34V
¿Cuáldelassiguientesespeciesseráreducidapor (aq)encondicionesestándar?a) (aq)b) (aq)c) (aq)d) (aq)e)AgCl(s)
(O.Q.N.Burgos1998)
ComoelpotencialnormaldeelectrododelparFe /Fe esE°=0,770V,elúnicoionquepuedeserreducidoporelFe esaquelquetengaunpotencialdeelectrodomayor,delosionesdados, eselquecumpledichacondición,E°=+0,80V.
Lassemirreaccionescorrespondientesson:
Cátodo(reducción):Ag (aq)+e Ag(s) E°=+0,80V
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 148
Ánodo(oxidación):Fe (aq)Fe (aq)+e E°=‐0,77V
Lareacciónglobales:
Fe (aq)+Ag (aq)Fe (aq)+Ag(s) E°=+0,03V
Comoseobserva,E°>0,ycomoΔG°=‐nFE°<0,setratadeunprocesoespontáneo.
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCiudadReal1997).
10.25. De las siguientes reacciones químicas que se formulan a continuación, indique lacorrecta:a)CuO+ (dil) +½ + b)CuO+3 (dil) + +Cuc)CuO+2 (dil) + d)CuO+ (dil) +½ e)CuO+ (dil) +
(O.Q.N.Burgos1998)
a)Nocorrecta.Hayunareducción:
HNO NO
yningunaoxidación.
b)Nocorrecta.Hayunareducción:
Cu CuO Cu
yningunaoxidación.
c)Correcta.Laecuaciónestáajustadaaunquenoesunprocesodeoxidación‐reducción.
d)Nocorrecta.Haydosreducciones:
Cu CuO Cu CuNO
H HNO H
yningunaoxidación.
e) No correcta. El Cu CuO no es capaz de oxidar al O CuO o O , por tanto, lareacciónpropuestanoesespontánea.
Larespuestacorrectaeslac.
10.26.Sehacepasardurante20minutosunacorrientecontinuade15Ade intensidadportres celdasde electrólisisque contienen cadauna,unadisoluciónacuosadeHCl, y
,respectivamente.a)Seobtendrámayorvolumendehidrógenoenlaceldaquecontiene .b)SeobtendrámayorvolumendehidrógenoenlaceldaquecontieneHCl.c)Seobtendráelmismovolumendehidrógenoenlastresceldas.d)Enunadelasceldassedesprenderácloroenelcátodo.e)Enunadelasceldasseobtiene enelcátodo.
(O.Q.N.Burgos1998)
Losácidosclorhídrico,sulfúricoyfosfóricoendisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlassiguientesecuaciones:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 149
HCl(aq)Cl (aq)+H (aq)
H SO (aq)SO (aq)+2H (aq)
H PO (aq)PO (aq)+3H (aq)
además,lapresenciadeácidofavorecelaionizacióndelagua:
H O(l)H (aq)+OH (aq)
En las tres celdas se produce las mismas semirreacciones independientemente de lacantidaddehidrógenoquellevacadaácido:
Cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)
Ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e
El ionH se reducemás fácilmente que el resto de los iones ya que tiene un potencialnormaldeelectrodomenor.
Larespuestacorrectaeslac.
10.27.Durantelaelectrólisisdeunadisoluciónacuosade conelectrodosdecobre:a)Seobtienecobremetálicoenelánodo.b)Alcirculardurante96489sunacorrientedeunamperio,sedeposita1moldeCu.c)Seoxidanlasimpurezasdemetalesmásnoblesqueelcobrequeacompañanalánodo.d)Sedepositacobremetálicoenelcátodo.e)Losmetalesactivossedepositanenelánodo.
(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Asturias2009)
Elclorurodecobre(II),CuCl ,endisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
CuCl (aq)2Cl (aq)+Cu (aq)
Tambiénsetienelaionizacióndelagua:
H O(l)H (aq)+OH (aq)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):Cu (aq)+2e Cu(s)
Ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e
Enelcátodo,elion sereducemásfácilmentequeelrestodelosionesyaquetieneunpotencialnormaldeelectrodomayorysedepositacomoCumetal.
Larespuestacorrectaeslad.
10.28.¿Cuáldelassiguientestransformacionesesunaoxidación?a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia1998)
Unaoxidaciónesunprocesoenelqueunasustanciacedeelectrones.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 150
a) Falso. La siguiente reacción no es de oxidación‐reducción ya que no se intercambianelectrones.
Cr O +6H +0e 2Cr +3H O
b) Falso. La siguiente reacciónno es de oxidación‐reducción ya queno se intercambianelectrones.
2CrO +H +0e Cr O +OH
c)Verdadero.Lasiguientereacciónesdeoxidaciónyaquesecedenelectrones.
Cr +8OH CrO +4H O+3e
d)Falso.Lasiguientereacciónesdereducciónyaquesegananelectrones.
2CrO +5H O+6e Cr O +10OH
Larespuestacorrectaeslac.
10.29. La semirreacción ajustada que representa (aq) actuando como un agentereductorendisoluciónácidaes:a)2 (l) (aq)+2 (aq)+2 b) (aq) (g)+ (g)+2 c) (aq)+2 (aq)+2 2 (l)d) (g)+2 (aq)+2 (aq)e) (aq) (g)+2 (aq)+2
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
SielH O actúacomoagentereductor,enmedioácido,cedeelectronesyseoxidaaO .Lasemirreacciónajustadacorrespondientees:
(aq) (g)+2 (aq)+2
Larespuestacorrectaeslae.
10.30.Seproduceunareacciónredoxentrelossiguientesreactivosa) con b)HClcon c) con d)HClconZnOe) con
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Madrid2011)
a)Falso.Setratadeunareacciónácido‐base:
3H SO +2Al OH Al SO +3H O
b)Verdadero.EnlareacciónredoxentreHCl(agentereductor)frenteaKMnO (agenteoxidante)lassemirreaccionesajustadasson:
Reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O
Oxidación:5 2Cl Cl +2e
Laecuaciónglobales:
2MnO +16H +10Cl 5Cl +8H O+2Mn
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 151
Añadiendolosionesquefaltan(2K y6Cl )laecuaciónmoleculares:
2 +16HCl5 +2 +8 +2KCl
c)Falso.Setratadeunareacciónácido‐base:
2H PO +3Na S2Na PO +3H S
d)Falso.Setratadeunareacciónácido‐base:
2HCl+ZnOZnCl +H O
e)Falso.Setratadeunareaccióndeprecipitación:
H S+Cu CuS+2H
Larespuestacorrectaeslab.
10.31.Cuandoseañade aunadisolucióndeKI,se forma ysedetectaolora .Cuandoseajustalaecuaciónparaestareacción,elnúmerodeelectronestransferidoses:a)4b)1c)0d)8e)2
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)
Lassemirreaccionesajustadasson:
Reducción:SO +8H +8e S +4H O
Oxidación:4 2I I +2e
Laecuaciónglobalenlaquesehanintercambiado8electroneses:
SO +8H +8I 4I +4H O+S
Larespuestacorrectaeslad.
10.32.Elagentereductormásfuertees:a)Al(s)b)Cu(s)c)Zn(s)d) (aq)e) (aq)Potencialesnormalesdeelectrodo,E°:( /Al)=‐1,66V;( /Cu)=0,34V;( /Zn)=‐0,76V;( / )=0,77V;( / )=0,15V.
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Asturias2009)
Lassemirreaccionesdereducciónson:
Al (aq)+3e Al(s) E°=‐1,66V
Cu (aq)+2e Cu(s) E°=+0,34V
Zn (aq)+2e Zn(s) E°=‐0,76V
Fe (aq)+e Fe (aq) E°=+0,77V
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 152
Cu (aq)+e Cu (aq) E°=+0,15V
Elagentereductormásfuerteeselquetienemenorpotencialdereducción:Al.
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnAsturias2009seincluyelaespecieAl ).
10.33. En una célula electroquímica, el tipo de iones atraído hacia el ánodo y el cátodo,respectivamenteyelsignodelánodoyelcátodo,respectivamente,son:a)Cationes,aniones;+,−b)Cationes,aniones;−,+c)Aniones,cationes;−,+d)Aniones,cationes;+,−e)Coincidenconlosdeunacélulaelectrolítica.
(O.Q.N.Almería1999)
Enunacélulaelectroquímicalasreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Ánodo(−)sedirigenaéllosanionesysufrenoxidación.
Cátodo(+)sedirigenaélloscationesysufrenreducción.
Larespuestacorrectaeslac.
10.34.Paralasiguientecélulaelectroquímica:
Al(s)/ (0,18M)// (0,85M)/Fe(s)
Silospotencialesnormalesdeelectrododel ydel sonrespectivamente,‐1,676Vy‐0,440V,elpotencialdelacélulaes:a)0,500Vb)1,243Vc)1,236Vd)‐2,116Ve)‐1,236V
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Madrid2011)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):3[Fe (aq)+2e Fe(s)]
Ánodo(oxidación):2[Al(s)Al (aq)+3e ]
Lareacciónglobales:
3Fe (aq)+2Al(s)3Fe(s)+2Al (aq)
Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelasiguienteexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Fe
o E /Alo = ‐0,440 ‐1,676 =1,236V
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo0,0592n
logQ
Aplicadoaestareacción:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 153
E=Eo0,0592n
log[Al[Fe
Sustituyendo:
E=1,2360,05926
log0,180,85
=1,248V
Otraformadecalcularlosería:
Ecelula=EcatodoEanodo=E /FeE /Al
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo0,0592n
log[reducida][oxidada]
Sustituyendo:
Ecatodo=E /Feo
0,05922
log1
[Fe ]= ‐0,440
0,05922
log1
0,85=‐0,442V
Eanodo=E /Alo
0,05923
log1
[Al ]= ‐1,676
0,05923
log1
0,15=‐1,690V
Elpotencialdelacélulaes:
Ecelula= ‐0,442V ‐1,775V =1,248V
Larespuestacorrectaeslab.
10.35. ¿Cuántosmolesde (g) seproducen en la electrólisisde (aq), si sehacepasarunacorrientede0,120Aatravésdeladisolucióndurante65,0minexactamente?a)0,0000808b)0,00485c)0,00242d)0,00121e)0,0000202
(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2004)
El sulfato de sodio en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:
Na SO (aq)SO (aq)+2Na (aq)
Tambiénsetienelaionizacióndelagua:
H O(l)H (aq)+OH (aq)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)
ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e
El ionOH seoxidaaO yaquees laúnicaespeciedetodaslaspresentesquesepuedeoxidar.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 154
RelacionandolacantidaddecorrientequepasaporlacubaconmolesdeO desprendido:
0,12A·65,0min60s1min
1C1A·s
1mole96500C
1molO 4mole
=0,00121mol
Larespuestacorrectaeslad.
10.36.Seproducirámayorcorrosiónenelcasode:a)Hierroenambienteseco.b)Hierrorevestidoconcinc.c)Hierrorevestidodeníquel.d)HierrosumergidoenunadisolucióndeNaCl.e)Hierrosumergidoenagua.
(O.Q.N.Almería1999)
La presencia de iones en el agua favorece la conducción de electrones y con ello lacorrosióndelhierro.
Larespuestacorrectaeslad.
10.37.Lasiguienteecuaciónquímicadescribeunprocesodeoxidacióndelhierro:
4Fe(s)+3 (g)2 (s)¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesincorrecta?a)Elhierrometálicoesunagentereductor.b)El esunagenteoxidante.c)Elhierrometálicosereducea .d)El esunagentereductor.
(O.Q.L.Murcia1999)
Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesodeoxidacióndelhierroson:
reducción:3 O +2e O
oxidación:2 FeFe +3e
a)Verdadero.Fe(s)cedeelectronesyseoxida,esunagentereductor.
b)Verdadero.Fe captaelectronesysereduce,esunagenteoxidante.
c)Falso.Fe(s)cedeelectronesyseoxidaaFe .
d)Verdadero.O cedeelectronesyseoxidaaO ,esunagentereductor.
Larespuestaincorrectaeslac.
10.38.Respectoalosprocesosdeoxidación‐reducción,¿quéafirmaciónescorrecta?a) La reducción del ion yodato hasta yodo molecular, en medio ácido, implica latransferenciade10electrones.b)Enlareacción2Cu(s)+ (g)2CuO(s)elcobresereduce.c)Unelementosereducecuandoalcambiarsunúmerodeoxidaciónlohacedemenosamáspositivo.d)Unelementoseoxidacuandoalcambiarsunúmerodeoxidaciónlohacedemenosamásnegativo.e)Eliondicromatoseconsideraunagentereductorenmedioácido.
(O.Q.N.Murcia2000)
a)Verdadero.Lasemirreaccióndereducciónes:
2IO +12H +10 I +6H O
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 155
b)Falso.Lasemirreaccióncorrespondientealcobrees:
oxidación:CuCu +2e
Elcobrecedeelectronesporlotantoseoxida.
c)Falso.Lareducciónesunprocesoenelqueunasustanciaganaelectronesporloquesunúmerodeoxidacióndisminuye.
d)Falso.Laoxidaciónesunprocesoenelqueunasustanciacedeelectronesporloquesunúmerodeoxidaciónaumenta.
e) Falso. El dicromato en medio ácido se transforma en Cr y la semirreaccióncorrespondientees:
Cr O +14H +6e 2Cr +7H O
Eldicromatoganaelectronesporlotantoeselagenteoxidante,laespeciequesereduce.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.39.Sabiendoque:
(aq)+8 (aq)+5 (aq)+4 (l)
(aq) (aq)+
¿Cuálseráelmínimovolumen,en ,quesenecesitará,deunadisoluciónacidificadadetetraoxomanganato (VII) de potasio 0,002M, para oxidar completamente 0,139 g de uncompuestodehierro(II)cuyamasamolecularrelativaes278?a)5b)25c)50d)100e)500
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Asturias2009)
Igualandoelnúmerodeelectronesintercambiadosseobtienelaecuaciónquímicaglobal:
MnO (aq)+8H (aq)+5Fe (aq)Mn (aq)+4H O(l)+5Fe (aq)
ElnúmerodemolesdeFe es:
0,139gcompuesto1molcompuesto278gcompuesto
1molFe
1molcompuesto=5·10 molFe
RelacionandomolesdeFe condisolucióndeMnO4–:
5·10 molFe 1molMnO5molFe
10 cm MnO 0,002M
0,002molMnO=50 0,002M
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 156
10.40.Dadoslossemisistemas:
2 (aq)+2 (g) E°=0V
(aq)+2 Zn(s) E°=‐0,76V¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a) (aq)[1M]reduceal (aq)[1M].b) (aq)[1M]reduceal (aq)[1M].c) (aq)[1M]oxidaalZn(s).d) (g)oxidaalZn(s).e)Nohayreacciónentre (aq)yZn(s).
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.Asturias2009)
Para que ambos semisistemas den una reacción espontánea es preciso que el potencialnormaldelacélulasea,E°>0.
ComoΔG°=‐nFE°<0,siE°>0,entoncessetratadeunprocesoespontáneo.
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /
o E /Zno = 0V – ‐0,76V =0,76V
Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)
(aq)eseloxidante(semisistemaconmayorpotencial),laespeciequesereduce.
Ánodo(oxidación):Zn(s)Zn (aq)+2e
Zn(s)eselreductor(semisistemaconmenorpotencial),laespeciequeseoxida.
Lareacciónglobales:
2H (aq)+Zn(s)H (g)+Zn (aq)
Larespuestacorrectaeslac.
10.41.Lafemestándardelacélula:
Sn(s)/ (aq)// (aq)/Zn(s)es‐0,62V.Silaconcentracióndeambosionescambiaraa0,1M,¿quévalortomaríalafemdelapila?a)Permaneceríainalterado.b)Seharíamuchomenor.c)Seharíaunpocomenor.d)Esimposiblecalcularloconlosdatosquesetienen.e)Tomaríaunvalorpositivo.
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):Zn (aq)+2e Zn(s)
Ánodo(oxidación):Sn(s)Sn (aq)+2e
Lareacciónglobales:
Zn (1M)+Sn(s)Zn(s)+Sn (1M)
Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelaexpresión::
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 157
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Zn
o E /Sno =‐0,62V
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Ecelulao
0,0592n
logQ
Sustituyendo:
E é = ‐0,62 0,05922
log[Sn ][Zn ]
= ‐0,62 0,05922
log0,10,1
=‐0,62V
Como se observa, cuando las concentraciones de las especies iónicas son iguales elpotencialdelacélulapermaneceinalterado.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.42.¿Encuáldelassiguientesespeciesquímicaspresentaelnitrógenoestadodeoxidación+1?a) b)NOc) d)
(O.Q.L.Murcia2000)
Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1ydelaplata+1,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlasmismases:
a)EnelNO : x+3 ‐2 =‐1 x=+5
b)EnelNO: x+ ‐2 =0 x=+2
c)Enel : 2 +1 +2 x +2 ‐2 =0 x=+1
d)EnelNH : x+3 +1 =0 x=‐3
Larespuestacorrectaeslac.
10.43.¿Cuáldelassiguientesespeciesreaccionaúnicamentecomoagenteoxidante?a) b)Nac) d) e)
(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)
eseloxidantemásfuertequeexisteporlotantosolopuedereducirseaF :
F (g)+2e 2F (aq)
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 158
10.44.Paralasiguientecélulagalvánica:Ag(s)/ (AgIsat.)// (0,100M)/Ag(s)
silafuerzaelectromotriz,E=+0,417V,laconstantedelproductodesolubilidaddelAgIes:a)Kps=2·10 b)Kps=8,3·10
c)Kps=8,3·10 d)Kps=8,3·10 e)Kps=8,3·10
(O.Q.N.Barcelona2001)(O.N.Q.Córdoba2007)
ElequilibriodesolubilidaddeAgIes:
AgI(s)Ag (aq)+I (aq)
Elproductodesolubilidad,K ,delAgIes:
K =[Ag ][I ]
Losvalores [Ag ]y [I ] son loscorrespondientesa losde ladisoluciónsaturadadeAgI(sat):
K =[Ag [I
quepuedencalcularseapartirdelafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuesta.
