UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRS FACULTAD DE INGENIERA

CURSO PREFACULTATIVO GESTIN II / 2009

TERCER EXAMEN PARCIAL REA: QUMICA FECHA: 11/12/2009 TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 90 MINUTOS

TODAS LAS PREGUNTAS TIENEN UNA PUNTUACION DE 10 PUNTOS Responda INDICANDO el inciso de la respuesta correcta EN LA PLANTILLA DE RESPUESTAS COLOCADAS EN LA PARTE INFERIOR DE ESTE EXAMEN. PREGUNTAS TERICAS

1) La Ley de las proporciones constantes fue enunciada por

a) Lavoisier b) Proust c) Dalton d) Richter e) ninguno

2) ) El porcentaje de carbono en la acetona (dimetil cetona) es:

a) 32.04% b) 62.07% c) 52.06% d) 46.02% e) ninguno

3) Operacin en la cual se pone en contacto una disolucin con un slido en el cual queda retenida una sustancia se denomina:

a) Destilacin b) Absorcin c) Adsorcin d) Evaporacin e) ninguno

4) En una reaccin de oxidacin reduccin el elemento de uno de los reactivos que se oxida pertenece a la sustancia:

a) acuosa b) neutra c) Reductora d) Oxidante e) ninguno

PROBLEMAS

5) Se analizan dos muestras que contienen slo vanadio y oxgeno. La muestra # 1 consiste en 0.6281 g de Oxgeno/ g de vanadio; y la muestra # 2 consta de 0.7851 g de Oxgeno/ g de vanadio. Si la muestra # 2 es el compuesto V2O5. Cul es la frmula de la muestra # 1?

a) V2O5 b) VO2 c) VO d) VO3 e) ninguno

6) Por accin de la potasa custica sobre fsforo alotrpico blanco (P4), se forma hipofosfito de potasio y fosfamina, escribir e igualar la ecuacin por el mtodo ion electrn, los coeficientes de la ecuacin igualada son:

a) 3,3,1 3,1 b) 4,4,1 4,1 c) 1,3,3, 3,1 d) 3,1,3 3,1 e) ninguno

7) A partir de 100 toneladas de un pesticida que contienen 18% de fsforo blanco, que cantidad en toneladas de fosfamina se formar si el rendimiento de la reaccin es del 82%.

a) 3,94 TM b) 6,02 TM c) 4,05 TM d) 4,93 TM e) ninguno

8) Que volumen en litros de potasa caustica del 65% en peso de hidrxido de potasio y peso especfico relativo de 1,09 sern necesarios para la formacin de 600 lb de fosfamina con un rendimiento idntico al anterior inciso.

a) 2314,73 L b) 1556,40 L c) 1504,60 L d) 1639,99 L e) ninguno

9) Una mezcla formada por acetileno y propano ocupa un volumen de 55 mililitros, cuando se realiza la combustin de esta mezcla con 210 mililitros de oxgeno se observa que el agua producida se condensa rpidamente. Calcular la composicin centesimal en volumen de acetileno y propano en la mezcla inicial, si el residuo gaseoso contiene 10 mililitros de oxigeno.

a) 40% y 60% b) 50 % y 50% c) 44,46 % y 54,54% d) 54,54 % y 45,46% e) ninguno

10) Una planta concentradora de azufre que opera con rendimiento de 56%, trata cada da en promedio 145 t de mineral, el que presenta un contenido de azufre del 40% en peso. Si dicho proceso produce concentrados de 73% de azufre, calcular la cantidad diaria de colas que se acumula.

a) 120.45 TM b) 92.87 TM c) 145.90 TM d) 100.51 TM e) ninguno

PESOS ATMICOS: C = 12, H = 1, O = 16, P = 31, K = 39 V = 51

ESCRIBIR LAS RESPUESTAS EN LETRA DE IMPRENTA Y MAYSCULAS

Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fila Nota N de examen

Respuesta

B

Puntaje

F IF IF IF I

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRS FACULTAD DE INGENIERA

CURSO PREFACULTATIVO GESTIN II / 2009

TERCER EXAMEN PARCIAL REA: QUMICA FECHA: 11/12/2009 SOLUCIONARIO FILA B TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 90 MINUTOS

