HH (2007)

Otro Portugués
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Bioquímica - 5º curso
Asignatura HH
Año del apunte 2007
Páginas 3
Fecha de subida 04/11/2014
Descargas 7
Subido por

Vista previa del texto

Llicenciatura de Biotecnologia, Curs 2006-2007 Examen Final de Química General 1ª convocatòria. 15 de febrer de 2007 Puntuació màxima de l’examen: 14 punts Problema 1.
(a) L’àcid acetilsalicílic o aspirina és un fàrmac utilitzat com a analgèsic, antipirètic i antiinflamatori.
Quins dels àtoms de l’àcid acetilsalicílic poden presentar hibridació sp2 segons la teoria d’enllaçvalència? (1 punt) R.C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, O8, C11, O12 H 17 O9 8O C7 21 H 2 H C1 6 C 2 C C 5 14 H C 4 C 3 O 10 H 18 11 C H 15 C 13 16 H O 12 H 19 àcid acetilsalicílic (c) En dissolució aquosa l’àcid acetilsalicílic descompon lentament segons el procés: HOOC-C6H4-COOCH3 (aq) + H2O (l) ⇔ HOOC-C6H4-OH (aq) + CH3COOH (aq) àcid acetilsalicílic àcid salicílic àcid acètic Kc=40 a 298 K Si es dissolen 500 mg d’àcid acetilsalicílic en un recipient amb 250 mL d’aigua a 298 K, quina concentració d’àcid acetilsalicílic romandrà sense descompondre en arribar a l’equilibri? (1 punt) R.
[HOOC-C6H4-COOCH3]=3.1x10-6 M (b) L’àcid acetilsalicílic té caràcter d’àcid feble monopròtic en dissolució aquosa. Per tal de determinar la constant d’acidesa d’aquest compost es prepara la següent pila de concentració: (Pt) H2(g) (1 atm) | HCl(aq) (1 M) || HOOC-C6H4-COOCH3(aq) (0.01 M) | H2(g) (1 atm) (Pt) Si el potencial d’aquesta cel.la a 298 K és E=-0.165 V, calcula: (i) el pH de les dissolucions aquoses de cadascun dels dos elèctrodes de la cel.la; (ii) el pKa de l’àcid acetilsalicílic en dissolució aquosa.
(2 punts) R. (i) pHànode=0 i pHcàtode=2.8; (ii) pKa=3.5 (Dades: Z(H)=1; Z(C)=6; Z(O)=8; m(H)=1.008 g/mol; m(C)=12.011 g/mol; m(O)=15.999 g/mol; Eº(H+/H2)=0 V a 298 K; R=8.31 J mol-1 K-1; F=96500 C; Kw=10-14) Problema 2.
(a) Dibuixa les estructures de Lewis i prediu la geometria i el moment dipolar (si en tenen o no) de les següents molècules: (a1) anió nitrat, NO3-; (a2) anió sulfit, SO32-.
Recorda que cal: (1) dibuixar totes les estructures ressonants rellevants; (2) especificar les càrregues formals dels àtoms implicats (si són diferents de zero); (3) indicar els angles d’enllaç esperats per a les corresponents estructures. (2 punts) (b) En medi àcid l’anió sulfat es redueix a diòxid de sofre amb Eº(SO42-/SO2)=0.17 V a 298 K. En una dissolució aquosa a 298 K que té pH=4 i és 0.1 M en SO42-(aq), 0.01 M en SO2(aq), 0.1 M en Cu+(aq) i 0.01 M en Cu2+(aq), es produirà l’oxidació de Cu+ a Cu2+? (1 punt) R. No es produirà l’oxidació de Cu+ (E=-0.37 V < 0) (Dades: Z(N)=7; Z(O)=8; Z(S)=16; Z(Cl)=17; Eº(Cu2+/Cu+)=0.16 V a 298 K; R=8.31 J mol-1 K-1; F=96500 C; Kw=10-14) Llicenciatura de Biotecnologia, Curs 2006-2007 Problema 3.