Ecelula=EcatodoEanodo=E /AgEAgsat+ /Ag
Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):Ag (0,1M)+e Ag(s)
Ánodo(oxidación):Ag(s)Ag (sat)+e
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo–0,0592n
log[reducida][oxidada]
Sustituyendo:
Ecatodo=E /Ago –
0,05921
log[Ag][Ag ]
Eanodo=E /Ago –
0,05921
log[Ag]
[Ag
Elpotencialdelacélulaes:
Ecelula= E /Ago –
0,05921
log[Ag][Ag ]
E /Ago –
0,05921
log[Ag]
[Ag
Ecelula= E /Ago E /Ag
o –0,05921
log[Ag
[Ag
Portratarsedeunacélulaconelectrodosidénticos,Ecelulao =0,ylaexpresiónsesimplifica
a:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 159
Ecelula=–0,05921
log[Ag
[Ag ]
Sustituyendo:
0,417=0,0592·log0,1
[Ag[Ag =9,04·10 M
SustituyendoenlaexpresióndeK :
K =[Ag [I =(9,04·10 =8,2·10
Larespuestacorrectaeslad.
(LadiferenciaentrelassolucionespropuestasenBarcelona2001yCórdoba2007estáenquelasdeCórdoba2007sonlasqueparecenmáscoherentes).
10.45. En una tabla de potenciales normales de electrodo a 25°C, se han encontrado losvalorespara lospares / y /Cu,queson+0,16Vy+0,52V,respectivamente.Elpotencialcorrespondientealpar /Cues:a)+0,36Vb)‐0,68Vc)+0,68Vd)+0,34Ve)‐0,34V
(O.Q.N.Barcelona2001)
Apartirdelosdatossepuedenescribirlassiguientessemirreacciones:
Cu (aq)+e Cu (aq)
Cu (aq)+e Cu(s)
Lareacciónglobales:
Cu (aq)+2e Cu(s)
Lavariacióndeenergíalibretotales:
ΔG /Cuo = ΔG /
o + ΔG /Cuo
Teniendoencuentaque:
ΔG°=‐nFE°
Sustituyendoseobtiene:
‐nFE /Cuo = ‐nFE /
o + ‐nFE /Cuo
Simplificandoqueda:
‐2E /Cuo = ‐0,16V + ‐0,52V E /Cu
o =0,34V
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 160
10.46.Dados lossiguientespotencialesnormalesdeelectrodoenvoltios,elagentereductormásfuertees:a)Znb)Alc) d) e) (Datos. Potenciales normales de electrodo, E°: ( /Al) = ‐1,66 V; ( /Cu) = 0,34 V;( /Zn)=‐0,76V;( / )=0,77V;( / )=0,15V)
(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Asturias2004)
Lassemirreaccionesdereducciónson:
Zn (aq)+2e Zn(s) E°=‐0,76V
Al (aq)+3e Al(s) E°=‐1,66V
Fe (aq)+e Fe (aq) E°=+0,77V
Cu (aq)+e Cu (aq) E°=+0,15V
Elagentereductormásfuertedetodoslospropuestoseselquetienemenorpotencialdereducción:Al.
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónessimilaralapropuestaenAlmería1999).
10.47.¿Cuántotiempotardaránendepositarse0,00470molesdeoroporelectrólisisdeunadisoluciónacuosade utilizandounacorrientede0,214amperios?a)35,3minb)70,7minc)106mind)23,0mine)212min
(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Asturias2007)
El tetracloroaurato (III) de potasio en disolución acuosa se encuentra disociado deacuerdoconlaecuación:
K AuCl (aq) AuCl (aq)+K (aq)
Lasemirreaccióndereducciónquetienelugarenelcátodoes:
AuCl (aq)+3e Au(s)+4Cl (aq)
RelacionandomolesdeAuydeelectrones:
0,00470molAu3mole1molAu
96500C1mole
=1361C
Eltiemponecesarioparaquepaseesacantidaddecorrienteporlacubaelectrolíticaes:
t=1361C0,214A
1min60s
=106min
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 161
10.48.En laobtencióndemetalesmedianteprocesos electrolíticos, ¿cuálde los siguientesmetalessuponemayorconsumodeelectricidadportoneladademetalapartirdesussales?a)Nab)Mgc)Cud)Bae)Al
(O.Q.N.Barcelona2001)
Laecuacióngeneralquepermitecalcularlacantidaddecorrientenecesariaparadepositar1tdecualquiermetales:
1tmetal10 gmetal1tmetal
1molmetalMgmetal
nmole 1molmetal
96500C1mole
=9,65·10 n
MC
siendo:
M=masamolardelmetal
n=númerodeelectronesnecesariosparalareduccióndelmetal
Lassemirreaccionescorrespondientesalasreduccionesdelosmetalesdadosson:
Na (aq)+e Na(s)
Mg (aq)+2e Mg(s)
Cu (aq)+2e Cu(s)
Ba (aq)+2e Ba(s)
Al (aq)+3e Al(s)
Como se observa, para depositar un mol de Al se necesitan 3 moles de electrones, siademássetieneencuentaquelamasamolardelAlesmuybaja,esteelementoeselqueprecisamayorcantidaddeelectricidadparadepositar1tdelmismo.
Larespuestacorrectaeslae.
10.49.Elcesiometálicopuedeobtenerse:a)Porelectrólisisdeunadisoluciónacuosadeclorurodecesio.b)Porelectrólisisdeunadisoluciónacuosadehidróxidodecesio.c)Porelectrólisisdeclorurodecesiofundido.d)Porreduccióndecarbonatodecesioconácidosulfúrico.e)Porreduccióndeunadisoluciónacuosadeclorurodecesiomediantelitiometálico.
(O.Q.N.Barcelona2001)
Elclorurodecesiofundido,CsCl(l),seencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
CsCl(l)Cl (l)+Cs (l)
Siserealizaunaelectrólisis,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):2[Cs (l)+e Cs(l)]
Ánodo(oxidación):2Cl (l)Cl (g)+2e
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 162
10.50.Loscoeficientesestequiométricoscorrectos, indicadosenelmismoorden,necesariosparaajustarlaecuacióniónicasiguiente:
(aq)+ (l) (g)+ (aq)+ (aq) son:a)1,1,½,4,2b)2,3,1,8,6c)1,2,½,4,2d)2,1,1,8,2e)1,2,1,4,4
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Lassemirreaccionesson:
reducción:3 Br +2e 2Br
oxidación:2NH N +8H +6e
Laecuacióniónicafinales:
2 (aq)+3 (l) (g)+8 (aq)+6 (aq)
Larespuestacorrectaeslab.
10.51. De las siguientes reacciones químicas que se formulan a continuación, indique lacorrecta:a)CuO+2 + b)CuO+ +½ c)CuO+3 ++ + d)CuO+ +½ + e)CuO+2 Cu+ +2
(O.Q.N.Oviedo2002)
a)Escorrecta.Laecuaciónestáajustadaaunquenoesunprocesodeoxidación‐reducción.
b)Nocorrecta.Hayunareducción:
Cu CuO Cu CuNO
yningunaoxidación.
c‐d)Nocorrecta.Hayunareducción:
HNO NO
yningunaoxidación.
e)Nocorrecta.Haydosreducciones:
Cu CuO Cu
HNO NO
yningunaoxidación.
Larespuestacorrectaeslaa.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBurgos1998).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 163
10.52. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la reacción de oxidación‐reducción quetienelugarenunacélulagalvánicaencondicionesestándar,escierta?a)ΔG°yE°sonpositivosy esmayorque1.b)ΔG°esnegativo,E°positivoy esmayorque1.c)ΔG°espositivo,E°negativoy esmenorque1.d)ΔG°yE°sonnegativosy esmayorque1.e)ΔG°yE°sonnegativosy esmenorque1.
(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Asturias2004)
Una célula galvánica es aquella en la tiene lugar una reacción de oxidación reducciónespontánea.
Si la reacción es espontánea se cumple la condición de la variación de energía libre deGibbsesnegativa,ΔG°<0.
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylafuerzaelectromotrizdelacélulaylaconstantedeequilibriodelprocesovienedadaporlassiguientesecuaciones:
ΔG°=‐nFE°
ΔG°=‐RTlnK
SiΔG°<0,entoncessecumplenlascondiciones:
E°>0
K =exp(‐ΔG°/RT)>1
Larespuestacorrectaeslab.
10.53.Lospotencialesnormalesdeelectrodoparael /Aly /Crson‐1,66Vy‐0,74V,respectivamente.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesciertaparalasiguientereacciónencondicionesestándar?
Al+ +Cra)E°=2,40Vylareacciónesespontánea.b)E°=0,92Vylareacciónesespontánea.c)E°=‐0,92Vylareacciónesnoespontánea.d)E°=‐0,92Vylareacciónesespontánea.e)E°=‐2,40Vylareacciónesnoespontánea.
(O.Q.N.Oviedo2002)
Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):Cr (aq)+3e Cr(s)
Ánodo(oxidación):Al(s)Al (aq)+3e
Elpotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Cr
o E /Alo = ‐0,74V ‐1,66V =0,92V
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsy lafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 164
SiE°>0,entoncessetienequeΔG°<0,ylareacciónesespontánea.
Larespuestacorrectaeslab.
10.54.Enelprocesodegalvanizado,elhierroserecubreconcinc.Estaprotecciónquímicaesmássemejantealaproporcionadapor:a)Unobjetodehierrorecubiertoconplata.b)Unbotedehierrorecubiertoconestaño.c)Unatuberíadecobrecubiertaconpinturadetipopolimérico.d)Conexióndetuberíasdecobreutilizandosoldaduradeplomo.e)Unabarrademagnesioconectadaaunatuberíadehierro.
(O.Q.N.Oviedo2002)
Si se conecta la tubería de hierro a una barra de magnesio se protege al hierro de lacorrosiónyaqueelmagnesio,al igualqueelcinc,esunmetalmuyreductor (tieneunpotencialnormaldeelectrodomuybajo)queseoxidamásfácilmentequeelhierro.
Consultandolabibliografía,lospotencialesdereduccióncorrespondientesson:
Fe (aq)+2e Fe(s) E°=‐0,44V
Zn (aq)+2e Zn(s) E°=‐0,76V
Mg (aq)+2e Mg(s) E°=‐2,37V
Larespuestacorrectaeslae.
10.55.¿Encuáldelassiguientessustanciaspresentaelhidrógenoestadodeoxidación‐1?a) b) c)NaHd)NaOH
(O.Q.L.Murcia2002)
Teniendoencuentaqueenlasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,ydelsodio+1,elnúmerodeoxidacióndelhidrógenoenlasmismases:
a)EnelH O: 2x+ ‐2 =0x=+1
b)EnelH : loselementosenformamoleculartienennúmerodeoxidación0
c)EnelNaH: +1+x=0x=‐1
d)EnelNaOH: +1+ ‐2 +x=0x=+1
Larespuestacorrectaeslac.
10.56.Ciertareacciónredoxtieneunaconstantedeequilibriode2·10 a25°C.Deellosededuceque:a)Lavariacióndeenergíalibreparalareacciónesnegativa.b)Lareacciónesespontáneaencondicionesestándar.c)Encondicionesestándarnosepuedeobtenertrabajoútildeestareacción.d)Cuandosealcanzaelequilibriolareacciónestádesplazadahacialaderecha.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
a)Falso.LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylaconstantedeequilibriodereacciónvienedadaporlasiguienteecuación:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 165
ΔG°=‐RTlnK
Sustituyendo:
ΔG°=‐8,3·298·ln 2·10 1kJ10 J
=100kJ
b)Falso.ParaqueunareacciónseaespontáneaesprecisoquesecumplaqueΔG°<0.Enestecaso,ΔG°>0,portanto,setratadeunareacciónnoespontánea.
c)Verdadero. Teniendo en cuenta queΔG° =Wú . ComoΔG° > 0, no se puede extraertrabajodelsistema.
d)Falso.Comolaconstantedeequilibrio,K=2·10 <1,quieredecirqueelsistemaenelequilibrioseencuentradesplazadohacialaizquierda.
Larespuestacorrectaeslac.
10.57.Lasemirreacciónenelánododeunacélulagalvánicaeslasiguiente:
Zn(s) +2 ¿Cuáleslacargamáxima,enculombios,quepuedeproducirseenunacélulaconunánodode6,54gdecinc?a)4820Cb)9650Cc)19306Cd)38600Ce)48200C
(Datos.F=96500C· ;Matómica(Zn)=65,38)(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Asturias2007)
RelacionandomolesdeZnydeelectrones:
6,54gZn1molZn65,38gZn
2mole1molZn
96500C1mole
=19306C
Larespuestacorrectaeslac.
10.58.Seconectanenserietrescélulaselectrolíticascondisolucionesacuosasde ,y ,respectivamente.
a)Serecogeráigualvolumendehidrógenoenlastrescélulas.b)Serecogerámayorvolumendehidrógenoenlacélulade .c)Serecogerámayorvolumendehidrógenoenlacélulade .d)Serecogerámayorvolumendehidrógenoenlacélulade .e) Se recogerá aproximadamente el mismo volumen de hidrógeno en las células de
y .(O.Q.N.Tarazona2003)
Losácidosacético,sulfúricoyfosfóricoendisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlassiguientesecuaciones:
CH COOH(aq)CH COO (aq)+H (aq)
H SO (aq)SO (aq)+2H (aq)
H PO (aq)PO (aq)+3H (aq)
además,lapresenciadeácidofavorecelaionizacióndelagua:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 166
H O(l)H (aq)+OH (aq)
En las tres celdas se produce las mismas semirreacciones independientemente de lacantidaddehidrógenoquellevacadaácido:
Cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)
Ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e
El ionH se reducemás fácilmente que el resto de los iones ya que tiene un potencialnormaldeelectrodomenor.
Larespuestacorrectaeslaa.
(CuestiónessimilaralapropuestaenBurgos1998).
10.59.Conociendolospotencialesnormalesdeelectrododelassiguientesreacciones:
2 (l)+2 (g)+2 (aq) E°=‐0,8V
(aq)+ Na(s) E°=‐2,7V
(g)+2 2 (aq) E°=+1,4V¿Qué puede observarse cuando se introducen dos electrodos inertes en una disolución declorurodesodioenaguayseconectanalosterminalesdeunabateríade2,0V?a)Aparecesodiosólidoenelánodoyclorogasenelcátodo.b)Aparecegascloroenelánodoysodiosólidoenelcátodo.c)Aparecehidrógenogasenelcátodoysodiosólidoenelánodo.d)Aparecehidrógenogasenelánodoyclorogasenelcátodo.e)Aparececlorogasenelánodoehidrógenogasenelcátodo.
(O.Q.N.Tarazona2003)
ElNaClendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)
Tambiénsetienelaionizacióndelagua:
H O(l)2H (aq)+OH (aq)
Conocidoslospotencialesnormalesdeelectrodo,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):2H O(l)+2e (g)+2OH (aq)
Yaquedelosdosiones,H yNa ,eselprimeroelqueposeeunpotencialdereducciónmayor.
Ánodo(oxidación):2Cl (aq) (g)+2e
Larespuestacorrectaeslae.
10.60.Teniendoencuentaque ( )=1,42·10 ;E°( /Ni)=‐0,257V,elvalordelpotencialdelasiguientevoltaicaa25°C:
Ni(s)/ (dis.sat. )// (0,0100M)/Ni(s),es:a)+0,257Vb)‐0,257Vc)0,00Vd)0,00844Ve)0,0422V
(O.Q.N.Tarazona2003)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 167
ElequilibriodesolubilidaddeNiCO es:
NiCO (s)Ni (aq)+CO32–(aq)
Elproductodesolubilidad,K ,delNiCO es:
K = Ni ][CO32–]
Los valores [Ni ] [CO32–] son los correspondientes a los de la disolución saturada de
NiCO (sat):
K = Ni CO siendo Ni = CO
quepuedencalcularseapartirdelvalordelaconstanteK :
Ni = K = 1,42·10 =3,77·10 M
Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):Ni (0,01M)+2e Ni(s)
Ánodo(oxidación):Ni(s)Ni (sat)+2e
Lafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuesta.
Ecelula=EcatodoEanodo=E /NiE /Ni
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo–0,0592n
log[reducida][oxidada]
Sustituyendo:
Ecatodo=ENi2+/Nio –
0,05922
log[Ni][Ni ]
= ‐0,257 –0,05922
log1
10=‐0,316V
Eanodo=E /Nio –
0,05922
log[Ni]
Ni= ‐0,257 –
0,05922
log1
3,77·10=‐0,358V
Elpotencialdelacélulaes:
Ecélula= ‐0,316V – ‐0,358V =0,042V
Larespuestacorrectaeslae.
10.61.Sielcambiodeenergíalibreparalacombustiónencondicionesestándardeunmolde(g)esΔG°=‐818kJ,elvoltajeestándarquepodríaobtenersedeunapiladecombustión
utilizandoestareacciónes:a)0,53Vb)‐1,06Vc)1,06Vd)4,24Ve)8,48V
(Dato.F=96500C· )(O.Q.N.Tarazona2003)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 168
Las ecuaciones químicas correspondientes a una célula de combustible que funciona abasedeCH (gasnatural)son:
Cátodo(reducción):2[O (g)+4H (aq)+4e 2H O(l)]
Ánodo(oxidación):CH (g)+2H O(l)CO (g)+8H (aq)+8e
Lareacciónglobales:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsy lafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
DespejandoE°:
E°=‐‐818kJ
8·96500C10 J1kJ
=1,06V
Larespuestacorrectaeslac.