TODAS LAS PREGUNTAS TIENEN UNA PUNTUACION DE 10 PUNTOS Responda INDICANDO el inciso de la respuesta correcta EN LA PLANTILLA DE RESPUESTAS COLOCADAS EN LA PARTE INFERIOR DE ESTE EXAMEN. PREGUNTAS TERICAS

1) La Ley de las proporciones constantes fue enunciada por a) Lavoisier b) Proust c) Dalton d) Richter e) ninguna 2) ) El porcentaje de carbono en la acetona (dimetil cetona) es: a) 32.04% b) 62.07% c) 52.06% d) 46.02% e) ninguna 3) Operacin en la cual se pone en contacto una disolucin con un slido en el cual queda retenida una sustancia se denomina: a) Destilacin b) Absorcin c) Adsorcin d) Evaporacin e) ninguna 4) En una reaccin de oxidacin reduccin el elemento de uno de los reactivos que se oxida pertenece a la sustancia: a) acuosa b) neutra c) Reductora d) Oxidante e) ninguna

PROBLEMA 5) Se analizan dos muestras que contienen slo vanadio y oxgeno. La muestra # 1 consiste en 0.6281 g de Oxgeno/ g de vanadio; y la muestra # 2 consta de 0.7851 g de Oxgeno/ g de vanadio. Si la muestra # 2 es el compuesto V2O5. Cul es la frmula de la muestra # 1?

a) V2O5 b) VO2 c) VO d) VO3 e) ninguna

SOLUCION

DATOS

1

0.6281gOM

1gV=

2

0.7851gOM

1gV=

V2O5

Aplicando la ley de Proust:

= =111

masaoxigeno 0.6281gOM

masavanadio 1gV y = =22

2

masaoxigeno 0.7851gOM

masavanadio 1gV

Para la muestra # 1 y # 2 la relacin de tomos es:

= =111

tomosoxgeno yR

tomosvanadio x y = =22

2

tomosoxigeno 5R

tomosvanadio 2

La relacin en masa de ambas muestras tiene que ser idntica a la relacin de tomos:

2 2

1 1

R M

R M= entonces reemplazando datos:

50.78512 1.25

y 0.6281

x

= =

Despejando y/x obtenemos y

2x

= por tanto la relacin de tomos de oxigeno a tomos de vanadio es 2:1

Por tanto la frmula de la muestra # 1 es: V O2.

6. Por accin de la potasa custica sobre fsforo alotrpico blanco (P4), se forma hipofosfito de potasio y fosfamina, escribir e igualar la ecuacin por el mtodo ion electrn, los coeficientes de la ecuacin igualada son: a) 3,3,1 3,1 b) 4,4,1 4,1 c) 1,3,3, 3,1 d) 3,1,3 3,1 e) ninguna SOLUCION La reaccin qumica es la siguiente:

P4 + KOH + H2O KH2PO2 + PH3 P4o + K+1OH- + H2O K+1H2PO2-1 + PH3O

(8OH-1 +P4 4 H2PO2-1 + 4e- )*3 12e- +12H+1+ P4 4PH3

24OH-1 + 3P4 12 H2PO2-1 + 12e- 12e- +12H+1+ P4 4PH3

24OH-1 +12H+1 + 4P4 12 H2PO2-1 + 4PH3

Distribuyendo la cantidad total de radicales oxidrilo se tiene:

12OH-1 + 12OH-1 +12H+1 + 4P4 12 H2PO2-1 + 4PH3 12H2O +12H+1 + 4P4 12 H2PO2-1 + 4PH3

4P4 + 12KOH + 12H2O 12 KH2PO2 + 4PH3 1P4 + 3KOH + 3H2O 3KH2PO2 + 1PH3 (simplificando)

F IF IF IF I

7. A partir de 100 toneladas de un pesticida que contienen 18% de fsforo blanco, que cantidad en toneladas de fosfamina se formar si el rendimiento de la reaccin es del 82%. a) 3,94 TM b) 6,02 TM c) 4,05 TM d) 4,93 TM e) ninguno SOLUCION

