Cuestiones de exámenes de Cinética | Tema 3. Métodos experimentales

2023

Se está estudiando cinéticamente la reacción A + 2B → 2C + 3D en fase líquida por la técnica experimental del flujo continuo, que se ilustra en la siguiente imagen:

Si A y B se mezclan en las proporciones estequiométricas y la reacción es irreversible, solo una de las siguientes afirmaciones referidas al punto P es cierta:

(A). En P, la concentración de C será igual a 3/2 de la de D.
(B). En P, las concentraciones de los productos y los reactivos serán constantes con el tiempo.
(C). En P, la concentración de D será el triple que la inicial de A.
(D). Si la velocidad del flujo se mantiene constante, P es el punto en el que se hace la observación de la propiedad adecuada durante todo el experimento.

Una de las siguientes afirmaciones sobre los métodos de relajación en los estudios cinéticos es falsa:

(A). Para aplicar estos métodos la reacción debe ser reversible.
(B). Consisten en cambiar bruscamente una variable de la que dependa la posición del equilibrio y dejar que el sistema se relaje hasta una nueva posición de equilibrio distinta de la inicial.
(C). El mayor inconveniente es que se requiere relativamente bastante tiempo para la mezcla de los reactivos.
(D). En algunas reacciones en fase gaseosa el método del salto de presión no es efectivo.

Considérense estas dos reacciones y dígase si pueden ser adecuadas para su estudio por fotolisis de destello:

1) C₁₂H₂₂0₁₁ + H₂O → C₆H₁₂0₆ + C₆H₁₂0₆ (los productos son los isómeros glucosa y fructosa)
2) I· + I· → I₂ (reacción que se realiza en presencia de un tercer cuerpo).

(A). Sí, ambas.
(B). La 1, sí; la 2, no.
(C). La 1, no; la 2, sí.
(D). No, ninguna.

2022

 Sobre el método de relajación por salto de temperatura, solo una de las siguientes proposiciones es cierta:

(A). Se puede hacer descargando un condensador para que T aumente unos 1000 grados en 1 μs.
(B). Se emplea principalmente en reacciones en fase gaseosa.
(C). El calentamiento se puede hacer por microondas, pero la temperatura se eleva muy poco (aprox. 1 grado).
(D). No se puede conseguir aumentar la temperatura si la disolución no es conductora.

Supóngase la reacción de descomposición irreversible en disolución B → C en la que solo la especie C absorbe radiación UV a cierta longitud de onda, pero B no absorbe, ni tampoco el disolvente. Supóngase que se cumple la ley de Beer. Si llamamos A_t a la absorbancia medida en cualquier momento, A₀ a la absorbancia al principio de la reacción y A_∞ a la absorbancia cuando se puede dar por concluida la reacción, ¿cuál de las expresiones que se dan en las siguientes respuestas es válida?

(A). A_∞ – A_t = [C]₀ – [C]_t
(B). A_t – A₀ = [C]_t – [C]₀
(C). A_∞ / (A_∞ – A_t) = [B]₀ / [B]_t
(D). A_t / A₀ = [B]_t / [B]₀

Solo una de las siguientes afirmaciones es cierta:

(A). Las reacciones en las que los reactivos están marcados con isótopos radiactivos son extremadamente lentas.
(B). Las reacciones con velocidad tan baja como 10^–12 dm³ mol^–1 s^–1 tienen periodos de semirreacción del orden de 10⁵ años.
(C). En un sistema de flujo continuo de 100 cm/s, la observación a una distancia de 10 cm del punto en que se mezclan los reactivos permite estudiar la composición del sistema a los 100 ms del inicio de la reacción.
(D). Uno de los métodos de flujo retenido más rápidos que existen es el de la fotolisis de flash.

2021

Para seguir la cinética de disociación en fase gaseosa 2 N₂O₅(g) ⟶ 4 NO₂(g) + O₂ (g) se va midiendo la presión en el interior del reactor (de volumen constante). Si la presión inicial, cuando solo había N₂O₅, es p₀, ¿cuál será la presión en cualquier momento en función del número inicial de moles de N₂O₅, n, y el grado de disociación, α?