10.62.Conociendo los siguientespotencialesnormalesde electrodo ¿cuálde las siguientesreaccionesseproducirádeformaespontánea?
(aq)+2 Cu(s) E°=+0,3V
(aq)+2 Zn(s) E°=‐0,8V
(aq)+2 Mn(s) E°=‐1,2V
a) +CuMn+ b) +ZnMn+ c) +CuZn+ d) +MnZn+ e) + Cu+Zn
(O.Q.N.Tarazona2003)
Seproducirádeformaespontáneaaquellareacciónenlaquesecumpla:
ΔG°=‐nFE°<0
paraqueΔG°<0debecumplirselacondicióndequeE°>0.
a)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):Mn (aq)+2e Mn(s)
Ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e
Lafuerzaelectromotrizdeunacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Mn
o E /Cuo = ‐1,2V 0,3V =‐1,5V
ComoE°<0lareacciónesnoespontánea.
b)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):Mn (aq)+2e Mn(s)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 169
Ánodo(oxidación):Zn(s)Zn (aq)+2e
Lafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuestaes.
Ecelulao =E /Mn
o E /Zno = ‐1,2V ‐0,8V =‐0,4V
ComoE°<0lareacciónesnoespontánea.
c)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):Zn (aq)+2e Zn(s)
Ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e
Lafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuestaes.
Ecelulao =E /Zn
o E /Cuo = ‐0,8V 0,3V =‐1,1V
ComoE°<0lareacciónesnoespontánea.
d)Verdadero.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
Cátodo(reducción):Zn (aq)+2e Zn(s)
Ánodo(oxidación):Mn(s)Mn (aq)+2e
Lafuerzaelectromotriz,E,delacélulapropuestaes.
Ecelulao =E /Zn
o E /Mno = ‐0,8V ‐1,2V =0,4V
ComoE°>0lareacciónesespontánea.
e)Falso.Noesposiblelareacciónyaquehaydosoxidacionesyningunareducción:
Cu (aq)+2e Cu(s)
Zn (aq)+2e Zn(s)
Larespuestacorrectaeslad.
10.63.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelvanadioenelcompuesto ?a)+1b)+3c)+5d)+7
(O.Q.L.Murcia2003)
Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1ydelnitrógeno‐3,elnúmerodeoxidacióndelvanadioenlamismaes:
‐3 +4 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 170
10.64. El cloro se obtiene en el laboratorio por oxidación del ácido clorhídrico según lasiguientereacción:
HCl+X + + ¿CuáldelassiguientessustanciasseutilizacomoreactivoXparaoxidaralácidoclorhídrico?a)Manganesometalb)Óxidodemanganesoc)Hidrurodemanganesod)Dióxidodemanganeso
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
LasemirreaccióncorrespondientealaoxidacióndelCl es:
2Cl (aq)Cl (g)+2e
El elemento X debe actuar como oxidante por lo que debe reducirse, es decir, bajar sunúmerodeoxidación.
EnelcompuestoXCl elelementoXtieneelnúmerodeoxidación:
2 ‐1 +x=0x=2
por tanto,elnúmerodeoxidacióndelelementoXen laespecieelegidadebersermayorque2.
Laespecieapropiadaparalaoxidacióneseldióxidodemanganeso enlaqueelnúmerodeoxidacióndelmanganesoes:
2 ‐2 +x=0x=4
Larespuestacorrectaeslad.
10.65.Sabiendoque lospotencialesnormalesdeelectrodode los sistemas / y / valenrespectivamente1,36Vy0,54V,sepuedeafirmarque:a)Elyodooxidaalioncloruro.b)Elclorooxidaalionyoduro.c)Elcloroesmásbásicoqueelyoduro.d)Elclororeducealionyoduro.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
El sistema que tiene mayor potencial se comporta como oxidante (se reduce) y el demenorcomoreductor(seoxida):
Oxidante:Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V
Reductor:2I (aq)I (s)+2e E°=‐0,54V
Lareacciónglobales:
Cl (g)+2I (aq)2Cl (aq)+I (s) E°= 1,36V – 0,54V =0,82V
ComoE°>0,lareacciónesespontáneayel oxidaal .
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 171
10.66.Dadalareaccióndeoxidación‐reducción:
2 (aq)+5 (aq)+6 (aq)2 (aq)+5 (g)+8 (l)a)Elnúmerodeelectronespuestoenjuegoenesteprocesoesde2.b)Laespecie eslaqueresultadelareducciónde debidoalagentereductor .c)Laespecie eselagentereductoryseoxidaa .d)Elion eselagenteoxidantequeproducelaoxidacióndel a .
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
Lassemirreaccionesson:
reducción:MnO +8H +5e Mn +4H O
oxidación:H O O +2H +2e
a)Falso.Elnúmerodeelectronespuestoenjuegoenelprocesoes10.
b‐c) Falso. El MnO se comporta como oxidante ya que gana electrones y se reduce aMn .
d)Verdadero. El se comporta comooxidante yaque gana electrones y oxida alH O aO .
Larespuestacorrectaeslad.
10.67.Enunacélulavoltaicaogalvánica(pila):a)Loselectronessedesplazanatravésdelpuentesalino.b)Lareduccióntienelugarenelcátodoopolopositivo.c)Loselectronessemuevendesdeelcátodoalánodo.d)Loselectronessalende lacélulaporelánodooelcátodo,dependiendode loselectrodosutilizados.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
Enambostiposdecélulas:
Ánodo: electrodo por el que los electrones salen de la célula y tiene lugar laoxidación.
Cátodo: electrodopor elque loselectronesentran en la célula y tiene lugar lareducción
Enunacélulavoltaica, loselectronessedirigenespontáneamentehaciaelcátodoporloqueestetienesignopositivo.
Enunacélulaelectrolítica, loselectronessonforzadosadirigirsehaciaelcátodoporloqueestetienesignonegativo.
Larespuestacorrectaeslab.
10.68.UnamuestradeMn(s)serecubredeunacapadecolorpardocuandosesumergeenunadisoluciónacuosa1Mde ¿Quéreacciónseproduceespontáneamente?a) +FeMn+ b)Mn+Fe + c)Mn+ +Fed)Ningunadelastresanteriores.
(Datos.E°: /Mn=‐1,18V; /Fe=‐0,44V)(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 172
ParaquelareacciónseaespontáneaesprecisoqueE°>0.Paraello,elsistemaquetienemayorpotencialsecomportacomooxidante(sereduce)yeldemenorcomoreductor(seoxida):
Oxidante:Fe (aq)+2e Fe(s) E°=‐0,44V
Reductor:Mn(s)Mn (aq)+2e E°=+1,18V
Lareacciónglobales:
Fe (aq)+Mn(s)Fe(s)+Mn (aq) E°= ‐0,44V + 1,18V =0,74V
Larespuestacorrectaeslac.
10.69.Lasespeciesformadasenlaelectrólisisdeunadisoluciónacuosadeclorurosódicoenunprocesoindustrialcloro‐sosa,son:a) (aq), (g), (aq)b) (g), c) (aq), (aq), (g)d) (g), (g),NaOH(aq)
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
ElNaClendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)
Tambiénsetienelaionizacióndelagua:
H O(l)2H (aq)+OH (aq)
Consultandoenlabibliografíalospotencialesnormalesdeelectrodo,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):2H O(l)+2e H (g)+2OH (aq)E°=‐0,83V [1]
Cátodo(reducción):Na (aq)+e Na(s) E°=‐2,71V [2]
deambas,sepuededescartarlasemirreacción[2]yaqueH esmásfácildereducirportenerunpotencialdereducciónmayor.
Ánodo(oxidación):2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=1,36V [3]
Ánodo(oxidación):2H O(l)O (g)+4H (aq)+4e E°=1,23V [4]
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[3]es:
2Cl (aq)+2H O(l)Cl (g)+H (g)+2OH (aq)
Eo =Ecatodoo Eanodo
o = ‐0,83V – 1,36V =‐2,19V
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[4]es:
2H O(l)2H (g)+O (g)
Eo =Ecatodoo Eanodo
o =‐ 0,83V – 1,23V =‐2,06V
ComoambosvaloressonsimilaresesdeesperarqueenelánodoseobtengaunamezcladeCl yO .Enlapráctica,predominaCl debidoalaaltasobretensióndelO comparadaconladelCl .
Portanto,sepuedeconsiderarquelareacciónglobales:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 173
2 (l)+2NaCl(aq) (g)+ (g)+2NaOH(aq)
El NaOH (aq) se forma con los iones Na (aq) y OH (aq) presentes en la disoluciónresultante.
Larespuestacorrectaeslad.
10.70.¿Quémasadecobresedepositaenmediahoraconunacorrientede2Aquepasaporunadisoluciónacuosaquecontieneelion ?a)11,87gb)1,18gc)24,7gd)0,45g
(Datos.F=96500C· ;MasaatómicaCu=63,5g· )(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
LasemirreaccióncorrespondientealareduccióndelionCu enelcátodoes:
Cu (aq)+2e Cu(s)
RelacionandolacantidaddecorrienteydeCu:
30min·2A60s1min
1C1A·s
1mole96500C
1molCu2mole
63,5gCu1molCu
=1,18gCu
Larespuestacorrectaeslab.
10.71.Indiquecuáldelossiguienteselementosquímicostienemayorcarácterreductor:a)Mgb)Gec)Ald)Ke)S
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.N.Sevilla2010)
Losmetalesalcalinossonespeciesquetienenmayorpoderreductor.Portanto,ElmayorcarácterreductorlecorrespondealK.
Larespuestacorrectaeslad.
(EnlacuestiónpropuestaenSevilla2010sereemplazanMg,GeySporBe,PyC).
10.72. ¿Cuál es el elemento que se oxida en una reacción entre etileno y una disoluciónacuosadepermanganatopotásico?a)Carbonob)Hidrógenoc)Oxígenod)Potasioe)Manganeso
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Elpermanganatodepotasioesunoxidanteysereduce.Elmanganesobajasunúmerodeoxidación.
El etileno se comporta como reductor y se oxida. El carbono aumenta su número deoxidación.Elcarbonoesunelementomáselectronegativoqueelhidrógeno,portanto,eneletileno,CH =CH ,elnúmerodeoxidacióndelhidrógenoes+1yeldelcarbonoes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 174
2 x +4 +1 =0 x=‐2
Larespuestacorrectaeslaa.
10.73.Paralasiguientereacción:
Cr(s)+3 (aq) (aq)+3/2 (g) ΔG°=‐214,23kJ
¿CuálseráelvalordeE°( /Cr)?a)‐0,74Vb)‐2,14Vc)+2,14Vd)‐74mVe)+0,74V
(Dato.ConstantedeFaraday=96485C· )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):3[H (aq)+e 3H(g)]
Ánodo(oxidación):Cr(s)Cr (aq)+3e
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsy lafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
DespejandoE°:
E°=‐214,23kJ‐3·96485C
10 J1kJ
=0,74V
Lafuerzaelectromotrizdelacélulapropuestaes.
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo =E /H2
o E /Cro
SustituyendoseobtieneelvalordeE /Cro :
0,74V=0E /Cro E /Cr
o =‐0,74V
Larespuestacorrectaeslaa.
10.74.¿CuálseríaelΔGdelareacciónsiguientea25°C?
2 (0,1M)+Sn(s)2Ag(s)+ (0,5M) E°=0,94V.a)‐4120cal· b)+17,169kJ· c)+41,2kcal· d)‐171694J· e)‐17,169kJ·
(Datos.F=96500C· ;R=8,3J· · ;1J=0,24cal)(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo0,0592n
logQ
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 175
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):2[Ag (aq)+e 2Ag(s)]
Ánodo(oxidación):Sn(s)Sn (aq)+2e
Portanto,elvalorden=2ylaexpresióndeQes:
Q=[Sn ][Ag
ElvalordeEes:
E=Eo0,0592n
log[Sn ][Ag
= 0,94 0,05922
log0,50,1
=0,89V
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsy lafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
Sustituyendo:
ΔG°=‐296500Cmol
0,89V =171770J
mol
Larespuestacorrectaeslad.
10.75.Sequiereplatearunacucharade20 deárea,hastaunespesorde10 m,conunadisoluciónde ,pasandounacorrientede0,02A.¿Cuántotiemposetardaría?a)1,232minb)2,5díasc)26,1hd)9391,5se)52,1h
(Datos.Densidad(Ag)=10,5g/ ;Matómica(Ag)=107,9;F=96485C· )(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Lasemirreaccióndereducciónquetienelugarenelcátodoes:
Ag CN (aq)+e Ag(s)+2CN (aq)
Losmolesdeplatanecesariosparaplatearlacucharillason:
20cm ·10 m10 cm1m
10,5gAg1cm
1molAg107,9gAg
=0,0195molAg
RelacionandomolesdeAgydeelectrones:
0,0195molAg1mole1molAg
96485C1mole
=1878C
Eltiemponecesarioparaquepaseesacantidaddecorrienteporlacubaelectrolíticaes:
t=1878C0,02A
1h
3600s=26,1h
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 176
10.76.Señalelaproposicióncorrecta:a)Elácidonítricotienepropiedadesreductoras.b)Unmétodoqueevitalacorrosióndelhierroesmantenerlounidoaunmetalmenosactivoqueél.c)Unadisoluciónacuosadesulfurosódicotienecarácterácido.d)Loshalógenosformancompuestoscovalentesconhidrógenoyconcarbono.
(O.Q.L.Madrid2004)
a)Falso.Elácidonítrico,HNO ,esunoxidantequesepuedereduciraNO ,NO,N oNH segúnlafuerzadelreductorconelqueselehagareaccionar.
b)Falso.Unmétodoparaevitarlacorrosiónesmantenerlounidoaunmetalqueseamásactivoqueélcomo,porejemplo,elmagnesio.
c)Falso.Elsulfurodesodioendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
Na S(aq)S (aq)+2Na (aq)
ElionNa ,eselácidoconjugadodébildelabasefuerteNaOHporloquenosehidroliza.
ElionS eslabaseconjugadadelácidodébilHS quesehidrolizasegúnlaecuación:
S (aq)+H O(l)HS (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,seproducenionesOH porloqueelpH>7yladisoluciónesbásica.
d)Verdadero.Unhalógeno,comoelcloro,formacompuestosconelhidrógeno,HCl,yconel carbono, CCl . Estos compuestos son covalentes debido a que la diferencia deelectronegatividadentreestoselementosyelcloronoesmuygrande.
Larespuestacorrectaeslad.
10.77.Indiquecuáldelassiguientesreaccionesseproduciráespontáneamenteendisoluciónacuosaa25°C.Supongaquelasconcentracionesinicialesdetodaslasespeciesdisueltasson1M.a)Ca(s)+ (aq) (aq)+Cd(s)b)2 (aq)+ (aq) (l)+Sn(s)c)2Ag(s)+ (aq)2 (aq)+Ni(s)d)NaCl(aq)+ (l)NaOH(aq)+HCl(aq)
(O.Q.L.Madrid2004)
a)Verdadero.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
reducción:Cd (aq)+2e Cd(s)
oxidación:Ca(s)Ca (aq)+2e
Esposiblequeseproduzcalareaccióndeformaespontáneayaqueunfuertereductor,Cametalalcalinotérreo,reducealCd .
b)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
reducción:Sn (aq)+2e Sn(s)
oxidación:2Br (aq)Br (l)+2e
No es posible que se produzca la reacción ya que el Br , halógeno, es un oxidantemasfuertequeelSn .
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 177
c)Falso.Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
reducción:Ni (aq)+2e Ni(s)
oxidación:2[Ag(s)Ag (aq)+2e ]
NoesposiblequeseproduzcalareacciónyaqueelNi esunoxidantemásfuertequeelAg .
d) Falso. La reacción propuesta no es de oxidación‐reducción y se produce en sentidocontrario.
Larespuestacorrectaeslaa.
(Para la correcta resolución de esta cuestión sería necesario que se proporcionaran lospotencialesnormalesdeelectrodo).
10.78.Elcloropresentanúmerodeoxidación+1enelcompuesto:a)HClb) c)HClOd)
(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.LaRioja2009)
Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1ydelnitrógeno‐3,elnúmerodeoxidacióndelcloroenlasmismases:
a)EnelHCl: +1 +x=0x=‐1
b)EnelNH Cl: ‐3 +4 +1 +x=0x=‐1
c)EnelHClO: +1 +x+ ‐2 =0x=+1
d)EnelClO : x+3 ‐2 =‐1x=+5
Larespuestacorrectaeslac.
10.79. Dadas las siguientes reacciones y sus correspondientes potenciales normales deelectrodo:
2 (aq)+2 (aq) E°=0,92V(aq)+2 2Hg(l) E°=0,85V
LosvaloresdeΔG°yKparaelsiguienteproceso,a25°C,son:
(aq) (aq)+Hg(l)
a)‐14kJy4·10 b)14kJy233c)14kJy4·10 d)6,8kJy0,065
(Datos.F=96500C· ;R=8,3J· · )(O.Q.L.Madrid2004)
Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesopropuestoson:
cátodo(reducción):Hg (aq)+2e 2Hg(l) E°=0,85V
ánodo(reducción):Hg (aq)2Hg (aq)+2e E°=‐0,92V
AplicandolaecuacióndeNernst:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 178
E=EoRTnF
lnK
EnelequilibriosecumplequeE=0yQ=K,conloquelaexpresiónanteriorquedacomo:
Eo=RTnF
lnKEo=8,3·2982·96500
lnK
Elpotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:
E°=Ecatodoo Eanodo
o
E°=E /Hgo E /
o = 0,85V 0,92V =‐0,07V
Sustituyendo:
‐0,07=0,0128 lnK K=4,2·10
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylaconstantedeequilibriodereacciónvienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐RTlnK
Sustituyendo:
ΔG°=‐8,3·10kJ
mol·K 298K ln 4,2·10 =13,5kJ
OtraformaseríamediantelaecuaciónquerelacionalaenergíalibredeGibbsylafemdelacélula,ΔG°=‐nFE°:
ΔG°=‐2·96500C ‐0,07V 1kJ10 J
=13,5kJ
LosvaloresdeK<1ydeΔG°>0demuestranquelareacciónesnoespontánea.