6

3 3 34 4 436

4 4 4 3 3

1 34 118 1 10 1100 0.82 4, 05

100 1 124 1 1 1 10=

mol PH g PH TM PHTM P x g P mol PTM pesticida x x x x x x x TM PH

TM pes TM P g P mol P mol PH x g PH 8. Que volumen en litros de potasa caustica del 65% en peso de hidrxido de potasio y peso especfico relativo de 1,09 sern necesarios para la formacin de 600 lb de fosfamina con un rendimiento idntico al anterior inciso. a) 2314,73 L b) 1556,40 L c) 1504,60 L d) 1639,99 L e) ninguno SOLUCION

( ) ( )

( )

3cos, 33 3

3

3 3 cos, 3 3

3

100 56 100453,6 1 3 1 ( )600

1 82 34 1 1 65 1,09 ( )

1 ( )231

1000 ( )

teori purosrealreal

real real teori puros

g PH g KOH p g KOH solg PH mol PH mol KOH cm KOH sollb PH x x x x x x x x

lb PH g PH g PH mol PH mol KOH g KOH p g KOH sol

LKOH sol

cm KOH sol= 4,73 litros de solucindeKOH

9) Una mezcla formada por acetileno y propano ocupa un volumen de 55 mililitros, cuando se realiza la combustin de esta mezcla con 210 mililitros de oxgeno se observa que el agua producida se condensa rpidamente. Calcular la composicin centesimal en volumen de acetileno y

propano en la mezcla inicial, si el residuo gaseoso contiene 10 mililitros de oxigeno.

a) 40% y 60% b) 50 % y 50% c) 44,46 % y 54,54% d) 54,54 % y 45,46% e) ninguna SOLUCION Las reacciones de combustin son:

)(2452 22222 iOHCOOHC ++ C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4H2O (ii)

Considerando que los volmenes son aditivos, el volumen de la mezcla ser: Vm = Vacetileno + Vpropano Sea Vacetileno = x; Vpropan = y

Entonces Volumen de oxgeno utilizado en la combustin de los dos hidrocarburos:

La cantidad de oxgeno que se requiere para la combustin del acetileno y del propano:

De donde tenemos:

Resolviendo las ecuaciones (1) y (2) tendremos los volmenes de acetileno y propano:

Resolviendo el sistema de ecuaciones se tiene:

x = 30 y = 25

La composicin en volumen es:

)1 (55=+ yx

RESIDUOELENOXIGENO COMBUSTION LA DE OXIGENOO INTRODUCIDOXIGENO VVV + =

RESIDUOEL ENOXIGENO O INTRODUCIDOXIGENO COMBUSTIONLADE OXIGENO VVV =

oxgenomlV

oxgenomloxgenomlV

COMBUSTION LADEOXIGENO

COMBUSTION LADEOXIGENO

200

10210

=

=

2

22

222 5 ,2

2

5Omlx

H Cml

OmlH Cdemlx =

2

83

283

0,5 1

5 Omly

H Cml

OmlH Cdemly =

)2 (2000,5 5 ,2 =+ yx

)2 (2000,5 5,2 =+ yx

)1 (55= + yx

[ ] 10055

30 % 22

22 =

Mezclaml

HCmlHCVol

[ ] 2222 %54,54% HCHCVol =

[ ] 8383 %46,45% HCHCVol = 10) Una planta concentradora de azufre que opera con rendimiento de 56%, trata cada da en promedio 145 t de mineral, el que presenta un contenido de azufre del 40% en peso. Si dicho proceso produce concentrados de 73% de azufre, calcular la cantidad diaria de colas que se acumula.

a) 120.45 TM b) 92.87 TM c) 145.90 TM d) 100.51 TM e) ninguna

SOLUCION El esquema de una planta concentradora de azufre es:

Por definicin de rendimiento:

2

1

100%bmmasaprctica

masaterica am = =

Reemplazando datos:

2

56 40 14544.49

100 73

= =m T

la cantidad diaria de colas obtenido es:

3145 44.49 100.51= =m T T T

ESCRIBIR LAS RESPUESTAS EN LETRA DE IMPRENTA Y MAYSCULAS

Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fila Nota N de examen

Respuesta B B C C B C C A D D

B

Puntaje

[ ] 100 55

25% 83

83=

Mezclaml

H CmlH CVol

= 56%

m1 = 145 t

Concentrado de S

b = 73% S

Colas