PRUEBA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD

Departamento de Economa Financiera y Contabilidad de Melilla

QUMICAPRUEBA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD

QUMICA (2010)

CEUTA Y MELILLA

OPCIN A

1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Nitrito de plata b) Hidrxido de magnesio c) 1,1-Dicloroetano d) MoO3 e) Ca3(PO4)2 f) CH2OHCH2OH2.- Supongamos que los slidos cristalinos NaF, KF y LiF cristalizan en el mismo tipo de red.a) Escriba el ciclo de Born-Haber para el NaF.

b) Razone cmo vara la energa reticular de las sales mencionadas.

c) Razone cmo varan las temperaturas de fusin de las citadas sales.3.- Se dispone de una disolucin acuosa saturada de Fe(OH)3, compuesto poco soluble.

a) Escriba la expresin del producto de solubilidad para este compuesto.

b) Deduzca la expresin que permite conocer la solubilidad del hidrxido a partir del producto de solubilidad.

c) Razone cmo vara la solubilidad del hidrxido al aumentar el pH de la disolucin.4.- Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:a) La entalpa de formacin estndar del mercurio lquido, a 25 C, es cero.

b) Todas las reacciones qumicas en que G NaF>KF

Se dispone de una disolucin acuosa saturada de Fe(OH)3, compuesto poco soluble.

a) Escriba la expresin del producto de solubilidad para este compuesto.

b) Deduzca la expresin que permite conocer la solubilidad del hidrxido a partir del producto de solubilidad.

c) Razone cmo vara la solubilidad del hidrxido al aumentar el pH de la disolucina) La ecuacin del equilibrio de solubilidad es la siguiente:

Fe (OH)3 (s) Fe3+ (ac) + 3 OH- (ac)Por lo que el producto de solubilidad es Ks =

b) Llamamos solubilidad a la concentracin de compuesto disuelto en una disolucin que est en equilibrio con el slido por lo que:

;

Ks = = s . ( 3s) 3 = 27 s4 s=

c) al aumentar el pH de la disolucin, disminuir la concentracin de iones H3O+ y aumentar la concentracin de OH- por lo que el equilibrio de solubilidad se desplazar hacia la izquierda para compensar el aumento de OH- siguiendo la ley de Le Chatelier por lo que disminuir la solubilidad del hidrxido de hierro.

Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:a) La entalpa de formacin estndar del mercurio lquido, a 25 C, es cero.