Larespuestacorrectaeslac.
10.80.Lacargaeléctricadeunmoldeelectroneses,aproximadamente:a)1,602·10 Cb)9,1·10 Cc)9,65·10 Cd)6,022·10 C
(e=1,6019·10 C)(O.Q.L.Madrid2004)
Lacargadeunmoldeelectroneses:
6,022·10 e 1,6019·10 C
1e=96484C
Larespuestacorrectaeslac.
10.81.¿Cuántosfaradayssonnecesariosparareducir0,20molesde a ?a)0,20b)3,00c)0,40d)1,00
(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 179
Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndelpermanganatoes:
MnO +8H +5e Mn +4H O
Relacionandomolesdepermanganatoconfaradays:
0,20molMnO 5mole
1molMnO
1F1mole
=1,00F
Larespuestacorrectaeslad.
10.82.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelelementosubrayadoencadaunodelassiguientesespeciesquímicas?
i)P4ii)Al2O3iii)MnO4iv)H2O2a)0,+3,+7,‐1b)0,+3,+6,‐1c)0,+3,+7,‐2d)0,+2,+7,‐2
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
EnelP : x=0
EnelAl O : 2 x +3 ‐2 +x=0 x=+3
EnelMnO : x+4 ‐2 =‐1 x=+7
EnelH O : 2 +1 +2x=0 x=‐1
Larespuestacorrectaeslaa.
10.83.Dadoslospotencialesnormalesdereducción,E°delossiguientespares:
/Na=‐2,71V; / =1,36V; /K=‐2,92V; /Cu=0,34Vindica:
(i)Elelementoquímicomásoxidanteyelmásreductor.(ii)¿Cuáleselmayorpotencialnormalquesepuedeformarconlosdistintospares?
a)i)cloroypotasio,respectivamente ii)4,28Vb)i)cloroysodio,respectivamente ii)4,07Vc)i)potasioycloro,respectivamente ii)4,07Vd)i)cloroycobre,respectivamente ii)4,28V
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
i)Delosdiferentesparesredoxdados:
Elementomásoxidante:elquetieneelpotencialdereducciónmayor, /Cl =+1,36V.
Elementomásreductor:elquetieneelpotencialdereducciónmenor,K /K=‐2,92V.
ii) Elmayor potencial normal se consigue con la célula formada por los elementosmásoxidanteyreductor:
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
Cátodo(reducción):Cl (g)+2e 2Cl (aq)
Ánodo(oxidación):2[K(s)K (aq)+e )]
Elpotencialdelacélulaes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 180
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo = 1,36V ‐2,92V =4,28V
Larespuestacorrectaeslaa.
10.84.¿Cuálesdelossiguientesmetales:Li,Cu,AgyMg,reaccionaránconHCl1M?a)CuyMgb)CuyAgc)AgyMgd)LiyMg
(Potencialesdereducción,E°: /Li=‐3,05V; /Cu=+0,34V; /Ag=+0,80V;/Mg=‐2,37V)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Seproducirádeformaespontáneaaquellareacciónenlaquesecumpla:
ΔG°=‐nFE°<0
paraqueΔG°<0debecumplirselacondicióndequeE°>0.
ComolasemirreaccióndereduccióndelH es:
cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)
losúnicoselementosquepuedenconseguirquelafuerzaelectromotrizdelacélula,E,seapositivasonaquellosquetienenpotencialdereducciónnegativo:
ánodo(oxidación):Li(s)Li (aq)+e E°=‐3,05V
ánodo(oxidación):Mg(s)Mg (aq)+2e E°=‐2,37V
Elpotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Estosson,respectivamente:
Ecelulao =E /
o E /Lio = 0V ‐3,05V =+3,05V
Ecelulao =E /
o E /Mgo = 0V ‐2,37V =+2,37V
Larespuestacorrectaeslad.
10.85.¿Cuáldelassiguientesreaccionesesunareaccióndedesproporción?a) + HOBr+ + b)S+ + +2 c)HClO+ + d)2 +2 +8 3S+ +10 c)HF +
(O.Q.N.Luarca2005)
Una reacción de desproporción es aquella en la que una misma especie se oxida y sereducesimultáneamente.Enestecaso,elBr sufredesproporciónodismutación:
reducción:Br +2e 2Br
oxidación:Br +4OH 2BrO +H O+2e
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 181
10.86.LareacciónnetaenunaceldavoltaicaconE°=+0,726Ves:
2 (aq)+3Zn(s)2Fe(s)+3 (aq)ElvalordeΔG°paraestareacciónes:a)‐210kJb)‐140kJc)‐700kJd)‐463kJe)‐420kJ
(Dato.ConstantedeFaraday=96485C· )(O.Q.N.Luarca2005)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2[Fe (aq)+3e Fe(s)]
ánodo(oxidación):3[Zn(s)Zn (aq)+2e ]
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsy lafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
Sustituyendo:
ΔG°=‐6 96485C +0,726V 1kJ
103J=‐420,3kJ
Larespuestacorrectaeslae.
10.87. Dos celdas que contienen disoluciones de y , respectivamente, seconectanenserieyseelectrolizan.Elcátododelaceldade aumentósupeso1,078g,¿cuántoaumentóelcátododelaotracelda?a)0,127gb)0,6354gc)3,177gd)0,318ge)Ningunodeestosvalores.(Masasatómicas:Ag=107,8;Cu=63,5)
(O.Q.N.Luarca2005)
Elnitratodeplatayelsulfatodecobre(II)endisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlasecuaciones:
AgNO (aq)Ag (aq)+NO (aq)
CuSO (aq)Cu (aq)+SO (aq)
Las ecuaciones químicas correspondientes a las reducciones en los respectivos cátodosson:
Ag (aq)+e Ag(s)
Cu (aq)+2e Cu(s)
Relacionandomolesplataydeelectrones:
1,078gAg1molAg107,8gAg
1mole 1molAg
=0,01mole
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 182
Comolascubasestánconectadasenserie,elnúmerodemolesdeelectronesqueatraviesaambaseselmismo.RelacionandoestosmolesconlosdeCudepositado:
0,01mole1molCu2mole
63,5gCu1molCu
=0,318gCu
Larespuestacorrectaeslad.
10.88.Unadisoluciónblanqueadorapuedeprepararsehaciendoburbujearclorogasatravésdeunadisolucióndehidróxidodesodio:
(g)+2 (aq) (aq)+ (aq)+ (l)Elcloronecesariopuedeobtenerseporelectrólisisdeclorurosódicofundido.¿Quévolumende disolución de hipoclorito 0,30 M podría prepararse a partir del cloro obtenido porelectrólisissiseutilizaunacorrientede3,0amperiosdurante25minutos?a)78mLb)63mLc)40mLd)31mLe)26mL
(Dato.F=96485C· )(O.Q.N.Luarca2005)
Elclorurodesodiofundidoacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
NaCl(l)Na (l)+Cl (l)
Lasemirreaccióndeoxidaciónquetienelugarenelánodoes:
2Cl (l)Cl (g)+2e
RelacionandomolesdeelectronesydeCl :
25min60s1min
3,0A1C1A·s
1mole96485C
1molCl2mole
=0,0233molCl
RelacionandomolesdeCl yClO :
0,0233molCl1molClO1molCl
=0,0233molClO
Elvolumendedisolución0,30Mes:
0,0233molClO1LClO 0,30M0,30molClO
10 mLClO 0,30M1LClO 0,30M
=78mL 0,30M
Larespuestacorrectaeslaa.
10.89.¿Cuáleselvalordelpotencial,E,delasiguientecélula?
Pt/ (0,233M)/ (1,05M)// (2,22·10 M)/Ag(s)a)0,763Vb)0,529Vc)0,412Vd)0,680Ve)0,578V
(Datos.E°( / )=0,154V;E°( /Ag)=0,799V)(O.Q.N.Luarca2005)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 183
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo–0,0592n
log[reducida][oxidada]
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2[Ag (aq)+e Ag(s)]
ánodo(oxidación):Sn (aq)Sn (aq)+2e
Sustituyendo:
Ecatodo=E /Ago –
0,05921
log[Ag][Ag ]
= 0,799 –0,05921
log1
2,22·10=0,701V
Eanodo=E /o –
0,05922
log[Sn ][Sn ]
= 0,154 –0,05922
log0,2331,05
=0,173V
Elpotencialdelacélulaes:
Ecelula=EcatodoEanodo= 0,701V 0,173V =0,528V
Larespuestacorrectaeslab.
10.90.Identifiqueelagenteoxidanteenlasiguientereacción:
2Al(s)+6 (aq)2 (aq)+3 (g)a)Alb) c) d)
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
El agente oxidante es la especie que se reduce, es decir que capta electrones. En estareacciónesel :
2H +2e H
Larespuestacorrectaeslab.
10.91.Indiquecuáldelassiguientesespeciestienemayorcarácteroxidante:a) b)Nac)Znd)Ag+
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
a)Falso.Cl eslaformareducidadelCl ,unpotenteoxidante.
b‐c)Falso.Losdosmetalespropuestos,NayZn,tiendenaoxidarseasuscorrespondientescationes,portanto,secomportancomoreductores.
d)Verdadero. eslaformaoxidadadelmetalAg,porloqueserálaespecieconmayorcarácteroxidante.
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 184
10.92.Elnúmerodeoxidacióndelcromoenel es:a)‐7b)+6c)‐6d)+7
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2ydelpotasio+1,elnúmerodeoxidacióndelcromoenlamismaes:
2 +1 +2 x +7 ‐2 =0x=+6
Larespuestacorrectaeslab.
10.93.Dadalareacción:
+ + + indiquelarespuestacorrecta:a)Elion cedeelectrones.b)Elaguaoxigenadaseoxida.c)Elion sereducea .d)Elaguaoxigenadaactúacomooxidante.
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
a)Falso.ElH nocambiadenúmerodeoxidación.Secomportacomounionespectadorquesóloaportacarga.
b)Falso.ElH O actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaH O:
H O +2H +2e 2H O
c)Falso.ElI actúacomoreductoryaquecedeelectronesyseoxidaaI :
2I I +2e
d)Verdadero.El actúacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaH O:
H O +2H +2e 2H O
Larespuestacorrectaeslad.
10.94. Una célula de concentración está formada por electrodos de plata sumergidos endisoluciones de con concentraciones diferentes. ¿Cuál será el voltaje si los doscompartimentostienenconcentracionesde 1My0,01M?a)0,03Vb)0,06Vc)0,12Vd)0,24V
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
Lafuerzaelectromotriz,E,delacéluladeconcentraciónes:
Ecelula=EcatodoEanodo=E 1M /AgE 0,01M /Ag
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo–0,0592n
log[reducida][oxidada]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 185
Sustituyendo:
Ecatodo=E /Ago –
0,05921
log1
[Ag ]
Eanodo=E /Ago –
0,05921
log1
[Ag ]
Elpotencialdelacélulaes:
Ecelula= E /Ago –
0,05921
log1
[Ag ] E /Ag
o –0,05921
log[1
[Ag ]
Ecelula=–0,05921
log[Ag ]
[Ag ]=‐0,0592·log
0,011
=0,1194V
Larespuestacorrectaeslac.
10.95.¿CuáleselnúmerodeoxidacióndelmagnesioenelMgO?a)‐2b)‐1c)0d)+1e)+2
(O.Q.L.Extremadura2005)
Teniendoencuentaqueen laespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes ‐2,elnúmerodeoxidacióndelmagnesioenlamismaes:
x+ ‐2 =0x=+2
Larespuestacorrectaeslae.
10.96. Calcule el potencial de electrodo estándar, es decir, E° para la célula en la que seproducelasiguientereacción:
10 (aq)+2 (aq)+16 (aq)2 (aq)+8 (l)+5 (l)a)‐0,44Vb)7,63Vc)‐9,14Vd)2,57Ve)0,44V
(Datos.E°( / )=1,065V;E°( / )=1,51V)(O.Q.N.Vigo2006)
Lassemirreaccionesson:
cátodo(reducción):MnO +8H +5e Mn +4H O
ánodo(oxidación):2Br Br +2e
Elpotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:
E°=Ecatodoo Eanodo
o
E°=E /o E /
o = 1,51V 1,065V =0,445V
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 186
Larespuestacorrectaeslae.
10.97.Completeyajustelasiguientereacciónredox:
ácidosulfhídrico+permanganatopotásico+HClazufre+Loscoeficientesdelpermanganatoydelazufreson,respectivamente:a)2y4b)1y6c)2y5d)4y2e)2y3
(O.Q.N.Vigo2006)
Teniendo en cuenta que KMnO en medio ácido se reduce a Mn , la reacción redoxcompletaes:
H S+KMnO +HClS+MnCl +KCl+H O
Laecuacióniónicaes:
2H S +K MnO +H +Cl S+Mn
Lassemirreaccionesson:
reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O
oxidación:5 S S+2e
Laecuacióniónicafinales:
2 +16 +5 2 +8 +5S
Larespuestacorrectaeslac.
10.98.Ajustelasiguientereacciónredoxenmedioácidoeindiqueloscoeficientesde y:
+ + a)2y3b)2y2c)6y5d)4y3e)3y2
(O.Q.N.Vigo2006)
Lassemirreaccionesson:
reducción:6 MnO +8H +5e Mn +4H O
oxidación:5 Cl +3H OClO +6H +6e
Laecuacióniónicafinales:
6 +18 +5 6 +9 +5
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 187
10.99.Lacorrosióndelhierroesunprocesoelectroquímicoque,enmedioácido,implicalossiguientes potenciales de reducción: E° ( /Fe) = ‐0,44 V y E° ( / ) = +1,23 V. ElpotencialdelacélulaestándarbasadaenlareaccióndelacorrosiónsielpH=5yelrestodelasespeciesimplicadasseencuentranencondicionesestándares:a)1,67Vb)‐0,19Vc)‐1,37Vd)0,19Ve)1,37V
(Datos.F=96485C· ;R=8,314J· · )(O.Q.N.Vigo2006)
Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesodecorrosióndelhierroson:
cátodo(reducción):O (g)+2H (aq)+2e H O(l) Ecatodoo =+1,23V
ánodo(oxidación):Fe(aq)Fe (aq)+2e Eanodoo =+0,44V
Lareacciónglobales:
Fe(aq)+O (g)+2H Fe (aq)+H O(l) Ecelulao =+1,67V
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=EoRTnF
lnQ
Portanto,elvalorden=2ylaexpresióndeQes:
Q=[Fe ][H
SielpH=5,deacuerdoconelconceptodepH:
[H ]=10 =10 M.
ElvalordeEes:
E= 1,67 8,314·2982·96485
ln1
10=1,375V
Larespuestacorrectaeslae.
10.100.Calcule la intensidadde corrientenecesariaparaproducir30mLdegasoxígeno,medidosencondicionesnormales,medianteelectrólisisdelaguaen10minutos.a)2,58Ab)0,86Ac)3,44Ad)1,72Ae)0,16A
(Dato.F=96485C· )(O.Q.N.Vigo2006)
Elaguaaciduladaseencuentraionizadacomo:
H O(l)H (aq)+OH (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 188
Lassemirreaccionesqueseproducenenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2H (aq)+2e H (g)
ánodo(oxidación):4OH (aq)O (g)+2H O(l)+4e
ElnúmerodemolesdeO desprendidosenelánodoson:
30mLO 1LO
10 mLO1molO22,4LO
=1,34·10 molO
RelacionandomolesdeO ydeelectrones:
1,34·10 molO 4mole1molO
964851mole
=517C
Relacionandolacantidaddecorrienteconeltiempo:
I=517C10min
1min60s
=0,86A
Larespuestacorrectaeslab.
10.101.Elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoeneltetróxidodedinitrógenoes:a)2b)3c)4d)5
(O.Q.L.Murcia2006)
TeniendoencuentaqueenelN O elnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlamismaes:
2 x +4 ‐2 =0x=+4
Larespuestacorrectaeslac.
10.102.Indicaelagenteoxidantemásfuerte:a) E°( /Au)=‐1,498Vb) E°( / )=1,360Vc)Ag E°(Ag+/Ag)=0,799Vd) E°( /Cu)=0,339Ve) E°( / )=1,065V
(O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.N.Sevilla2010)(O.Q.L.Madrid2011)
Lassemirreaccionescorrespondientesalospotencialesdereduccióndadosson:
Au (aq)+3e Au(s) E°=‐1,498V
Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,360V
Ag+(aq)+e Ag(s) E°=0,799V
Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,339V
Br (g)+2e 2Br (aq) E°=1,065V
Delasespeciesdadas,lamásoxidanteeslaquetieneunpotencialmayor: .
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 189
10.103. ¿Cuántosmolesde electrones debe perder cadamolde ácido oxálico (HCOO−COOH)cuandoactúacomoreductorendisoluciónacuosa?a)2b)4c)6d)8
(O.Q.L.Madrid2006)
LasemirreaccióncorrespondientealaoxidacióndelácidooxálicoaCO es:
C H O 2CO +2H +2e
Comoseobserva,1moldeC H O debeperder2molesdeelectrones.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.104.Losprincipalesproductos en la electrólisisdeunadisoluciónacuosadeCuCl2 conelectrodosdeplatinoson:a) (g)enelcátodoy (g)enelánodo.b)HCl(g)enelánodo.c)Cu(s)enelcátodoy (g)enelánodo.d)Cu(s)enelcátodoy (g)enelánodo.
