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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2018

EXAMEN RECUPERATORIO ÁREA: QUÍMICA TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 90 MINUTOS FECHA: 10/12/2018 __________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Pregunta No. 1 Encierre en un círculo la respuesta correcta: 1. El azufre forma 3 anhídridos y la masa del oxígeno en los mismos está en una relación de: 1:2:3 y esto corresponde a la Ley: i. Ley de Amagat ii. Ley de Dalton iii. Ley de Proust iv. Ley de Boyle v. Ninguno 2. Indica la forma geométrica del orbital. i. Nº cuántico l ii. Nº cuántico S iii. Pauli iv. Nº cuántico m v. Ninguna 3. Un elemento tiene la siguiente configuración electrónica …nS2(n-1)d6 está en el grupo: i. IIA ii. VIIB iii. VB iv. VA v. Ninguna 4. Una solución de agua y ácido acético al 80% en masa es una: i. Mezcla pura ii. Mezcla heterogénea iii. Fase iv. Mezcla homogénea v. Ninguna 5. Son átomos unidos a través de enlaces químicos. i. Molécula ii. Mezcla iii. Mol iv. At - g v. Ninguna Pregunta No. 2 A. Nombrar los siguientes compuestos

B. Representar la fórmula funcional de los siguientes compuestos

O

Ciclopentil Fenil Eter

CH3-OH

COOH – CH2 – CH2 - COOH

Ácido butanodioico

Ácido 2-butenoico

Metil Ciclohexano

Ácido Permangánico

HMnO4

SrCr2O7

Di cromato de estroncio

Acido sulfopermanganico

HMnS4

H4B2O5

Ácido piroborico

Acido Fosforico

H3PO4

CH 3

Alcohol Metílico CH3 – CH = CH – COOH

Pregunta No. 3 En un edificio se encuentra una habitación cúbica de 4m de altura, tanto el edificio como la habitación tienen las mismas condiciones ambientales, inicialmente la humedad relativa es del 80% a 25ºC, cuando la temperatura se incrementa a 35ºC la humedad relativa inicial se reduce en un 90% Determinar: a) El porcentaje de vapor de agua que se condensa. b) Si se instala en el edificio un sistema de aire acondicionado el cual absorbe desde el exterior 1000 litros de aire a 780mmHg en las condiciones iniciales del inciso (a), posteriormente pasa a las condiciones finales del inciso (a), a una presión de 1 atmósfera, calcular el litros el volumen final ocupado por esta masa de aire en el edificio. Pv25ºC= 23,8mmHg Pv35ºC= 42,2mmHg SOLUCIÓN a) Datos V = 4m*4m*4m = 64m3 = 64000 litros T1= 25ºC = 298K T2 = 35ºC = 308K ϕ1 = 80% ϕ2 = reduce 90% de la inicial Pv25ºC= 23,8mmHg Pv35ºC= 42,2mmHg   Cálculo de la masa de vapor inicial:   =  

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2018

EXAMEN RECUPERATORIO ÁREA: QUÍMICA TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 90 MINUTOS FECHA: 10/12/2018 __________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



º   23.8  ∗ 0,8 ∗ 64000  ∗ 18/  = = 62,4  − / −  ∗ 298 

mv1= 1179,556g Cálculo de la masa de vapor final:

  =

 

 =  − 0,9 ∗  = (1 − 0,9) =  (0,1) = 80% ∗ 0,1  =

 = %

º    42,2  ∗ 0,08 ∗ 64000  ∗ 18/ =  62,4  − / −  ∗ 308

mv2= 202,358g Cálculo de la masa condensada: mcond = mv1 - mv2 mcond = 1179,556g – 202,358g mcond = 977,198g   , ∗ 100 ∗ 100 % Vapor condensado = % Vapor condensado =  ,   

% Vapor condensado = 82,84% b) Vaire inicial = 1000 litros Vaire final = ? litros Pgh1= 780mmHg Pgh2= 760mmHg T1= 25ºC = 298K T2 = 35ºC = 308K ϕ1 = 80% ϕ2 = 8% Pv25ºC= 23,8mmHg Pv35ºC= 42,2mmHg Cálculo de la Pgs1 = Paire 1: Paire 1= Pgh1 - Pv25ºC ϕ1= 780mmHg – 23,8mmHg*0.8 Paire 1= 760,96mmHg Cálculo de la Pgs2 = Paire 2: Paire 2= 756,624mmHg Paire 2= Pgh2 - Pv35ºC ϕ2= 760mmHg – 42,2mmHg*0.08 Cálculo del volumen final:      ,∗ ∗   =   =    = V2= 1039,48 litros de aire 