b) Todas las reacciones qumicas en que G [ H+] + [ A-]---- - - - - - - - - - --------------------[ 1.13]Ka=[ H+] [ A-]------------------------------------------------ -[ 1.14]----------[HA]Luego:[A-] =Ka[HA]=KaC0---------------------------------------[1.15]---------[ H+]------[ H+]Por lo que:CS= C0+KaC0----------------------------------------------[1.16]----------------[ H+]CS= C0(1 +Ka) ----------------------------------------------[1.17]--------------------[H+]Anlogamente, la solubilidad de una base dbil puede expresarse por:CS= C0(1 +[H+])------------------------------------------ [1.18]-------------------[Ka]Si se substituyen estas ecuaciones en la ecuacin de Noyesy Whitney, se puede obtener la siguiente ecuacin para un cido dbil;dM = KC0(1 +Ka) -------------------------------------------[1.19]------------------dt [H+]y para una base dbil:dM = KC0(1 +H+) ------------------------------------------[1.20]-----------------dt [Ka]Estas ecuaciones son aplicables a condicin de que CS>>C (C es menor que O,1CS) e indican que la velocidad de disolucin de un cido dbil aumenta si se incrementa el pH (disminucin de [H+]), en tanto que la velocidad de disolucin de las bases dbiles disminuye.b) Influencia de la viscosidad.Si se considera que el coeficiente de difusin es inversamente proporcional a la viscosidad del medio, resulta evidente que sta puede afectar en forma negativa a la velocidad de disolucin de un slido en un medio acuoso. Por otra parte, la movilidad de las partculas disueltas a travs de la capa de difusin es inversamente proporcional a la viscosidad. La relacin entre el coeficiente de difusin y la viscosidad queda especificada en la ecuacin de Stokes-Einstein:D =---RT -------------------------------------------------------[1.22]------6rNEn que R es la constante de los gases, T la temperatura absoluta yla viscosidad del medio.Una relacin emprica entre la velocidad de disolucin y la viscosidad es (14):R = k------------------------------------------------------[1.23]donde R es la velocidad de disolucin, il la viscosidad del medio de disolucin y k y a son constantes que dependen del sistema. Un grfico de la forma logartmica de la ecuacin (1.23)log R = -log+ log k------------------------------[ 1.24]puede ser utilizado para evaluar a, que es la pendiente y log k, que es el intercept con la ordenada.c) Influencia de los adsorbentesEn general, en el proceso de disolucin, la concentracin de soluto en la solucin aumenta y el gradiente de concentracin disminuye y, como una consecuencia de esto ltimo, la velocidad de disolucin tambin disminuye. En cambio si la solucin contiene un agente adsorbente, las molculas del soluto disuelto se fijan sobre las superficie activa del adsorbente y de este modo el gradiente de concentracin tiende a permanecer constante, lo que tambin sucede, al menos tericamente, con la velocidad de disolucin.d) Influencia de la tensin superficial.La accin de los agentes tensioactivos, es decir, aquellas substancias que, agregadas a una solucin provocan una disminucin de su tensin superficial, ha sido objeto de numerosos estudios tendientes a puntualizar su efecto sobre la velocidad de disolucin de medicamentos. Muchos de los tensioactivos ensayados contribuyen a aumentar la velocidad de disolucin de medicamentos y hoy da es corriente el empleo de estas substancias en las formulaciones de comprimidos y cpsulas con este objeto.Solvang y Finholt (15) han sealado que el jugo gstrico humano posee una tensin superficial bastante ms baja que el agua debido, probablemente, a la presencia de substancias tensioactivas fisiolgicas. Estos autores han determinado que la tensin superficial del jugo gstrico humano se sita en un valorcercano a las 45 dinas/cm, siendo la del agua de 72 dinas/cm. A1 mismo tiempo han demostrado que tanto la velocidad de disolucin como la solubilidad de la fenacetina en el jugo gstrico humano son superiores a las encontradas en HCl 0,1 N.Finholt y cols. (16) han encontrado que el polisorbato 80 produce un incremento de la velocidad de disolucin de la fenacetina, en tanto que con respecto al cido acetilsaliclico, los resultados son ms bien contradictorios: cuando aumenta el tamao granulomtrico del principio activo la velocidad disminuye mientras que si se emplea un frmaco en forma de polvo fino, la velocidad de disolucin aumenta.Del examen de los resultados obtenidos por los diferentes investigadores, se puede concluir que la accin de los agentes tensioactivos sobre la velocidad de disolucin de substancias slidas parece ser bastante compleja. Dicha accin corresponde, en resumen, a por lo menos dos mecanismos probables:a) Los agentes tensioactivos pueden mejorar la humectacin de las partculas favoreciendo el contacto entre stas y el disolvente. En consecuencia, la superficie libre para el ataque por el lquido disolvente es acrecentada. Esta accin es la que permite que frmacos hidrofbicos, como la fenacetina, mejoren sus caractersticas de disolucin en presencia de tensioactivos.La humectacin de un slido por un lquido se ilustra mejor por el comportamiento de una pequea gota de lquido colocada en una superficie slida. Se puede decir que la superficie del slido est perfectamente humectada cuando el ngulo de contacto, A, medido a travs del lquido, es igual a cero. Si este ngulo est comprendido entre 909 y 1809, como sucede en el sistema agua/ aceite, la humectacin es nula.En un sistema slido/lquido se admite la coexistencia simultnea de tres interfases, siendo la fase gaseosa (aire) la que es desplazada ola que provoca el desplazamiento. Volviendo al caso de la pequea gota liquida sobre una superficie plana slida, ilustrada en la figura 1.1, pueden visualizarse tres tipos de tensiones interfaciales:- la tensin interfacial slido/aire (s/a)- la tensin interfacial slido/lquido (s/1)- la tensin interfacial lquido/aire (1/a)Para comprender mejor el proceso de humectacin, se puede emplear la ecuacin de Young, cuando se alcanza el equilibrio de fuerzas interfaciales:s/a =s/1+1/acos0--------------------------------------[1.25]y despejando coso se obtiene:cos0 =s/a-s/1[1.26]----------------1/alo cual expresa la dependencia de 8 sobre las diferentes tensiones interfaciales. Se puede concluir, entonces, que la humectacin es favorecida si los valores de1/ays/1son pequeos y sis/aes grande. Si el valor de cos0 es igual a 1, la humectacin es completa, ya que 8 es igual a cero.