(Datos.E°( /Cu)=0,339V;( / )=1,360V;E°( / )=1,230V)(O.Q.L.Madrid2006)
El cloruro de cobre (II) en disolución acuosa se encuentra disociado de acuerdo con laecuación:
CuCl (aq)2Cl (aq)+Cu (aq)
Tambiénsetienelaionizacióndelagua:
H O(l)2H (aq)+OH (aq)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):Cu (aq)+2e Cu(s) E°=0,339V [1]
Yaquedelosdosiones,H yCu ,eselsegundoelqueesmásfácildereducirportenerunpotencialdereducciónmayor.
ánodo(oxidación):2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=1,360V [2]
ánodo(oxidación):2H O(l)O (g)+4H (aq)+4e E°=1,230V [3]
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[2]es:
2Cl (aq)+Cu (aq)Cl (g)+Cu(s)
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo = 0,339V – 1,360V =‐1,021V
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[3]es:
2H O(l)+Cu (aq)O (g)+4H (aq)+Cu(s)
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo = 0,339V – 1,230V =‐0,891V
ComoelsegundopotencialesmenorelgasqueseliberaenelcátodoesO .
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 190
10.105.SepuedeobtenerNaOHporelectrólisisde:a)NaClsólidofundido.b) sólidofundido.c)Unadisoluciónacuosade .d)UnadisoluciónacuosadeNaCl.
(O.Q.L.Madrid2006)
ElNaClendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)
Tambiénsetienelaionizacióndelagua:
H O(l)2H (aq)+OH (aq)
Consultandoenlabibliografíalospotencialesnormalesdeelectrodo,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2H O(l)+2e H (g)+2OH (aq) E°=‐0,83V [1]
cátodo(reducción):Na (aq)+e Na(s) E°=‐2,71V [2]
deambas,sepuededescartarlasemirreacción[2]yaqueH esmásfácildereducirportenerunpotencialdereducciónmayor.
ánodo(oxidación):2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=1,36V [3]
ánodo(oxidación):2H O(l)O (g)+4H (aq)+4e E°=1,23V [4]
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[3]es:
2Cl (aq)+2H O(l)Cl (g)+H (g)+2OH (aq)
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo = ‐0,83V – 1,36V =‐2,19V
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[4]es:
2H O(l)2H (g)+O (g)
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo = ‐0,83V – 1,23V =‐2,06V
ComoambosvaloressonsimilaresesdeesperarqueenelánodoseobtengaunamezcladeCl yO .Enlapráctica,predominaCl debidoalaaltasobretensióndelO comparadaconladelCl .
Portanto,sepuedeconsiderarquelareacciónglobales:
2H O(l)+2NaCl(aq)H (g)+Cl (g)+2NaOH(aq)
ElNaOH(aq)seformaconlosionesNa (aq)y (aq)presentesenladisoluciónresultante.
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 191
10.106.Calculaelpotencialnecesarioparaqueseproduzcalaelectrólisis:
2NaCl(l)2Na(s)+ (g)a 600°C, sabiendo que ° y ° para esta reacción son 820 kJ· y 0,180kJ· · ,respectivamente.Supongaque °y °novaríanconlatemperatura.a)6,87Vb)3,43Vc)1,72Vd)13,7V
(Dato.F=96489C· )(O.Q.L.Madrid2006)
ElNaClfundidoseencuentraenformaiónicadeacuerdoconlaecuación:
NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)
ElánodoeselelectrodoenelquetienelugarlareaccióndeoxidaciónyteniendoencuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseesCl (l),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:
2Cl (l)Cl (g)+2e
El cátodo es el electrodo en el que tiene lugar la reacción de reducción y teniendo encuenta que la única especie que puede reducirse es Na (l), la ecuación químicacorrespondienteadichoprocesoes:
2Na (l)+2e 2Na(l)
Elpotencialnecesarioparalareacciónseobtieneapartirdelaexpresión:
Δ G°=‐nFE°
yelvalordeΔ G°seobtieneasuvezdelaexpresión:
Δ G°=Δ H° TΔ S°ΔrG°=820kJmol
600+273 K0,180kJmol·K
=662,86kJmol
sustituyendoenlaprimeraexpresión:
E=‐662,86kJ2·96489C
10 J1kJ
=‐3,43V
Comolareacciónesnoespontánea(ΔrG>0),Edebetenersignocontrario(E=3,43V).
Larespuestacorrectaeslab.
10.107.Se realiza la electrólisisdeunadisolución con electrodosde vanadio.Elánododevanadiodisminuyesumasaen173mgcuandopasaunacantidaddecargade975C.¿Cuáleselnúmerodeoxidacióndelvanadioenladisolución?a)+1b)+2c)+3d)+4
(Datos.F=96489C· ;masamolardelV=50,9g· )(O.Q.L.Madrid2006)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 192
ElánodoeselelectrodoenelquetienelugarlareaccióndeoxidaciónyteniendoencuentaquelaúnicaespeciequepuedeoxidarseeselV(s),laecuaciónquímicacorrespondienteadichoprocesoes:
V(s)V (aq)+xe
Losmolesdevanadiooxidadoson:
173mgV1gV
10 mgV1molV50,9gV
=3,4·10 molV
Losmolesdeelectronesnecesariosparalaoxidaciónson:
975C1mole96489C
=1,01·10 mole
Relacionandomolesdevanadiooxidadoconmolesdeelectronesnecesarios:
1,01·10 mole
3,4·10 molV≈3
Elnúmerodeoxidacióndelvanadioes+3.
Larespuestacorrectaeslac.
10.108.CuandosehacereaccionarCucon ,losproductosdereacciónson:a) + b) +NO+ c)CuO+ d) +NO
(O.Q.L.Madrid2006)
ElHNO actúacomooxidanteylasemirreaccióndereducciónes:
NO +4H +3e NO+2H O
ElCuactúacomoreductorylasemirreaccióndeoxidaciónes:
CuCu +e
Igualandoloselectronesintercambiados:
NO +4H +3e NO+2H O
3 CuCu +e
Laecuacióniónicaglobales:
NO +4H +3CuNO+2H O+3Cu
Añadiendolosionesquefaltan(3NO )seobtienelaecuaciónmolecularajustada:
4HNO +3CuNO+2 +3
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 193
10.109.Identifiqueelagenteoxidanteenlasiguientereacción:
2 +Cu +2 + a) b) c)
(O.Q.L.LaRioja2006)
El agente oxidante es la especie que se reduce, es decir que capta electrones. En estareaccióneselSO :
SO +4H +2e SO +2H O
Larespuestacorrectaeslab.
10.110.Elnúmerodeoxidacióndeluranioenelnitratodeuranilo, ,es:a)+2b)+7c)+4d)+5e)+6
(O.Q.L.LaRioja2006)(O.Q.L.C.Valenciana2010)
Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2ydelnitrógeno+5,elnúmerodeoxidacióndeluranioenlamismaes:
x+8 ‐2 +2 +5 =0x=+6
Larespuestacorrectaeslae.
(EnlaRioja2006sehacelapreguntaparaelionuranilo).
10.111.Enlareacción:
3 +2Al +3 a)Nohayoxidación‐reducciónb)Sereduceelprotónc)SereduceelAl
(O.Q.L.LaRioja2006)
El agenteoxidantees laespeciequesereduce, esdecirquecapta electrones.Enestareacciónesel :
2H +2e H
El agente reductor es la especie que se oxida, es decir que cede electrones. En estareaccióneselAl:
AlAl +3e
Larespuestacorrectaeslab.
10.112.Cuandosepasade −CHOH− a −CO− tienelugar:a)Unaoxidaciónb)Unareducciónc)Nohayoxidaciónnireducción
(O.Q.L.LaRioja2006)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondienteaestasemirreacciónes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 194
CH −CHOH−CH CH −CO−CH +2H +2e
Setratadeunasemirreaccióndeoxidaciónenlaqueelagentereductoreslaespeciequeseoxida,esdecirquecedeelectrones.EnestareacciónesCH −CHOH−CH .
Larespuestacorrectaeslaa.
10.113.Indiqueelagenteoxidantemásfuertedeestaserie:Ag, ,K,F, .a) b) c)Agd)Ke)
(Datos.E°( /Ag)=0,8V;E°( /Al)=‐1,676V;E°( /K)=‐2,92V;E°( / )=2,86V;E°( / )=0V)
(O.Q.N.Córdoba2007)
Lassemirreaccionescorrespondientesalospotencialesdereduccióndadosson:
Al (aq)+3e Al(s) E°=‐1,676V
2H (aq)+2e H (g) E°=0V
Ag (aq)+e Ag(s) E°=0,8V
K (aq)+e K(s) E°=‐2,92V
F (g)+2e 2F (aq) E°=2,86V
Delasespeciespropuestas,lamásoxidanteeslaquetieneunpotencialmayor: .
Larespuestacorrectaeslab.
10.114.Calculeelpotencialdelapila:Pt/ (g,1atm)/ (0,01M)// (1M)/ (g,1atm)/Pt.
a)0,8Vb)0,018Vc)1,18Vd)0,118Ve)0V
(O.Q.N.Córdoba2007)
Lassemirreaccionesdeestapiladeconcentraciónson:
cátodo(reducción):2H (1M)+2e H (g)
ánodo(oxidación):H (g)2H (0,01M)+2e
Lareacciónglobales:
H (g)+2H (1M)2H (0,01M)+H (g)
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo0,0592n
logQ
Elvalorden=2,eldeE°=0ylaexpresióndeQes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 195
Q=[H á
[H á
ElvalordeEes:
E=00,05922
log0,011
=0,118V
Larespuestacorrectaeslad.
10.115.Calculelaconstantedeequilibriodelareacción:
+2 +2
a)K=7,8·10 b)K=7,8·10 c)K=7,8·10 d)K=1e)K=7,8·10 (Datos.E°( / )=1,065V;E°( / )=0,536V)
(O.Q.N.Córdoba2007)
Lassemirreaccionescorrespondientesalprocesoson:
Cátodo(reducción):Br (g)+2e 2Br (aq)
Ánodo(oxidación):2I (aq)I (s)+2e
AplicandolaecuacióndeNernst:
E=Eo0,0592n
logK
EnelequilibrioE=0yQ=K conloquelaexpresiónanteriorquedacomo:
Eo=0,0592n
logK
Elpotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:
E°=Ecatodoo Eanodo
o =E / o E /
o =1,065V0,536V=0,529V
Sustituyendo:
0,529=0,05922
logK K =7,4·10
Larespuestacorrectaeslac.
10.116.Sedisuelveunamuestrademetal (masaatómica=157)enácido clorhídricoy sesometeaelectrólisislasolución.Seencuentraquecuandohanpasadoporlacélula3215C,sedepositan1,74gdemetalenelcátodo.Enbaseaestolacargadelionmetálicoes:a)+5b)+2c)+3d)+4e)‐4
(Dato.F=96485C· )(O.Q.N.Córdoba2007)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 196
LaecuaciónquímicacorrespondientealadisolucióndelmetalXenHCles:
2X(s)+2nHCl(aq)2XCl (aq)+nH (g)
Comolasalformadaseencuentraionizadaporestarendisoluciónacuosa:
XCl (aq)X (aq)+nCl (aq)
Lasemirreaccióncorrespondientealareduccióndelmetales:
cátodo(reducción):X (aq)+ne X(s)
RelacionandolacantidaddecorrienteydeX:
3215C1mole96485C
1molXnmole
157gX1molX
=1,74gXn=+3
Larespuestacorrectaeslac.
10.117. Si se hace pasar a través de una disolución de la misma cantidad deelectricidadqueprovocaeldepósitode10gdeCudeunadisolucióndesulfatodecobre(II),lamasadeníqueldepositadaserá:a)11,24gb)4,62gc)3,08gd)9,24ge)1,32g(Datos:MasasatómicasCu=63,54;Ni=58,71;F=96485C·mol–1)
(O.Q.N.Córdoba2007)
El cloruro de níquel (II) y el sulfato de cobre (II) en disolución acuosa se encuentrandisociadosdeacuerdoconlasecuaciones:
NiCl (aq)2Cl (aq)+Ni (aq)
CuSO (aq)SO (aq)+Cu (aq)
Las ecuaciones químicas correspondientes a las reducciones en los respectivos cátodosson:
Ni (aq)+2e Ni(s)
Cu (aq)+2e Cu(s)
Relacionandomolesdecobreydeelectrones:
10gCu1molCu63,54gCu
2mole1molCu
=0,3148mole
Comolascubasestánconectadasenserie,elnúmerodemolesdeelectronesqueatraviesaambaseselmismo.RelacionandoestosmolesconlosdeNidepositado:
0,3148mole1molNi2mole
58,71gNi1molNI
=9,24gNi
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 197
10.118.Elaguadelgrifocontieneunapequeñacantidaddecloro.Poreso,cuandoseleañadeunpocodeyodurodepotasio:a)Seponeunpocoamarilla.b)Hueleaajostiernos.c)Desprendeungasirritante.d)Huelecomolahierbareciéncortada.
(O.Q.L.Murcia2007)
ElCl disueltoenelaguareaccionaconelKIdeacuerdoconlasiguientereacciónredox:
Cl (g)+KI(aq)KCl(aq)+I (s)
Lassemirreaccionescorrespondientesson:
reducción:Cl +2e 2Cl
oxidación:2I I +2e
Laecuaciónglobales:
Cl +2I 2Cl +I
Añadiendolosionesquefaltan(2K ):
Cl (g)+2KI(aq)2KCl(aq)+I (s)
ElcoloramarillosedebelaformacióndelI (s)
Larespuestacorrectaeslaa.
10.119.Elnúmerodeoxidacióndelazufreenlamoléculadeoctoazufre( )esiguala:a)1/8b)2c)1d)0
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
Todoelementoensuformaatómicaomoleculartienedenúmerodeoxidación0.
Larespuestacorrectaeslad.
10.120.Unadelasespeciesqueseproponenpuedeactuardereductora:a)Flúormolecularb)Átomosdesodiometálicoc)Anionescloratod)Ioneshidronio
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
Para que una especie actúe sólo como reductora debe estar en su mínimo número deoxidacióndeformaquesólopuedacederelectronesyoxidarse.Delasespeciesdadas:
F tienenúmerodeoxidación0,elmínimoes‐1,portantoesoxidante.
Natienenúmerodeoxidación0,queeselmínimoquepuedetenerysólopuedepasara+1,portantoesreductor.
ClO Cltienenúmerodeoxidación5,elmínimoes‐1,portantoesoxidante.
H O Htienenúmerodeoxidación+1,elmínimoes‐1,portantoesoxidante.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 198
Larespuestacorrectaeslab.
10.121. Los iones permanganato ( ) pueden oxidar al yodo hasta yodato ( ) enmedioácido(sulfúrico).¿Cuántosmolesdepermanganatosonnecesariosparaoxidarunmoldeyodato?a)1b)2c)3d)4
(O.Q.L.Madrid2007)
Lassemirreaccionesson:
reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O
oxidación:I +6H O2IO +12H +10e
Laecuacióniónicafinales:
2 +4 + 2 +2 +2
Larespuestacorrectaeslab.
10.122.Indicacuálessonlosproductosdelareacción:
(conc.)+Cu+calora) +CuO+ b) + +2 c) + + d) +
(Dato.E°( /Cu)=0,34V)(O.Q.L.Madrid2007)
El azufre delH SO tiene sumáximo número de oxidación (+6) por lo que actúa comooxidanteysólopuedereducirsehastatenerunmenornúmerodeoxidación.
Entrecobreehidrógeno,eselprimeroelqueposeeunpotencialdereducciónmayorporloqueactúacomoreductoryseoxida.
a)Falso.CuseoxidaaCu ,mientrasqueSnocambiadenúmerodeoxidación:
oxidación:CuCu +2e
SO +2H SO +H O
b)Verdadero.CuseoxidaaCu ,mientrasqueSsereduceaSO :
oxidación:CuCu +2e
reducción:SO +4H +2e SO +2H O
c) Falso. Cu se oxida a Cu ,mientras que S se reduce a SO , pero no puede formarseCu OH portratarsedeunmedioácido.
d)Falso.CuseoxidaaCu ,peronopuedeformarseH yaqueCutienemayorcarácterreductor.
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 199
10.123.¿Quésucedecuandoseañadehierrometálicoaunadisoluciónacuosaquecontienenitratodeplataynitratodebario?a)Noseproduceningunareacción.b)ElFeseoxidaysereducenlosiones y .c)ElFeseoxidaysereducenlosiones .d)ElFeseoxidaysereducenlosiones .
(O.Q.L.Madrid2007)
Sindatosdepotencialesdereduccióny teniendoencuenta laposiciónde loselementosbario y plata en la tabla se puede deducir que el bario se encuentramás a la izquierda(grupo 2) en la tabla por lo que tienemayor carácter reductor que la plata (grupo 11),mientrasqueelhierro,elementoqueseoxidaseencuentraentreambos(grupo8).
Porestemotivo,elFeeselelementoqueseoxida:
oxidación:Fe(s)Fe (aq)+2e
Comoelcarácterreductorde esmenor,eslaespeciequesereduce:
reducción:Ag (aq)+e Ag(s)
Lareacciónglobalquetienelugares:
Fe(s)+AgNO (aq)Ag(s)+Fe NO (aq)
LosionesBa yNO permaneceninalteradosyaquesonmásdifícilesdereducirqueelionAg .
Larespuestacorrectaeslac.