(a) L’anió hidroxil (OH-) és una espècie diamagnètica. En canvi, el radical hidroxil (OH) té caràcter paramagnètic. Utilitza el diagrama d’orbitals moleculars de valència que s’adjunta per a: (i) justificar el diferent comportament magnètic d’OH- i OH; (ii) predir el comportament magnètic del catió OH+. (1 punt) R. (i) OH-:s2σ2p4 (electrons aparellatsÆ diamagnètic), OH:s2σ2p3 (1 electró desaparellatÆparamagnètic); (ii) OH+:s2σ2p2 (2 electrons desaparellatsÆ paramagnètic) σ* px,py σ s Diagrama d’OMs de valència d’OH (b) Un important nombre d’hidròxids metàl.lics són poc solubles en aigua, com ara l’hidròxid de ferro(III) (Kps(Fe(OH)3)=1.1x10-36 a 298 K). Si es dissolen 0.1 g de clorur de ferro (III) en 1 L d’aigua a 298 K, a quins valors s’ha d’ajustar el pH del medi per tal de que no aparegui precipitat d’hidròxid de ferro (III) a la dissolució? (NOTA: el clorur de ferro (III) es troba totalment dissociat en els seus ions en dissoldre’s en aigua) (1 punt). R. pH<3.1 (c) L’addició de monòxid de carboni augmenta la solubilitat de Fe(OH)3 en medis aquosos degut a la formació del compost de coordinació [Fe(CO)6]3+. Com compara la distància d’enllaç C-O de la molècula de CO amb les distàncies d’enllaç C-O de la molècula de formaldehid (H2CO) i de l’anió CO32-? Ordena aquestes tres espècies en funció de les seves distàncies d’enllaç C-O. (1 punt) R. dCO(CO) < dCO(H2CO) < dCO(CO32-) (Dades: Z(H)=6; Z(C)=7; Z(O)=8; m(Cl)=35.453 g/mol; m(Fe)=55.847 g/mol; Kw=10-14) Problema 4.
(a) L’àcid ascòrbic o vitamina C es comporta com un àcid feble dipròtic en dissolució aquosa (H2A).
Les corresponents constants d’acidesa d’aquest àcid són: pKa1(H2A/HA-)=4.2; pKa2(HA-/A2-)=11.6.
Quin àtom d’hidrogen de la molécula d’àcid ascòrbic creus que s’allibera en el primer equilibri d’acidesa d’aquesta espècie? Cal que justifiquis la teva resposta (1 punt) R. H10 per: (i) està enllaçat a un àtom d’O (més electronegatiu que C); (ii) la seva base conjugada presenta dues estructures ressonants rellevants.
18 17 H O 14 H 19 H H 16C 13 O H 15 20 C 12 4 H C 11 H 10 5C O 9 3 O 1 2 C O C6 O 7 H 8 àcid ascòrbic (b) Si es barregen 1 L d’una dissolució d’àcid ascòrbic 0.1 M i 1 L d’una dissolució de NaOH(aq) 0.2 M, quin és el pH final que s’obtindrà per a la mescla? (2 punts) R. pH=12..1 Llicenciatura de Biotecnologia, Curs 2006-2007 (c) En una dissolució aquosa d’àcid ascòrbic, quins àtoms d’aquesta molècula poden formar enllaços de pont d’hidrogen amb les molècules d’aigua? Quants ponts d’hidrogen podria arribar a formar com a màxim cadascun d’aquests àtoms? (1 punt) R. O1, O3, O7, O9, O13 i O17 Æ 2 enllaços d’hidrogen cadascun; H8, H10, H14 i H18 Æ 1 enllaç d’hidrogen cadascun (Dades: Z(H)=1; Z(C)=6; Z(N)=7; Z(O)=8; Kw=10-14) ...