La humectacin completa no se realiza ms que cuando la tensin interfacial slido/lquido adquiere un valor inferior a la tensin interfacial slido/aire sobre toda la extensin de la superficie slido/lquido. Este resultado se alcanza, tericamente, cuando una pelcula monomolecular de tensioactivo recubre esta interfase. Es pues evidente, que la cantidad de substancia tensioactiva necesaria para lograr este fin depender de la magnitud de la superficie especfica del producto a recubrir. Cuanto ms grande sea aquella, mayor ser la cantidad de agente tensioactivo necesaria para lograr este recubrimiento.b) Los agentes tensioactivos pueden aumentar la solubilidad de los productos insolubles o poco solubles por un efecto de solubilizacin micelar. Una substancia tensioactiva no ejerce accin sobre la solubilidad de las substancias hidrfobas cuando se encuentran dispersas al estado molecular en la solucin. Tericamente, para que este efecto solubilizante se realice, la concentracin deltensioactivo debera estar sobre la concentracin micelar critica(CMC), concentracin ala cual comienzan formarse las micelas del tensioactivo. Sin embargo, algunos autores han encontrado efecto solubilizante a concentraciones bajo la CMC (17,18).El concepto de micelizacin involucra que a una cierta concentracin, las molculas de tensioactivos forman agregados en dicha solucin, las cuales estn en equilibrio dinmico con las molculas libres (monmeros) en solucin. Esto significa que las micelas estn continuamente rompindose y reformndose.Tanto los tensioactivos inicos como los no inicos forman sistemas micelares. Se supone que las micelas inicas, que tienen bajo nmero ce agregacin forman micelas esfricas o por lo menos muy cerca de la esfericidad. La porcin fridrofbica del tensioactivo se localiza en el centro de la esfera y son estos grupos los que pueden disolver partculas hidrofbicas formando las soluciones micelares, llamadas tambin "falsas soluciones".En general, las molculas no inicas forman micelas ms grandes que los compuestos inicos. Como consecuencia de su gran tamao las ncelas son, frecuentemente, asimtricas. Los derivados polioxietilados, por ej. los polisorbatos, forman micelas con un ncleo hidrofbico rodeado de una capa de grupos oxietilnicos que, a menudo, forman una empalizada y por lo general tienden a ser altamente hidratadas por unin de molculas de agua mediante puentes de hidrgeno.Entre los factores que afectan la concentracin micelar crtica y el tamao de las micelas tenemos la estructura del grupo hidrofbico, la naturaleza del grupo hidroflico, la naturaleza de los contraiones, la adicin de electrolitos y la temperatura.e) Influencia de la presencia de sales u otros compuestos.Cuando se introducen substancias inicas neutras (NaCI) y no inicas (dextrosa), puede existir una modificacin de la velocidad de disolucin. Higuchi (19) ha demostrado que ciertas substancias pueden modificar las caractersticas de difusin de las molculas. Por otra parte, al agregar electrolitos a una solucin, puede modificarse el producto de solubilidad de un soluto y, de esta manera, su solubilidad.

Instrucciones:

Duracin: 1 hora y 30 minutos

Elija y desarrolle una opcin completa, sin mezclar cuestiones de ambas. Indique, claramente, la opcin elegida.

No es necesario copiar la pregunta, basta con poner su nmero.

Se podr responder a las preguntas en el orden que desee.

Puntuacin: cuestiones ( n 1,2,3 y 4) hasta 1,5 puntos cada una. Problemas (n 5 y 6 ) hasta 2 puntos cada uno.

Exprese slo las ideas que se piden. Se valorar positivamente la concrecin en las respuestas y la capacidad de sntesis.

Se podrn utilizar calculadoras que no sean programables.

SOLUCIN DE LA PRUEBA

1

2

6

3

1

5

4

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

Cl

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