10.124.EnlaelectrólisisdeunadisoluciónacuosadeNaClconelectrodosdeplatino:a)Sedesprendehidrógenoenelánodoycloroenelcátodo.b)Sedesprendeoxígenoenelánodoycloroenelcátodo.c)Seobtienehidrógenoenelcátodo,cloroenelánodoyNaOHenlacubaelectrolítica.d)Seobtienehidrógenoenelcátodo,cloroyoxígenoenelánodo.
(O.Q.L.Madrid2007)
ElNaClendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
NaCl(aq)Cl (aq)+Na (aq)
Tambiénsetienelaionizacióndelagua:
H O(l)2H (aq)+OH (aq)
Consultandoenlabibliografíalospotencialesnormalesdeelectrodo,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2H O(l)+2e H (g)+2OH (aq) E°=‐0,83V [1]
cátodo(reducción):Na (aq)+e Na(s) E°=‐2,71V [2]
deambas,sepuededescartarlasemirreacción[2]yaqueH esmásfácildereducirportenerunpotencialdereducciónmayor.
ánodo(oxidación):2Cl (aq)Cl (g)+2e E°=1,36V [3]
ánodo(oxidación):2H O(l)O (g)+4H (aq)+4e E°=1,23V [4]
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[3]es:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 200
2Cl (aq)+2H O(l)Cl (g)+H (g)+2OH (aq)
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo = ‐0,83V – 1,36V =‐2,19V
Elpotencialdelareacciónentre[1]y[4]es:
2H O(l)2H (g)+O (g)
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo = ‐0,83V – 1,23V =‐2,06V
ComoambosvaloressonsimilaresesdeesperarqueenelánodoseobtengaunamezcladeCl yO .Enlapráctica,predominaCl debidoalaaltasobretensióndelO comparadaconladelCl .
Portanto,sepuedeconsiderarquelareacciónglobales:
2H O(l)+2NaCl(aq)H (g)+Cl (g)+2NaOH(aq)
Sedesprenden:ánodo: (g),cátodo: (g).QuedaNaOH(aq)enlacuba.
Larespuestacorrectaeslac.
10.125.Alavistadelospotencialesredoxqueseindican:
E°( /Fe)=‐0,44V,E°( / )=0,77V
Elpotencialdelpar /Fees:a)+0,037Vb)‐0,037Vc)‐0,330Vd)+0,330Ve)+0,110V
(O.Q.L.Madrid2007)(O.Q.N.Castellón2008)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Dadoslospotencialesdereduccióncorrespondientesalassemirreacciones:
Fe +2e Fe E°=‐0,44V
Fe +e Fe E°=0,77V
Elpotencialcorrespondientealasemirreacción:
Fe +3e Fe
sepuedecalculardeacuerdoconlaexpresión:
ΔG /Feo = ΔG /Fe
o + ΔG /o
ComoΔG°=‐nFE°laexpresiónanteriorquedacomo:
‐3·F·E /Feo = ‐2·F·E /Fe
o + ‐F·E /o
Siplificandoysustituyendolosvaloresdepotencialesdereducción:
3E /Feo =2 ‐0,44V + 0,77V E /Fe
o =‐0,037V
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 201
10.126.¿Cuálesdelassiguientesreaccionesestáncorrectamenteajustadas?
1) + + 2)Cu+ +8 + +3 3) +2 +10 +2 +5 4)2 +3 +2 2 +4
a)3y4b)1y2c)Todasd)Ninguna
(O.Q.L.Asturias2007)
1)Noajustada.Cumpleelbalancedemateriaperonocumpleelbalancedecarga.
2)Noajustada.Cumpleelbalancedemateriaperonocumpleelbalancedecarga.
3)Ajustada.Cumplelosbalancesdemateriaydecarga.
4)Ajustada.Cumplelosbalancesdemateriaydecarga.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.127.Enlaecuación:
(g)+3 (g) (g)+3HCl(g)Lamasaequivalentedelagenteoxidanteserá:a)Masamolecular/2b)Masamolecular/6c)Masamoleculard)Masamolecular/3
(O.Q.L.Asturias2007)
Lassemirreaccionesquetienelugarson:
oxidación:N N +6e (N eselagentereductor)
reducción:Cl +2e 2Cl (Cl eselagenteoxidante)
Lamasaequivalentedelagenteoxidanteessumasamoleculardivididaporelnúmerodeelectronesintercambiados,enestecaso,2.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.128.Elíndiceonúmerodeoxidacióndelcarbonoenelion es:a)+2b)‐2c)+3d)+4
(O.Q.L.LaRioja2007)
SabiendoqueelnúmerodeoxidacióndelOes,habitualmente,‐2,yqueenunionlasumade losnúmerosdeoxidaciónde los elementosque lo integran coincide con la cargadelmismo,sepuedeplantearlasiguienteecuación:
2 x +4 ‐2 =‐2x=+3
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 202
10.129.Ladescargadeuncatiónenelcátodo,duranteunprocesoelectrolítico:a)Esunareducción.b)Esunaoxidación.c)Esunaionización.d)Noesunprocesodeoxidación‐reducción.
(O.Q.L.LaRioja2007)
En cualquier tipo de célula, tanto electroquímica como electrolítica, el cátodo es elelectrodoenelquetienelugarlareaccióndereducción.Porejemplo:
Cu +2e Cu
Larespuestacorrectaeslaa.
10.130.Considerandolossiguientespotenciales:
E°( / )=1,81VE°( / )=0,68VE°( / )=1,23V
¿Quéocurrealprepararunadisoluciónacuosade ?a)Nopasanada.b)Sereduceeloxígenodelaireconformacióndeaguaoxigenada.c)Seoxidaelaguacondesprendimientode .d)Sereduceeloxígenodelaireconformacióndeagua.e)Sereduceelaguacondesprendimientodehidrógeno.
(O.Q.N.Castellón2008)
ElCo ,por tenermayorpotencialqueel restode lasespeciespropuestas, secomportacomooxidantedelH Odeacuerdoconlassiguientessemirreacciones:
reducción:Co +e Co E°=1,81V
secomportacomooxidanteyaqueganaelectronesysereduceaCo .
oxidación:2H OO +4H +4e E°=‐0,68V
secomportacomoreductoryaquecedeelectronesyseoxidaaO .
Lareacciónglobales:
4Co +2H O4Co O +4H E°=1,13V
Elpotencialcorrespondientea lareacciónesE°>0,portanto,comoΔG°=‐nFE°<0setratadeunprocesoespontáneo.
Larespuestacorrectaeslac.
10.131.Unprocedimientoparaobtenerflúorenellaboratorioes:a)Reducirconlitiounadisoluciónacuosadefluorurodecalcio.b)Oxidarconpermanganatodepotasiounadisoluciónacuosadefluorurodecalcio.c)Electrólisisdedisolucionesacuosasdefluorurossolubles.d)Electrólisisdefluorurossólidosfundidos.e)Ningunodelosprocedimientosanteriores.
(O.Q.N.Castellón2008)
a) Falso. El flúor es el elemento más oxidante del sistema periódico por lo que si unadisolución acuosa de fluoruro de calcio es tratada con litio, el reductormás fuerte queexiste,seráimposiblequelosionesfluoruroseanoxidadosaflúoryseránlosionesH delagualosqueseanreducidosaH .
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 203
b)Falso.Comoel flúor es el elementomásoxidantedel sistemaperiódico, es imposiblequelosionespermanganato,oxidantemásdébil,seancapacesdeoxidarlosionesfluoruroaflúor.
c) Falso. La electrólisis de una disolución acuosa de fluoruro de calcio no produce eldesprendimientodeflúorenelánododelacubaelectrolíticayaquelosionesOHdelaguasonmásfácilesdeoxidaraO .
d) Verdadero. En la electrólisis del fluoruro de calcio fundido se produce eldesprendimientodeflúorenelánododelacubaelectrolíticadeacuerdoconlaecuación:
2F (l)F (g)+2e
e)Falso.Lapropuestaesabsurda.
Larespuestacorrectaeslad.
10.132.Delassiguientesparejasdesustanciaspropuestas,indicalaqueestáconstituidaporuna especie que sólo puede actuar como oxidante y otra que sólo puede actuar comoreductor:a)MnO, b) ,Sc) , d) , e) ,S
(O.Q.N.Castellón2008)
Paraqueunasustanciapuedaactuarsólocomooxidantedebeencontrarseensumáximoestadodeoxidacióndeformaqueúnicamentepuedareducirse.
De forma análoga, para que una sustancia pueda actuar sólo como reductor debeencontrarseensumínimoestadodeoxidacióndeformaqueúnicamentepuedaoxidarse.
a) MnO estadodeoxidacionMn:+2 noesmáximoS estadodeoxidacionS:‐2 síesmínimo
b) H O estadodeoxidacionO:‐1 noesmáximoS estadodeoxidacionS:0 noesmínimo
c) HNO estadodeoxidacionN:+5 síesmáximoSO estadodeoxidacionS:+4 noesmínimo
d) HNO estadodeoxidacionN:+5 síesmáximoS estadodeoxidacionS:‐2 síesmínimo
e) ClO estadodeoxidacionCl:‐5 noesmáximoS estadodeoxidacionS:0 noesmínimo
Larespuestacorrectaeslad.
10.133.Unprocedimientoparaobtenernitrógenoenellaboratorioes:a)Pasarunacorrientedeaireatravésdeácidosulfúricoconcentradoycaliente.b)Pasarunacorrientedeaireatravésdeunadisoluciónde .c)Calentarunamezclade y sólidos.d)AdicionarunadisolucióndeNaOHsobreunadisoluciónde .e)Pasarunacorrientede yaireatravésdeunadisoluciónde .
(O.Q.N.Castellón2008)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 204
a)Falso.Elácidosulfúricoesunagentedeshidratanteyloúnicoqueharíaseríaeliminarelvapordeaguadelaire.
b)Falso.ElKMnO esunagenteoxidantequenoseríacapazdeoxidaraningunode loscomponentesdelaire.
c)Verdadero.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelNH ClyNaNO es:
NH Cl(s)+NaNO (s)N (g)+2H O(g)+NaCl(s)
Setratadeunareacciónderedoxentreunreductor(NH )yunoxidante(NO )enlaqueambossetransformanenN .
d)Falso.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelNH ClyNaOHes:
NH Cl(aq)+NaOH(aq)NH (aq)+H O(l)+NaCl(aq)
Se tratadeunareaccióndeneutralizaciónentreunácidodébil (NH )yunabase fuerte(NaOH).
e)Falso.ElH esunreductorlomismoqueelNa SO ynoreaccionanparaproducirN .
Larespuestacorrectaeslac.
10.134.Se introduceunelectrododeplataenunadisoluciónsaturadadeclorurodeplata.Calculaelpotencialdelpar /Agteniendoencuenta:
E°( /Ag)=0,8V AgCl=1,8·10
a)0,81Vb)1,09Vc)0,51Vd)0,73Ve)0,62V
(O.Q.N.Castellón2008)
ElequilibriodesolubilidaddeAgCles:
AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq)
Elproductodesolubilidad,K ,delAgCles:
Kps=[Ag ][Cl ]
Losvalores[Ag ]y[Cl ]sonloscorrespondientesalosdeladisoluciónsaturadadeAgCl(sat):
K =[Ag ][Cl ]=s
siendoslasolubilidaddelAgCl.
Sustituyendoseobtiene:
Ag =s= 1,8·10 =1,34·10 M
Como las condiciones de los electrodos son diferentes a las estándar, disoluciones 1M,paracalcularelpotencialdelacélulaesprecisoaplicarlaecuacióndeNernst:
E=Eo–0,0592n
log[reducida][oxidada]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 205
Sustituyendo:
E=0,80–0,05921
log1
1,34·10=0,51V
Larespuestacorrectaeslac.
10.135.Unoxidanteesaquelque:a)Siemprecontieneoxígeno.b)Sereducefácilmentedurantelareacción.c)Seoxidafácilmente.d)Sereducefrentealagua.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Eloxidante es la especie química que gana electrones y se reduce; el reductor es laespecie química que cede electrones y seoxida, por tanto, existe una transferencia deelectronesdelreductoraloxidante.
Larespuestacorrectaeslab.
10.136.Indicacuáldelasafirmacionesquesedaneslacorrecta:a)Unreductorsereduceoxidandoaunoxidante.b)Unoxidantesereduceoxidandoaunreductor.c)Unoxidantereduceaunreductoryélseoxida.d)Unreductorseoxidaoxidandoaunoxidante.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a)Falso.Unreductorseoxidareduciendoaunoxidante
b)Verdadero.Unoxidantesereduceoxidandoaunreductor
c)Falso.Unoxidanteoxidaaunreductoryseoxida
d)Falso.Unreductorseoxidareduciendoaunoxidante
Larespuestacorrectaeslab.
10.137.Enunodelosprocesossiguientesseprecisadeunreductor:a)BióxidodemanganesoÓxidodemanganeso(II)b)TrióxidodeazufreÁcidosulfúricoc)CarbonatodecalcioÓxidodecalciod)DióxidodetitanioCatióndivalentedelmonóxidodetitanio
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a) Verdadero. La semirreacción propuesta es de reducción ya que el dióxido demanganesoganaelectronesysereduce:
MnO +2H +2e MnO+H O
b) Falso. La semirreacción propuesta no es de reducción ya que no se intercambianelectronesentrelasespecies:
SO +H OSO +2H
c) Falso. La semirreacción propuesta no es de reducción ya que no se intercambianelectronesentrelasespecies:
CaCO CaO+CO
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 206
d) Falso. La semirreacción propuesta no es de reducción ya que no se intercambianelectronesentrelasespecies:
TiO +2H TiO +H O
Larespuestacorrectaeslaa.
10.138.ElnúmerodeoxidacióndelOenelperóxidodehidrógeno( )es:a)‐2b)‐1c)+1d)+2
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Teniendoencuentaqueenlaespeciedadaelnúmerodeoxidacióndelhidrógenoes+1,elnúmerodeoxidacióndeloxígenoenlamismaes:
2 +1 +2 x =0x=‐1
Larespuestacorrectaeslab.
10.139.¿Cuáldelassiguientesespeciesquímicasactúasolamentecomoagentereductor?a)Nab) c)Sd)
(O.Q.L.Madrid2008)
a) Verdadero. De todas las especies propuestas la única que puede actuar sólo comoagentereductoreselNayaquesólopuedeoxidarseaNa :
Na(g)Na (g)+e
b)Falso.Cl esunodelosagentesoxidantemásfuertequeexisteysolopuedereducirseaCl .
c)Falso.SpuedeoxidarseaS oS ,obienreducirseaS .
d)Falso.SO puedeoxidarseaS ,obienreducirseaSoS .
Larespuestacorrectaeslaa.
10.140. Una célula galvánica que implica las siguientes semirreacciones en condicionesestándar:
(aq)+2 Cd(s) E°=‐0,403V
(aq)+2 Cu(s) E°=0,340V
tieneunpotencialestándar,E:a)‐0,743Vb)0,743Vc)0,063Vd)0,0936V
(O.Q.L.Madrid2008)
El sistema que tiene mayor potencial se comporta como oxidante (se reduce) y el demenorcomoreductor(seoxida):
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 207
cátodo(reducción):Cu (aq)+2e Cu(s)
ánodo(oxidación):Cd(s)Cd (aq)+2e
Lareacciónglobales:
Cu (aq)+Cd(s)Cu(s)+Cd (aq)
Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Cu
o E /Cdo = 0,340V ‐0,403V =0,743V
Larespuestacorrectaeslab.
10.141.Cuandoelhierroelementalseoxida:a)Aumentaelnúmerodeelectrones.b)Disminuyeelnúmerodeprotones.c)Seformaunionconcarganegativa.d)Disminuyeelnúmerodeelectrones.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
La oxidación es el proceso en el que una especie química cede electrones y, por tanto,aumentasunúmerodeoxidación.Enelcasodelhierro:
oxidación:FeFe +3e
Larespuestacorrectaeslad.
10.142.Losestados formalesdeoxidacióndelnitrógenoenelnitratodeamonio, ,son:a)+3y‐3b)+3y‐5c)‐3y+5d)‐3y‐5
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
ElNH NO sedisociaenionesdeacuerdoconlaecuación:
NH NO NH +NO
EnelionNH ,esprecisotenerencuentaqueelnúmerodeoxidacióndelhidrógenoes+1,porloqueelnúmerodeoxidacióndelnitrógenoes:
x+4 +1 =+1x=‐3
EnelionNO ,esprecisotenerencuentaqueelnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,porloqueelnúmerodeoxidacióndelnitrógenoes:
x+3 ‐2 =‐1x=+5
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 208
10.143.Unagentereductor:a)Contieneunelementocuyoestadodeoxidacióndisminuyeenlareacciónredox.b)Contieneunelementocuyoestadodeoxidaciónaumentaenlareacciónredox.c)Contieneunelementoqueganaelectronesenlareacción.d)Loselementosqueloconstituyennomodificansuestadodeoxidación.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
El reductor es la especiequímicaque cedeelectronesy se oxida,por tanto, aumenta suestadodeoxidación.Porejemplo,enelcasodelZn:
oxidación:Zn(s)Zn (aq)+2e
Larespuestacorrectaeslab.
10.144.Paralasiguientereacciónajustada:
+14 (aq)+6Ag(s)2 (aq)+6 (aq)+7 (l)a)Ag(s)eselagenteoxidante.b) eselagentereductor.c) seoxida.d) sereduce.
(O.Q.L.Madrid2008)
Lassemirreaccionesson:
reducción:Cr O +14H +6e 2Cr +7H O
ElionCr O eseloxidantequeganaelectronesysereduce.
oxidación:6 AgAg +e
ElmetalAgeselreductorquecedeelectronesyseoxida.
Larespuestacorrectaeslad.