(A). n(1 + (3/2)α)p₀
(B). (n + αp₀
(C). (1 + (3/2)α)p₀
(D). 2(n + α)p₀

Considérese la hidrólisis en medio alcalino del acetato de etilo: CH₃CO₂Et + NaOH → CH₃CO₂Na + EtOH. ¿Por cuál de las siguientes técnicas no se puede seguir cinéticamente esta reacción?

(A). Potenciometría
(B). Espectrometría infrarroja
(C). Polarimetría
(D). Conductimetría

En el estudio de una reacción en fase líquida por dilatometría, si se produce un cambio de volumen que se mide mediante la altura h alcanzada por el líquido en un capilar cilíndrico conectado al recipiente en el que se produce la reacción, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

(A). El cambio de volumen V_∞ – V₀ multiplicado por el radio del capilar será igual a h_∞ – h₀.
(B). Se cumplirá la relación (V_∞ – V₀) (h – h_∞) = (V_∞ – V) (h₀ – h_∞).
(C). El estudio tiene que hacerse en fase gaseosa, ya que el cambio de volumen de los líquidos es despreciable.
(D). Para evitar interpretaciones erróneas, la temperatura debe ir variando con el tiempo de forma lineal.

2020

La hidrólisis de un éster conduce al ácido y al alcohol correspondientes. Se ha seguido la hidrólisis del acetato de etilo con hidróxido sódico por conductimetría, recogiéndose la siguiente tabla de datos:

¿Por qué la conductividad va disminuyendo con el progreso de la reacción?

(A). Porque uno de los productos tiene carga positiva.
(B). Porque la velocidad de la reacción va disminuyendo.
(C). Porque los iones acetato tienen menos conductividad que los hidróxidos.
(D). Porque el sistema va evolucionando hacia el equilibrio.

En una de las siguientes reacciones, la técnica que se menciona para hacer el estudio cinético no es adecuada.

(A). Hidrólisis básica del acetato de metilo ⟶ Conductimetría
(B). Hidrólisis ácida de la sacarosa ⟶ Polarimetría
(C). Polimerización de estireno en fase líquida ⟶ Dilatometría
(D). Formación de HBr(g) a partir de sus elementos en estado gaseoso ⟶ Cambios de presión

De las siguientes técnicas, ¿cuál permitiría, en general, estudiar cinéticas con tiempos de vida más cortos?

(A). Pulsos intensos de temperatura
(B). Ondas de altas presiones
(C). Aplicación de fuertes campos eléctricos
(D). Fotolisis de destello láser

2019

Para seguir la cinética de la hidrólisis de una determinada sustancia R ópticamente activa según la reacción R+H₂O → P+Q se puede aplicar la polarimetría. Si llamamos c_o a la concentración inicial de la sustancia; c a su concentración cuando ha pasado un tiempo t; y α₀, α y α_∞ a los ángulos de rotación inicial, para un tiempo t y final, respectivamente, la relación que liga a estas variables es:

(A). c₀ / c = (α₀ – α) / α 
(B). (c₀ – c) / c = (α₀ – α) / α_∞
(C). c₀ / c = (α₀ – α_∞) / (α – α_∞)
(D). c₀ = α₀ – α_∞  ;      c = α – α_∞

Solo una de las siguientes afirmaciones sobre la técnica de flujo continuo para el estudio de cinéticas es correcta:

(A). La concentración de los reactivos a distintos tiempos se puede conocer haciendo medidas a diferentes distancias de la cámara de mezclado manteniendo la velocidad de flujo constante.
(B). Tiene la ventaja de que se pueden estudiar reacciones cuyo periodo de vida media es del orden del microsegundo.
(C). En cada experimento se consume muy poca cantidad de reactivos porque estos van recirculando.
(D). No es imprescindible mantener un régimen estacionario en el tubo de observación.

En el contexto de las técnicas experimentales para el estudio de la cinética de las reacciones químicas, ¿qué representa la siguiente figura?

(A). Esquema para estudiar la cinética de la reacción por potenciometría.
(B). Esquema para hacer estudios por el método de relajación basado en la aplicación de campos eléctricos instantáneos de elevada intensidad.
(C). Es un sistema de fotolisis de destello.
(D). Es un sistema de flujo continuo.