Problemas de exámenes de Cinética | Tema 3. Métodos experimentales

Cada problema consta de tres apartados. Para ver las soluciones pulsar el enlace del primer apartado.

2022

1. La 4-hidroxi-4-metil-2-pentanona (HMP) experimenta en medio alcalino una descomposición irreversible que produce dos moléculas de acetona (A), siendo esta reacción de orden 1. Se prepara una disolución 0,080 M del compuesto a 18 ^oC y se sigue la cinética de la descomposición por dilatometría, es decir, midiendo el cambio de volumen de la disolución conforme transcurre la reacción, cambio que es directamente proporcional tanto a la concentración del reactivo como a la del producto. El cambio de volumen se aprecia porque va variando con el tiempo la altura del líquido en un capilar que está conectado al recipiente donde se realiza la reacción. Las medidas se dan en la siguiente tabla.

¿Cuál de las siguientes expresiones relaciona aproximadamente la altura medida en el capilar (h) con las concentraciones [HMP] y/o [A]?

2. ¿Cuánto vale la constante cinética de la reacción?

(A). 2,1·10^–5 s^–1
(B). 3,3·10^–5 s^–1
(C). 1,1·10^–3 s^–1
(D). El valor que se obtiene difiere mucho de los dados en las otras respuestas.

3. ¿Cuánto tiempo tiene que transcurrir para que la altura del capilar baje a 50,735 mm (que es la posición central entre la altura inicial y la final)?

(A). 21831 s
(B). 22345 s
(C). 23021 s
(D). El tiempo de semivida de la reacción

1. Se hidrolizó una cierta cantidad de acetato de metilo en disolución acuosa acidulada con HCl 0,05 mol dm^–3 a 25 °C. Extraídas muestras de 25 cm³ de la mezcla reaccionante cada cierto tiempo t y valoradas con disolución de NaOH, los volúmenes de base requeridos para la neutralización en función de t fueron los siguientes:

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

(A). La concentración del éster es proporcional a V_∞ – V_t para cualquier valor de t.
(B). La reacción produce CH₃COOH y CH₃OH.
(C). El ácido clorhídrico se añade para que sus protones funcionen como catalizadores.
(D). Lo más probable es que el orden observado de la reacción sea 2 porque los reactivos son CH₃COOCH₃ y H₂O.

2. Calcular la constante de velocidad observada en las unidades (mol^–1 dm³)^m s^–1 que le correspondan según el orden de la reacción.

(A). Aprox. 5,4·10^–5
(B). Aprox. 1·10^–3
(C). Aprox. 6,2·10^–2
(D). Aprox. 3,7

3. ¿Cuánto tiempo tiene que pasar para que la concentración de CH₃COOH sea un cuarto de su concentración final? (Redondear el resultado a medias horas y horas completas).

(A). Aprox. 7 horas
(B). Aprox. 3,5 horas
(C). Aprox. 2,5 horas
(D). Aprox. 1,5 horas

2021

1. Para una reacción A(g) → B(g) + C(g), que sigue una cinética de orden 2 y que se lleva a cabo en un recipiente cerrado a 300 K, la presión total varía de 600 mmHg a 663 mmHg en 33 minutos. Inicialmente en el recipiente solo existe el gas A. Calcular la constante de velocidad aproximada en L mol^–1 min^–1.

(A). 4,8·10^–6 L mol^–1 min^–1
(B). 5,9·10^–6 L mol^–1 min^–1
(C). 0,11 L mol^–1 min^–1
(D). El valor que se obtiene difiere en más de un 10% de todos los anteriores.

2. Calcular la presión total al cabo de 1 hora.

(A). 495 mmHg
(B). 705 mmHg
(C). 3,7 atm
(D). El valor que se obtiene difiere en más de un 10% de todos los anteriores.

3. ¿Cuánto tiempo tiene que pasar para que la concentración de A se reduzca a la mitad?

(A). Cerca de 1 s
(B). Unos 12 min
(C). Unas 4,7 h
(D). El valor que se obtiene difiere en más de un 10% de todos los anteriores.

2019

1. Se ha estudiado la reacción de isomerización del cloruro de bis (etilendiammina) diclorocobalto(III) en metanol por espectrofotometría visible aprovechando el hecho de que a 540 nm el isómero cis (que llamaremos C) presenta una fuerte absorción, mientras que el isómero trans apenas absorbe. Se han medido las absorbancias de la mezcla conforme avanza el tiempo:

¿Dentro de qué intervalo de los siguientes se encuentra el valor de la constante de velocidad?

(A). (8,8 ± 1)·10^-5 s^-1
(B). (5,3 ± 1)·10^-3 s^-1
(C). (3,2 ± 1)·10^-1 s^-1
(D). Ninguno de los otros intervalos

2. ¿Cuánto vale el tiempo de semivida de esta reacción?

(A). Aproximadamente 2,65·10^-3 s^-1
(B). Unos 140 s
(C). Unos 131 min
(D). Unas 26,3 horas

3. ¿Cuánto queda del isómero cis cuando la absorbancia de la mezcla es 0,011?

(A). Entre el 0 y el 10 %
(B). Entre el 10,01 y el 25 %
(C). Entre el 25,01 y el 45 %
(D). Entre el 45,01 y el 70 %