10.145.Enlareacción:
+6 +14HCl2 +6 +2KCl+7
a)Losaniones actúancomoreductores.b)Losiones actúancomooxidantes.c)Losiones actúancomoreductores.d)Losiones seoxidan.
(O.Q.L.Asturias2008)
Lassemirreaccionesson:
reducción:Cr O +14H +6e 2Cr +7H O
LosionesCr O actúancomooxidantesquegananelectronesysereducen.
oxidación:2 Fe Fe +e
Losiones actúancomoreductoresquecedenelectronesyseoxidan.
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 209
10.146.Enunareacciónredox,eloxidante:a)Cedeelectronesalreductor,queseoxida.b)Recibeelectronesdelreductor,queseoxida.c)Cedeelectronesalreductor,quesereduce.d)Recibeelectronesdelreductor,quesereduce.
(O.Q.L.Asturias2008)
Eloxidante es la especie química que gana electrones y se reduce; el reductor es laespecie química que cede electrones y seoxida, por tanto, existe una transferencia deelectronesdelreductoraloxidante.
Larespuestacorrectaeslab.
10.147.Elpeso equivalentedel , cuando seutiliza enuna reacción en laque el ionyodato,seconvierteenyodomolecular,esiguala:a)39,6b)79,2c)198,0d)396,0(Masasatómicas:Na=23,0;I=127,0;O=16,0)
(O.Q.L.Asturias2008)
Lasemirreaccióndereduccióndelionyodatoes:
reducción:IO +6H +5e ½I +3H O
ElpesoequivalentedelNaIO es:
1molNaIO5mole
198gNaIO1molNaIO
=39,6g
Larespuestacorrectaeslaa.
10.148.Indicasisonverdaderaslassiguientesafirmacionesenlareacción:
2 (aq)+Fe(s) (aq)+2Ag(s)a)Loscationes actúancomoreductores.b)Losaniones actúancomooxidantes.c)Fe(s)eseloxidante.d)Fe(s)sehaoxidadoa .e)Loscationes sehanreducidoaAg(s).
(O.Q.L.Canarias2008)
Lassemirreaccionesquetienenlugarson:
reducción:2 Ag +2e 2Ag
ElcatiónAg+secomportacomooxidantequeganaelectronesysereduceaAg.
oxidación:FeFe +2e
ElmetalFesecomportacomoreductorquecedeelectronesyseoxidaa .
Lasrespuestascorrectassondye.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 210
10.149.Elbromoseencuentraenelestadodeoxidación+3enelcompuesto:a) b) c) d)HBr
(O.Q.L.LaRioja2008)
Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1,ydelnitrógeno‐3,elnúmerodeoxidacióndelbromoenlasmismases:
a)EnelHBrO : 1 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5
b)EnelNH Br: 1 ‐3 +4 +1 +x=0x=‐1
c)Enel : 1 +1 +x+2 ‐2 =0x=+3
d)EnelHBr: 1 +1 +x=0 x=‐1
Larespuestacorrectaeslac.
10.150.¿CuáldelassiguientesafirmacionesesFALSA?Sedenominareductoraaquellassustanciasque:a)Seoxida.b)Obligaaotroscompuestosacaptarelectrones.c)Pierdeelectrones.d)Obligaaotroscompuestosaoxidarse.
(O.Q.L.LaRioja2008)
a‐c)Verdadero.Elreductoreslaespeciequímicaquepierdeelectronesyseoxida.
b)Verdadero.El reductor es la especiequímicaque cedeelectrones al oxidanteque loscapta.
d)Falso.Elreductoreslaespeciequímicaquereducealoxidante.
Larespuestacorrectaeslad.
10.151.¿CuáleselnúmerodeoxidacióndelMnenlasalhidratada: ·12 ?a)+1b)+2c)+3d)+4e)+5
(O.Q.N.Ávila2009)
Sabiendoque losnúmerosdeoxidacióndelCsyOson, respectivamente,+1y ‐2,queelnúmerodeoxidacióndel S en los sulfatos es+6, yqueenun compuesto la sumade losnúmerosdeoxidacióndeloselementosquelointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:
1 +1 +x+2 +6 +8 ‐2 =0x=+3
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 211
10.152.Paraestandarizar lasdisolucionesde seutilizaeloxalatosódico, (s).¿Cuántoselectronessenecesitanenlaecuaciónredoxajustadaparaestavaloración?a)2b)4c)5d)10e)12
(O.Q.N.Ávila2009)
Lassemirreaccionesajustadasson:
reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O
oxidación:5 C O CO +2e
Seintercambian10electrones.
Larespuestacorrectaeslad.
10.153.Dados lossiguientespotencialesestándar,¿cuálde lassiguientesespeciesesmejoragenteoxidante?
(g)+2 2 (aq) E°=+2,866V
(g)+2 2 (aq) E°=+1,358V
(aq)+2 Cu(s) E°=+0,34V
(aq)+2 Mg(s) E°=‐2,356Va)Cu(s)b) (aq)c) (g)d) (aq)e) (g)
(O.Q.N.Ávila2009)
El agente oxidantemás fuerte es aquel que tiene el potencial normal de electrodomásgrande.Delosvaloresdadoselmayorlecorrespondeal (g).Estaespecieeseloxidantemásfuertequeexiste.
Larespuestacorrectaeslae.
10.154. ¿Cuál de los siguientesmetales: Cs, Cu,Mg, Al y Ag, necesitamayor cantidad deelectricidadportoneladademetalproducidodurantelaelectrólisis?a)Csb)Cuc)Mgd)Ale)Ag
(O.Q.N.Ávila2009)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareduccióndelmetalXenelcátodoes:
X (aq)+ne X(s)
Relacionandomolesdemetalydeelectrones:
10 gX1molXMgX
nmole 1molX
=10 nM
mole
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 212
Se necesita mayor cantidad de electricidad para aquel metal que tenga menor masaatómica(M)ymayornúmerodeoxidación(n).
Deloselementosdados,elquemejorcumpleesacondicióneselAl,unelementodeltercerperiodo(bajamasaatómica)ynúmerodeoxidaciónelevado(+3).
Larespuestacorrectaeslad.
10.155.Seelectrolizaunadisoluciónacuosade utilizandoelectrodosdePt.a)Sedesprenden enelánodo.b)Sedesprenden enelánodo.c)Sedesprendenhidrógenoenelcátodo.d)Noseobservaeldesprendimientodegases.e)Sedesprendenhidrógenoenelánodoyoxígenoenelcátodo.
(O.Q.N.Ávila2009)
Elácidosulfúricoendisoluciónacuosaseencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
H SO (aq)SO (aq)+2H (aq)
además,lapresenciadelácidosulfúricofavorecelaionizacióndelagua:
H O(l)H (aq)+OH (aq)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2H (aq)+2e (g)
ánodo(oxidación):4OH (aq) (g)+2H O(l)+4e
ElionH sereducemásfácilmentequeelionsulfatoyaquetieneunpotencialnormaldeelectrodomenor.
Larespuestacorrectaeslac.
10.156.Elmagnesiometálicosepuedeobtenerpor:a)Electrólisisdeunadisoluciónacuosadeclorurodemagnesio.b)Hidrólisisdeunadisoluciónacuosadecarbonatodemagnesio.c)Electrólisisdeclorurodemagnesiofundido.d)Descomposicióntérmicadecarbonatodemagnesio.e)Porreduccióndeunadisoluciónacuosadeclorurodemagnesioconsodio.
(O.Q.N.Ávila2009)
Elclorurodecesiofundido,MgCl (l),seencuentradisociadodeacuerdoconlaecuación:
MgCl (l)2Cl (l)+Mg (l)
Siserealizaunaelectrólisis,lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):Mg (l)+2e Mg(l)
ánodo(oxidación):2Cl (l)Cl (g)+2e
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBarcelona2001).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 213
10.157.¿Cuáldelassiguientesespeciesesmásreductora?a) b) c)Agd)Fe
(Datos.E°( / )=1,36V;E°( / )=2,87V;E°( /Ag)=0,80V;E°( /Fe)=‐0,44V)
(O.Q.L.Madrid2009)
Lassemirreaccionescorrespondientesalospotencialesdereduccióndadosson:
Cl (g)+2e 2Cl (aq) E°=1,36V
F (g)+2e 2F (aq) E°=2,87V
Ag (aq)+e Ag(s) E°=0,80V
Fe (aq)+2e Fe(s) E°=‐0,44V
Delasespeciesdadas,lamásreductoraeslaquetieneunpotencialmenor:Fe.
Larespuestacorrectaeslad.
10.158.Elhidrógenosecomportacomooxidantecuandoreaccionacon:a)Calcioparadarhidrurodecalcio.b)Bromoparadarbromurodehidrógeno.c)Nitrógenoparadaramoníaco.d)Azufreparadarsulfurodehidrógeno.
(O.Q.L.Madrid2009)
a)Verdadero.EnlareacciónentreH yCa,elhidrógenosecomportacomooxidanteyaqueganaunelectrónysereduceaionH :
Ca(s)+H (g)CaH (s)
Lassemirreaccionesson:
reducción:H +2e 2H
oxidación:CaCa +2e
b‐c‐d) Falso. En las reacciones entre H y Br , N y S, el hidrógeno se comporta comoreductoryaquecedeunelectrónyseoxidaaionH .
Larespuestacorrectaeslaa.
10.159.Enelsiguienteprocesosiderúrgico:
+3CO2Fe+3 ¿Cuáldelassiguientesproposicionesescorrecta?a)Elhierrosereduce.b)Elcarbonosereduce.c)Eloxígenosereduce.d)Elhierroseoxida.
(O.Q.L.Madrid2009)
Lassemirreaccionesson:
reducción:Fe +3e Fe
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 214
Elion eslaespeciequeganaelectronesysereduce.
oxidación:C C +2e
Elcarbonoeslaespeciequecedeelectronesyseoxida.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.160.¿Enquécompuestoelestadoformaldeoxidacióndelnitrógenoes‐2?a) b) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlasmismases:
a)EnelNH : x+3 +1 =0x=‐3
b)EnelHNO : 1 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5
c)EnelNO : x+2 ‐2 =0x=+4
d)Enel : 2 x +4 +1 =0x=‐2
Larespuestacorrectaeslad.
10.161.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelmanganesoenelionmanganato, ?a)+6b)+4c)‐6d)+7
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
Teniendo en cuenta que en el número de oxidación del oxígeno es ‐2, el número deoxidacióndelmanganesoes:
x+4 ‐2 =‐20x=+6
Larespuestacorrectaeslaa.
10.162.Unagenteoxidanteesaquelque:a)Siemprecontieneoxígeno.b)Sereducedurantelareacción.c)Seoxidafácilmente.d)Seoxidasóloenpresenciadeunagentereductor.
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
El oxidante es la especie química que gana electrones procedentes del reductor y sereduce.
Notienenecesariamentequeconteneroxígeno,unejemploclarodeellosonloshalógenos,elementosquesonexcelentesoxidantes:
F (g)+2e 2F (aq)
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 215
10.163.¿CuáldelossiguientesprocesosNOcorrespondeaunaoxidación?a)Mn–2 b) +2 2 c)Li– d) +
(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
Unaoxidaciónesunprocesoenelqueunaespeciepierdeelectronesyaumentasunúmerodeoxidación.
En las semirreacciones a), c) y d) los elementos Mn, Li y Co, respectivamente, cedenelectronesyaumentansunúmerodeoxidación,portanto,setratadeoxidaciones.
Enlasemirreacciónb)elBrcaptaelectronesydisminuyesunúmerodeoxidación,portanto,setratadeunareducción.
Larespuestacorrectaeslab.
10.164.IndicacuáldelassiguientesafirmacionesesINCORRECTA:a)Unoxidanteesunasustanciaqueganaelectrones.b)Unoxidanteesunasustanciaqueobligaaotroscompuestosareducirse.c)Unoxidanteesunasustanciaqueobligaaotroscompuestosacederelectrones.d)Unoxidanteesunasustanciaquesereducirá.
(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
a‐c‐d) Correcto. El oxidante es la especie química que gana electrones procedentes delreductorysereduce.
b)Incorrecto.Eloxidanteeslaespeciequímicaqueoxidaalreductor.
Larespuestacorrectaeslab.
10.165.Determinar losestadosdeoxidacióndelnitrógenoen lassiguientesespecies: ,, .
a)4,5,0b)4,5,1c)3,5,0d)3,40
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Teniendoencuentaqueenlasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,elnúmerodeoxidacióndelnitrógenoenlasmismases:
EnelN O : 2 x +4 ‐2 =0x=+4
EnelNO : x+3 ‐2 =‐1x=+5
EnelN : 2 x =0x=0
Larespuestacorrectaeslaa.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 216
10.166.Paralasiguientepilavoltaica:
Pb(s)/ (aq)// (aq)/Ag(s)¿quécambioproduciráunaumentoenelpotencialdelapila?a)Aumentode[ ]b)Aumentode[ ]c)EliminacióndePb(s)d)EliminacióndeAg(s)e)AdicióndeAg(s)
(O.Q.N.Sevilla2010)
Porejemplo,dadaslassemirreacciones:
Pb(s)Pb (aq)+2e
2Ag (aq)+2e 2Ag(s)
Lareacciónglobales:
Pb(s)+2Ag (aq)Pb (aq)+2Ag(s)
LaecuacióndeNernstpermitecalcularelpotencialdeunapilaencondicionesdiferentesdelasestándar:
E=Eo0,0592n
logQE=Eo0,05922
log[Pb ][Ag
Comoseobserva,lossólidosnoaparecenenlaexpresiónanterior,portanto,loscambiosenellosnoproducenningunavariaciónenelpotencialdelapila.
Suponiendoquesepartedecondicionesestándar,disoluciones1My298K,unaumentode[ ]hacequeelsegundotérminodelaecuacióndeNernstseanegativo,locualhaceaumentarelvalordeE.
Analogamente, un aumento de [Pb ] hace que el segundo término de la ecuación deNernstseapositivo,locualhacedisminuirelvalordeE.
Larespuestacorrectaeslab.
10.167.Elnúmerodeoxidacióndelcromoeneldicromatopotásicoes:a)tresb)cuatroc)cincod)seis
(O.Q.L.Murcia2010)
SabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelKyOson,respectivamente,+1y‐2,yqueenestecompuesto,K Cr O , la sumade losnúmerosdeoxidaciónde loselementosque lointegranes0sepuedeplantearlasiguienteecuación:
2 +1 +2 x +7 ‐2 =0x=+6
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 217
10.168.Indiquelareaccióncorrectadelsodioconelagua:a)4Na(s)+2 (l) (g)+4NaH(s)b)2Na(s)+2 (l)2NaOH(aq)+ (g)c)Na(s)+2 (l) (s)+2 (g)d)2Na(s)+ (l) (s)+ (g)
(O.Q.L.Madrid2010)
a‐c)Falso.Haydosespeciesquesedeoxidan,NayO ,yningunaquesereduce:
NaNa +e
2O O +4e
b)Verdadero.ElNaseoxidayelH sereduce:
NaNa +e
2H +2e H
d)Falso.DebeformarseNaOH(aq)ynoNa O(s)yaqueelmedioesacuoso.
Larespuestacorrectaeslab.
10.169.Elpotencialestándardelasiguientecélulaelectroquímicaes0,431V:
Cu(s)+2 (aq) (aq)+2 (aq)¿CuáleselvalordeΔG°paraestareaccióna25°C?a)16,6Jb)20,6Jc)41,6Jd)83,2J(Dato.ConstantedeFaraday=96485C· )
(O.Q.L.Madrid2010)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):2[Fe (aq)+e Fe (aq)]
ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e
LarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsy lafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
Sustituyendo:
ΔG°=‐2 96485C 0,431V 1kJ
103J=‐83,2kJ
Ningunarespuestaescorrecta.
(CuestiónsimilaralapropuestaenLuarca2005).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 218
10.170. Se conectan en serie dos células electrolíticas con disoluciones de y,respectivamente,porlasquesehacepasarunacorrienteeléctricaduranteuncierto
tiempo.Sielcátododeplataaumentaen1,50g,¿cuántohabráganadoelcátododeCudelaotracelda?a)0,441gb)0,882gc)1,50gd)3,0g(Masasatómicas:Ag=107,8;Cu=63,5)
(O.Q.L.Madrid2010)
Elnitratodeplatayelnitratodecobre(II)endisoluciónacuosaseencuentrandisociadosdeacuerdoconlasecuaciones:
AgNO (aq)Ag (aq)+NO (aq)
Cu NO (aq)Cu (aq)+2NO (aq)
Las ecuaciones químicas correspondientes a las reducciones en los respectivos cátodosson:
Ag (aq)+e Ag(s)
Cu (aq)+2e Cu(s)
Relacionandomolesplataydeelectrones:
1,50gAg1molAg107,9gAg
1mole 1molAg
=0,014mole
Comolascubasestánconectadasenserie,elnúmerodemolesdeelectronesqueatraviesaambaseselmismo.RelacionandoestosmolesconlosdeCudepositado:
0,014mole1molCu2mole
63,5gCu1molCu
=0,441gCu
Larespuestacorrectaeslaa.
(CuestiónsimilaralapropuestaenLuarca2005).
10.171.Dados lossiguientespotencialesnormalesdereducción:E°( /Cu°)=+0,34VyE° ( /Ag°)=+0,80V,elprocesoredoxquesepuedeproducirde formaespontáneaconesosdoselectrodoses:a) /Cu°//Ag°/ b)Cu°/ // /Ag°c) /Cu°// /Ag°d) /Cu°//Ag°/
(O.Q.L.Asturias2010)
LareacciónesespontáneasiΔG°<0,yteniendoencuentaquelarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
ParacualquierreacciónespontáneasecumplequeE°>0.