 

∗,

Pregunta No. 4 Una garrafa de G.L.P (60% de propano, 39.9% de butano,0.1% de 1.3-butadieno) de 10 kg es adulterada con agua. a. Mediante análisis se sabe que existen 2,4092 x 1025 átomos de oxigeno. ¿Determinar que porcentaje másico del contenido de la garrafa ha sido adulterada? b. ¿Cuál es la masa (g) del hidrogeno en la garrafa? Solución a. Cuantos kilogramos de G.L.P han sido sustituidos Cuantos gramos de agua hay en 1,2046 x 1025 átomos de oxigeno 2,4092x10 atomos Ox

1 at − g de O 1 mol − g de H O 18 g de H O x x =     6,023x10 atomos O 1 at − g de O 1 mol − g de H O

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10kg de GLP=== 100% 0,72kg agua === X X = 7,2% b. El hidrogeno se debe al propano, al butano, al 1,3butadieno y al agua i. Hidrogeno debido al agua 2    720    = 80    18   ii. Hidrogeno debido al propano 92,8kg GLP 60 kg C H 8 kg de H 1000g H 10 kg GLPx = 1012,4 g de H x x x 100kg GLP 100kg GLP 44 kg C H 1 kg de H iii. Hidrogeno debido al butano 92,8 kg GLP 39,9 kg C H 10 kg de H 1000g H 10 kg GLPx = 638,4 g de H x x x 100kg GLP 58 kg C H 1 kg de H 100kg GLP iv. Hidrogeno debido al 1,3-butadieno 92,8 kg GLP 0,1 kg C H 6 kg de H 1000g H 10 kg GLPx = 1,03 g de H x x x 100kg GLP 100kg GLP 54 kg C H 1 kg de H El contenido de hidrogeno en la garrafa 80    + 1012,4 g de H + 638,4 g de H + 1,03 g de H = ,    

Pregunta No. 5 Se dispone de la siguiente reacción: Ortofosfato de magnesio + Anhidrido Silícico + Carbono produce Metasilicato de magnesio + Monóxido de carbono + P 4 a) Si se tiene 1 libra de Ortofosfato de magnesio, 1 libra de anhídrido silícico y 1 libra de carbono cual es el reactivo limitante?, b) cuantos kilogramos de fósforo se obtendrán si el rendimiento de la reacción es del 60% Solución Mg3(PO4)2 + SiO2 + C

MgSiO3 + CO + P4

16 C + 4 PO4-3

P4 + 16 CO +12 e-

2e- + CO + SiO2

SiO3-2 + C-

16 C + 4 PO4-3

P4 + 16 CO +12 e-

12e- + 6 CO + 6 SiO2

6 SiO3-2 + 6 C -

// *6

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4 PO4-3 + 6 SiO2 + 10 C

6 SiO3-2 + 10 CO + P4

Por lo tanto la ecuación igualada es. 2 Mg3(PO4)2 + 6 SiO2 +10 C

6 MgSiO3 +10 CO + P4

a) Calculamos los pesos moleculares de las sustancias Mg3(PO4)2 = 262.9 SiO2 = 60,

C = 12, MgSiO3 = 100.3,

CO = 28, P4 = 124

Para la ecuación igualada considerando los coeficientes: 72.9 Mg3(PO4)2 = 2·262.9 = 525.8, SiO2 = 6·60 = 360, C = 10·12 = 120, MgSiO3 = 6·100.3 = 601.8, = 10·28 = 280, P4 = 124

CO

Realizamos las comparaciones respecto al carbono

1 lb fosfato 

120 lbC  0.228 lbC; 525.8 lb fofato

1 lb sílice 

120 lbC  0.333 lbC 360 lb sílice

Como se observa el carbono está en exceso y el Reactivo limitante es el ortofosfato de magnesio pues requiere menor cantidad de Carbono, entonces los cálculos se basan en el fosfato de magnesio:

1 libra fosfato 

124 libras Fósforo 0.454 kg Fósforo   0.6  0.0642 kg P4  64.2 g P4 525.8 libras fosfato 1 libra Fósforo

Se obtienen 0,0642 kilogramos o 64.2 g de fósforo Pesos Atomicos Mg=24, P=31, O=16, Si=28, C=12, H=1 (UMA)...