UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS

FACULTAD DE INGENIERÍA

CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2009

TERCER EXAMEN PARCIAL ÁREA: QUÍMICA 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 TEÓRICAS 1) ) La ley de las proporciones recíprocas fue enunciada por:

a) Gay Lussac b) Richter c) Lavoisier d) Dalton e) ninguna

2) En una reacción de combustión incompleta de un compuesto orgánico los productos son:

a) CO + H2O b) C + H2 c) CO2 + H2O d) C + H2O e) ninguna

3) En la reacción CaO + H2O → Ca(OH)2; 7.4 g de Ca(OH)2 se producen a partir de:

a) 6.7 g CaO b) 4.3 g CaO c) 5.6 g CaO d) 2.3 g CaO e) ninguna

4) Según Daltón la relación de átomos de oxigeno en el óxido manganoso y óxido mangánico es:

a) 1:3 b) 2:3 c) 1:6 d) 3:4 e) ninguna

PROBLEMAS

5) Se analizó un compuesto orgánico y se encontró que contiene Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno y Oxígeno como sus únicos elementos componentes. Al quemar por completo una muestra de 1.279 g, se obtuvieron 1.60 g de CO2 y 0.77 g de agua. Luego otra muestra de 1.625 g que se pesó por separado contiene 0.216 g de nitrógeno. La fórmula empírica del compuesto es:

a) C4H7NO3 b) C3H9NO3 c) C3H7NO3 d) C3H7N2O3 e) ninguna

6) Por acción de la potasa cáustica sobre fósforo alotrópico blanco (P4), se forma hipofosfito de potasio y fosfamina, escribir e igualar la ecuación por el método ion – electrón, los coeficientes de la ecuación 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

7) A partir de 100 toneladas de un pesticida que contienen 18% de fósforo blanco, que cantidad en toneladas de fosfamina se formará si el rendimiento de la reacción 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 hidróxido de potasio y peso específico relativo de 1,09 serán necesarios para la formación de 600 lb de fosfamina con un rendimiento idéntico al anterior inciso.

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

9) Se hace estallar 200 cm3 de una mezcla formada por vapor de éter, hidrogeno y oxigeno. Después de la combustión queda un volumen de 95 cm3 de dióxido de carbono y oxigeno, el cual se reduce a 15 cm3 después de tratarlo con potasa cáustica y eliminar el dióxido de carbono. Calcular la composición de éter, hidrogeno y oxigeno de la mezcla primitiva.

a) 20%, 15% y 65% b) 30%, 30% y 40% c) 10%, 15% y 75% d) 20%, 20%, 60% e) ninguna

10) Las fresas contienen alrededor de 15 % de sólidos y 85 % de agua. Para fabricar mermelada de fresa, se mezclan fresas trituradas y azúcar en una proporción de 45:55, calentándose la mezcla para evaporar agua hasta que el residuo contenga una tercera parte de agua. ¿Cuántas libras de fresas se requieren para fabricar una libra de mermelada?

a) 0.52 b) 0.49 c) 0.65 d) 0.38 e) ninguna

PESOS ATOMICOS P = 31; K = 39; O = 16; H = 1 ; Ca=40 ; C=12 ; N =14

ESCRIBIR LAS RESPUESTAS EN LETRA DE IMPRENTA Y MAYÚSCULAS

Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fila Nota Nº de examen

Respuesta

A

Puntaje

F IF IF IF I

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FACULTAD DE INGENIERÍA

CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2009

TERCER EXAMEN PARCIAL ÁREA: QUÍMICA FECHA: 11/12/2009 TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 90 MINUTOS

SOLUCIONARIO 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 teóricas 1) ) La ley de las proporciones recíprocas fue enunciada por: a) Gay Lussac b) Richter c) Lavoisier d) Dalton e) ninguna 2) En una reacción de combustión incompleta los productos son: a) CO + H2O b) C + H2 c) CO2 + H2O d) C + H2O e) ninguna 3) En la reacción CaO + H2O ⇒ Ca(OH)2; 7.4 g de Ca(OH)2 se producen a partir de: a) 6.7 g CaO b) 4.3 g CaO c) 5.6 g CaO d) 2.3 g CaO e) ninguna 4) Según Daltón la relación de átomos de oxigeno en el óxido manganoso y óxido mangánico es: a) 1:3 b) 2:3 c) 1:6 d) 3:4 e) ninguna 5) Se analizó un compuesto orgánico y se encontró que contiene Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno y Oxígeno como sus únicos elementos componentes. Al quemar por completo una muestra de 1.279 g, se obtuvieron 1.60 g de CO2 y 0.77 g de agua. Luego otra muestra de 1.625 g que se pesó por separado contiene 0.216 g de nitrógeno. La fórmula empírica del compuesto es: Solución.- a) C4H7NO3 b) C3H9NO3 c) C3H7NO3 d) C3H7N2O3 e) ninguna Solución: CxHyNzOw + O2 → CO2 + H2O