Considerando como cátodo al electrodo de mayor potencial, las semirreacciones quetienenlugarenestecasoson:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 219
cátodo(reducción):2[Ag (aq)+e Ag(s)]
ánodo(oxidación):Cu(s)Cu (aq)+2e
Lareacciónglobalquetienelugares.
Cu(s)+2Ag (aq)Cu (aq)+2Ag(s)
Elpotencialdelacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Ag
o E /Cuo = 0,80V 0,34V =0,46V
Lanotaciónabreviadaquecorrespondeaestacélulaes:
Cu°/ // /Ag°
Larespuestacorrectaeslab.
10.172.Enlasiguientereacciónquímica:
+ +ClO+ sepuededecir:a)El eselagenteoxidanteyel eselagentereductor.b)El eselagentereductoryel eselagenteoxidante.c)Noesunareaccióndeoxidación‐reducción.d)El esalavezelagenteoxidanteyelreductor.
(O.Q.L.Asturias2010)
Lassemirreaccionesson:
reducción:Cl +2e 2Cl
El eseloxidantelaespeciequeganaelectronesysereduce.
oxidación:Cl +2H O2ClO +4H +2e
El eselreductorlaespeciequecedeelectronesyseoxida.
EnestareacciónseproduceladismutaciónodesproporcióndelCl .
Larespuestacorrectaeslad.
10.173.Se tienendosdisoluciones1Mde y . ¿Cuálpodrá ser reducidoporunacorrientedehidrógenoap=1atm,T=25°Cyconcentracióndeprotones1M?a)El b)El yel c)El d)Ningunodelosdos
Datos.E°( /Sn°)=‐014VyE°( /Cu°)=+0,34V.(O.Q.L.Asturias2010)
LareacciónesespontáneasiΔG°<0,yteniendoencuentaquelarelaciónexistenteentrelaenergíalibredeGibbsylafuerzaelectromotrizdelacélulavienedadaporlasiguienteecuación:
ΔG°=‐nFE°
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 220
ParacualquierreacciónespontáneasecumplequeE°>0.
ReacciónentreH yCu :
H (g)+Cu (aq)2H (aq)+Cu(s)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenestecasoson:
Reducción:Cu (aq)+2e Cu(s) E°=+0,34V
Oxidación:H (g)2H (aq)+2e E°=+0,00V
Elpotencialdelacélulaes,Ecélulao =0,34V,portanto,lareacciónesespontánea.
ReacciónentreH ySn :
H (g)+Sn (aq)2H (aq)+Sn(s)
Lassemirreaccionesquetienenlugarenestecasoson:
Reducción:Sn (aq)+2e Sn(s) E°=‐0,14V
Oxidación:H (g)2H (aq)+2e E°=+0,00V
Elpotencialdelacélulaes,Ecélulao =‐0,14V,portanto,lareacciónesnoespontánea.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.174.¿CuáleselpotencialestándardelacélulaelectroquímicaCr/ // /Pb?
(aq)+2 Pb(s) E°=‐0,13V
(aq)+3 Cr(s) E°=‐0,74Va)1,09Vb)‐1,09Vc)‐0,61Vd)0,61V
(O.Q.L.Asturias2010)
El sistema que tiene mayor potencial se comporta como oxidante (se reduce) y el demenorcomoreductor(seoxida):
Lassemirreaccionesquetienenlugarenloselectrodosson:
cátodo(reducción):3[Pb (aq)+2e Pb(s)]
ánodo(oxidación):2[Cr(s)Cr (aq)+3e
Lareacciónglobales:
3Pb (aq)+2Cr(s)3Pb(s)+2Cr (aq)
Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Pb
o E /Cro = ‐0,13V ‐0,74V =0,61V
Larespuestacorrectaeslad.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 221
10.175.Paraunamezclaestequiométricadereactivos,¿cuálde lassiguientesafirmacionesdescribemejorloscambiosqueseproducencuandoestareacciónsehacompletado?
Zn+4 +2 +2 a)Todoelcincsehaoxidadoypartedelnitrógenosehareducido.b)Todoelcincsehaoxidadoytodoelnitrógenosehareducido.c)Partedelcincsehaoxidadoytodoelnitrógenosehareducido.d)Partedelcincsehaoxidadoypartedelnitrógenosehareducido.
(O.Q.L.Asturias2010)
Lassemirreaccionesajustadasson:
reducción:2 NO +2H +e NO +H O
oxidación:ZnZn +2e
Seintercambian2electronesylaecuaciónglobalajustadaes:
2NO +4H+ZnNO +H O+Zn
Como se observa, de los 4moles de solo2actúan comooxidante ysereducen,mientrasquetodoelZnseoxida.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.176.Durante la electrólisisdeunadisoluciónacuosade , ¿qué sucedería con lamasa de plata depositada si la corriente se duplicara y el tiempo de electrólisis sedisminuyeraenlamitaddesuvalorinicial?a)Seríalamisma.b)Aumentaríaaldobledesuvalorinicial.d)Disminuiríaauncuartodesuvalorinicial.d)Disminuiríaalamitaddesuvalorinicial
(O.Q.L.LaRioja2010)
La masa de plata depositada en el cátodo de la cuba es proporcional a la cantidad decorriente que pasa por esta, y la cantidad de corriente se calcula multiplicando laintensidaddelacorrienteporeltiempoquecirculaésta:
Q=I·t
Si I se hace el doble y t se reduce a lamitad, el producto I·t permanece constante, portanto,lacantidaddeplataquesedepositaeslamisma.
Larespuestacorrectaeslaa.
10.177.Señalecuáleslaespecieenlaqueelazufretieneelestadodeoxidaciónformalmásalto:a)Aniónsulfito, b)Anióntiosulfato, c)Aniónhidrógenosulfato, d)Azufreoctoatómico,
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Teniendoencuentaqueen lasespeciesdadaselnúmerodeoxidacióndeloxígenoes‐2,delhidrógeno+1,elnúmerodeoxidacióndelazufreenlasmismases:
a)EnelSO : x+3 ‐2 =‐2x=+4
b)EnelS O : 2 x +3 ‐2 =‐2x=+2
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 222
c)Enel : x+1 +1 +4 ‐2 =‐1x=+6
d)EnelS : x=0
Larespuestacorrectaeslac.
10.178. Dada su gran electronegatividad los halógenos son oxidantes fuertes. El ordencrecientedelcarácteroxidanteserá:a) > > > b) > > > c) > > > d) > > >
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
El carácter oxidante de una especie mide su facilidad para captar electrones. En loshalógenosesteestantomayorcuantomáselevadaseasuelectronegatividad:
(3,98)> (3,16)> (2,96)> (2,66)
Larespuestacorrectaeslac.
10.179.EnunapilaDaniellconpuentesalinodeKCl:a)Porelcircuitoexterno,loselectronescirculandesdeelelectrododeZnaldeCu.b)Porelcircuitolíquidointerno,loselectronescirculandesdeelelectrododeCualdeZn.c)AlelectrododeZnsedirigenlos delpuentesalino.d)ElelectrododeCueselpolonegativodelapila.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
ElesquemadeunapilaDanielles:
a‐b)Verdadero.Loselectronessedirigensiemprehaciapotencialescrecientes.
c) Falso. Los ionesK sedirigenhacia la semipila Cu /Cuyaque en elladisminuye lacargapositiva.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 223
d) Falso. El electrodo de Cu es el polo positivo de la pila ya que es el que tienemayorpotencialdereducción.
Lasrespuestascorrectassonayb.
10.180. Tres cubas electrolíticas conectadas en serie contienen disoluciones acuosas denitratoplata,nitratodecobre(II)ynitratodeníquel(III).Alpasar lamismacorrienteporlastres,enlosrespectivoscátodos:a)Sedepositarálamismacantidaddesustanciaenlastres.b)Enlascubasdenitratodecobre(II)ynitratodeníquel(III)sedepositarádoblenúmerodeequivalentes‐gramodelmetalqueenladenitratodeplata.c)Enlacubadenitratodeplatasedepositarámayorcantidaddesustancia.d) En las cubas de nitrato de cobre (II) y nitrato de níquel (III) se depositará lamismacantidaddesustancia.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalassemirreaacionesdereducciónquetienenlugarenloscátodosdecadaunadelascubaselectrolíticasylosequivalentes‐gramodelosmetalesqueenellassedepositanson:
Ag (aq)+e Ag(s) Eq‐gAg=107,9/1=107,9g
Cu (aq)+2e Cu(s) Eq‐gCu=63,5/2=31,75g
Ni (aq)+3e Ni(s) Eq‐gNi=58,7/3=19,6g
LaleydeFaradaydiceque:
“lacantidaddesustanciadepositadaenunaelectrólisisesdirectamenteproporcionalalacantidaddeelectricidadquecirculaporlacuba”.
a)Falso.Lasmasasdepositadasenloscátodosdelastrescubassondiferentes.
b)Falso.Elnúmerodeequivalentes‐gramodepositadosenlastrescubaseselmismo.
c)Verdadero.Lamasadepositadaenlacubaquecontienenitratodeplataeslamayoryaqueelequivalente‐gramodelaplataeselmáselevadodelostres.
d)Falso.Lamasadepositadaenlacubaquecontienenitratodecobre(II)esmayorqueenlaquecontienenitratodeníquel(III)yaqueelequivalente‐gramodelcobreesmayorqueeldelníquel.
Larespuestacorrectaeslac.
10.181.¿Cuálesdelassiguientesreaccionessondeoxidación‐reducción?
I. +
II.Cu+2 +2Ag
III. +2LiOH +
IV. +2NaOH +2NaCla)IIIb)IVc)IyIId)I,IIyIIIe)Todas
(O.Q.N.Valencia2011)
I.Verdadero.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 224
reducción:Cl +2e 2Cl
oxidación:P P +2e
II.Verdadero.
reducción:2 Ag +e Ag
oxidación:CuCu +2e
III.Falso.Noseintercambianelectrones.
IV.Falso.Nose intercambianelectronesyaqueningunade lasespeciesFe ,Na ,Cl yOH cambiasunúmerodeoxidación.
Larespuestacorrectaeslac.
10.182.Sehacepasarlamismacantidaddeelectricidadatravésdedoscélulaselectrolíticasenserie.UnacontieneNaClylaotra fundidos.Suponiendoquelaúnicareaccióneslareduccióndelionametal,¿dequémetalserecogerámayorcantidadyenquéelectrodo?a)Sodioenelánodob)Sodioenelcátodoc)Aluminioenelánodod)Aluminioenelcátodoe)Noesposiblequesehayadepositadomasaalguna.
(O.Q.N.Valencia2011)
Entodaslascélulasseandeltipoquesealareducciónsiempretienelugarenelcátodo.
DeacuerdoconlaleydeFaradayquediceque:
“la cantidad de sustancia depositada en el cátodo en una célula electroquímica esdirectamente proporcional al número demoles de electrones que atraviesan dichacélula”.
ConsiderandolareduccióndeunionmetálicoX :
X +ne X
Relacionando la cantidad de electricidad que atraviesa la célula (Q culombios) con elmetal,lamasademetaldepositadoes:
QC1mole
FC1molXnmole
MgX1molX
Q Mn F
gX
Teniendo en cuenta que las únicas variables son los valores de M (masa molar) y n(númerodeoxidacióndelmetal),enestecaso:
SodiogNa 23QF
AluminiogNa 27Q3F
Sedepositamássodio.
Larespuestacorrectaeslab.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 225
10.183.Unmétodoparaprotegermetalesdelacorrosiónesconectarelmetaldirectamente“ánododesacrificio”.¿Cuáldelossiguientesmetaleseselmásapropiadoparaactuarcomoánododesacrificioparaelcadmio(E° /Cd=‐0,40V)?a)Co(E° /Co=‐0,28V)b)Al(E° /Al=‐1,66V)c)Mg(E° /Mg=‐2,37V)d)Fe(E° /Fe=‐0,44V)e)Zn(E° /Zn=‐0,76V)
(O.Q.N.Valencia2011)
Elmejormetaldelospropuestosparaprotegerdelacorrosiónactuandocomoánododesacrificioesaquelquetengaelpotencialdereducciónmásbajo,loquequieredecirquees el metal más fácil de oxidar. De los metales propuestos el más apropiado es elmagnesio(E°Mg /Mg=‐2,37V).
Larespuestacorrectaeslac.
10.184. Dados los siguientes potenciales de reducción, E° ( /Zn) = ‐0,76 V y E°( / ,Pt)=+0,77V;sededuceque:
I.ElpotencialdelacélulaZn/ // / ,Ptes+0,01VII.ElZntienemayorpoderreductorqueel III.El puedeoxidaralZn
a)I,IIyIIIsoncorrectasb)IyIIsoncorrectasc)IIyIIIsoncorrectasd)SoloIescorrectae)SoloIIIescorrecta
(O.Q.N.Valencia2011)
Setratadeunacélulavoltaicaenlaque:
▪ El electrodo de mayor potencial, / ,Pt es el cátodo y en él se produce lasemirreaccióndereducciónylaespeciequímica actúacomooxidante:
Fe +e Fe
▪ El electrodo de menor potencial, /Zn es el ánodo y en él se produce lasemirreaccióndeoxidaciónylaespeciequímicaZnactúacomoreductor:
ZnZn +2e
Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /
o E /Zno = 0,77V ‐0,76V =1,53V
LapropuestaIesfalsaylaspropuestasIIyIIIsoncorrectas.
Larespuestacorrectaeslac.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 226
10.185.Enlaecuaciónquímicasiguiente:
C+ + + lasumadetodosloscoeficientesestequiométricoses:a)16b)9c)12d)7
(O.Q.L.Murcia2011)
Lassemirreaccionesajustadasson:
reducción:2 NO +2H +e NO +H O
oxidación:C+2H OCO +4H +4e
Laecuaciónglobalajustadaes:
4HNO +C4NO +CO +2H O
Lasumadetodosloscoeficientesestequiométricoses12.
Larespuestacorrectaeslac.
10.186.¿Quéafirmacionescorrecta?a) esunéter.b)Elnúmerooestadodeoxidacióndelcromoenel es+6.c)El esuncompuestocovalente.d)Eldiamanteesunexcelenteconductordelaelectricidad.
(O.Q.L.Murcia2011)
a)Falso.ElCH COOCH esunéster,acetatodemetilo.
b)Verdadero.Elanióndeesasustanciaeseldicromato,Cr O yelnúmerodeoxidacióndelcromoenelmismoes:
2 x +7 ‐2 =‐2x=+6
c)Falso.ElBaF estáformadopordoselementosdemuydiferenteelectronegatividad,elflúor, elemento que tiene la máxima electronegatividad y que tiende a formar el aniónfluoruro, F ; y el bario, un metal alcalinotérreo del 6º periodo con una bajaelectronegatividadyque,portanto,tiendeaformarelcatiónBa .Elresultadolalaunióndeambosdalugarauncompuestoconunenlacepredominantementeiónico.
d) Falso. El diamante es una sustancia formada por átomos de carbono unidos entre símediante un enlace covalente. El resultado es una red cristalina sólida a temperaturaambiente en la que no existen electrones deslocalizados de forma que la sustancia nopuedeconducirlacorrienteeléctrica.
Larespuestacorrectaeslab.
10.187.Lasiguientereacciónredoxtienelugarenmedioácido:
+HCl + + a) eselagenteoxidanteb) experimentaunaoxidaciónc) actúacomooxidantefuerted) secomportacomoagenteoxidante.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 227
Lassemirreaccionesson:
reducción:2 MnO +8H +5e Mn +4H O
MnO actúacomooxidante,ganaelectronesysereduce.
oxidación:5 Cl +3H OCl +2e
Cl actúacomoreductor,cedeelectronesyseoxida.
Larespuestacorrectaeslac.
10.188.Paraunprocesoelectrolíticodeunadisoluciónde enelque seobtieneAgmetal,¿cuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera?a)Paraobtener1moldeAgserequiereelpasode2molesdeelectrones.b)Enelánodoseproducelaoxidacióndelosprotonesdelagua.c)Enelcátodoseproduceoxígeno.d)Loscationesplatasereducenenelcátodo.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Las ecuaciones químicas correspondientes a las semirreaciones de oxidación y dereducciónquetienenlugarenelánodoycátodo,respectivamente,son:
cátodo(reducción):4[Ag (aq)+e Ag(s)]
ánodo(oxidación):4OH (s)O (g)+2H O(l)+4e
a)Falso.Serequiere1moldeelectrones.
b)Falso.Seoxidanlosioneshidroxilodeagua.
c)Falso.Eloxígenoseobtieneenelánodo.
d)Verdadero.Lareduccióntienelugarenelcátodo.
Larespuestacorrectaeslad.
10.189.CuálseráelE°paracélulavoltaicaconstruidapor:
+2 Zn E°(V)=‐0,762
+ Tl E°(V)=‐0,336a)0,090Vb)0,426Vc)1,098Vd)1,434V
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
El sistema que tiene mayor potencial se comporta como oxidante (se reduce) y el demenorcomoreductor(seoxida):
Las ecuaciones químicas correspondientes a las semirreaciones de oxidación y dereducciónquetienenlugarenelánodoycátodo,respectivamente,son:
cátodo(reducción):2[Tl (aq)+e Tl(s)]
ánodo(oxidación):Zn(s)Zn (aq)+2e
Lareacciónglobales:
2Tl (aq)+Zn(s)2Tl(s)+Zn (aq)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen3.(S.Menargues&F.Latre) 228
Elpotencialnormaldelacélulasecalculamediantelaexpresión:
Ecelulao =Ecatodo
o Eanodoo
Ecelulao =E /Tl
o E /Zno = ‐0,336V ‐0,762V =0,426V
Larespuestacorrectaeslab.