Obtenemos los gramos de carbono del dióxido 1.60g ∗ =22

12gCCO 0.4364 gC

44 gCO

Obtenemos los gramos de Hidrógeno del agua 0.77 0.0856gH OO

∗ =22

2 gHgH

18 gH

Calculamos la masa de nitrógeno de la 2º muestra × =11

0.216 gN1.279 gM 0.1700 gN

1.625 gM

Calculamos la masa de Oxígeno por diferencia de las anteriores masas con la muestra M1

MOx = 1.279 g – 0.4364 g – 0.0856 g – 0.1700 g = 0.5870 g de oxígeno

Calculamos ahora los átomo-gramo de los elementos:

C: −∗ = −1 at gC

0.4364 g C 0.0364 at g C12 gC

H: −∗ = −1 at gH

0.0856 g H 0.0856 at g H1gH

N: −∗ = −1 at gN

0.1700 g N 0.0121 at g N14 gN

O −× = −1 at gOx

0.5870 g Ox 0.0367 at g Ox16 gOx

En resumen: Sustancias Masa relativa

(g) Número de

átomos-gramo Relación

(R) Formula empírica

C 0.4364 0.0364 3 C3 H7 NO3 H 0.0856 0.0856 7

N 0.1700 0.0121 1 O 0.5870 0.0367 3

6) Por acción de la potasa cáustica sobre fósforo alotrópico blanco (P4), se forma hipofosfito de potasio y fosfamina, escribir e igualar la ecuación por el método ion – electrón, los coeficientes de la ecuación 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 La reacción química es la siguiente:

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

F IF IF IF I

Distribuyendo la cantidad total de radicales oxidrilo se tiene:

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

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

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

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 hidróxido de potasio y peso específico relativo de 1,09 serán necesarios para la formación de 600 lb de fosfamina con un rendimiento idéntico al anterior inciso. a) 2314,73 L b) 1556,40 L c) 1504,60 L d) 1639,99 L e) ninguno

( ) ( )

( )

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 solucióndeKOH

9) Se hace estallar 200 cm3 de una mezcla formada por vapor de éter, hidrogeno y oxigeno. Después de la combustión queda un volumen de 95 cm3 de dióxido de carbono y oxigeno, el cual se reduce a 15 cm3 después de tratarlo con potasa cáustica y eliminar el dióxido de carbono. Calcular la composición de éter, hidrogeno y oxigeno de la mezcla primitiva. a) 20%, 15% y 65% b) 30%, 30% y 40% c) 10%, 15% y 75% d) 20%, 20%, 60% e) ninguna Solución.-

O

OC H

2

52 2

H2

CO2

O2O2

200 ml de mezcla

95 ml CO2 y O215 ml 2

Despues de la

combustion

Despues de

eliminar el

CO2

O

Igualamos la ecuación de combustión:

Volumen de mezcla:

x ml (C2H5)2O + y ml H2 + z ml O2 = 200 ml

x + y + z = 200 …………………………. (1)

Volumen de oxigeno que no reacciona o en exceso:

Volumen de CO2 que se produce:

Resolvemos el sistema de ecuaciones: x + y + z = 200 (1) z – 6 x – 0,5 y = 15 (2) 80 = 4 x (3) De la ecuación (3): x = 20

20 + y + z = 200 y + z = 200 – 20 = 180 z – 6*20 – 0,5y = 15 z – 0,5 y = 15 + 120 = 135

Resolvemos las dos ecuaciones: z = 180 - y En: 180 - y – 0,5 y = 135 45 = 1,5y y = 30

z =180 – 30 = 150

La composición de la mezcla: x = 20 ml (C2H5)2O 10 % (C2H5)2O y = 30 ml H2 15 % H2 z = 150 ml O2 75 % O2 100 % mezcla

10) Las fresas contienen alrededor de 15 % de sólidos y 85 % de agua. Para fabricar mermelada de fresa, se mezclan fresas trituradas y azúcar en una proporción de 45:55, calentándose la mezcla para evaporar agua hasta que el residuo contenga una tercera parte de agua. ¿Cuántas libras de fresas se requieren para fabricar una libra de mermelada? a) 0.52 b) 0.49 c) 0.65 d) 0.38 e) ninguna Solución.-

Agua W

F Fresas trituradas CALENTADOR Sólidos S = 15 % Mermelada P Agua A = 85 % Agua = 1/3

Azúcar Sólidos = x Z = 100 % Azúcar = y

BASE DE CÁLCULO 1 LIBRA MERMELADA P = 1 lb

[ ]

1 3

1 y x

lb 0.60 Z 3

1 W F0.85

55

45

Z

F

lb 0.49 F 1 W F1.22 F y P Z

3

2 F1.37 z doreemplazan

3

1 W F0.85

ecuaciones ambas restando 1.22F Z PW Z F

=++

=+==

=+=+=

=+=

=+=+

ESCRIBIR LAS RESPUESTAS EN LETRA DE IMPRENTA Y MAYÚSCULAS

Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fila Nota Nº de examen

Respuesta B A C B C C C A C B A

Puntaje