ejercicios de quimica IV resueltos-47

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EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA II 139 SEPTIEMBRE 2008 
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Las fuerzas intermoleculares, llamadas también fuerzas de van der Waals, 
se diferencian dependiendo de la polaridad que presenten las moléculas: 
• Entre moléculas no polares, se puede originar un dipolo transitorio 
debido al desplazamiento también transitorio de los electrones en la 
molécula. Estas fuerzas de atracción entre moléculas son muy débiles y 
se denominan fuerzas de London. 
• Entre moléculas polares, sin embargo, se da la atracción entre el polo 
positivo de una de ellas y el negativo de la otra. Esta fuerza de 
atracción, denominada dipolo-dipolo, es más intensa cuanto mayor sea 
la polarización de las moléculas. 
• Un caso concreto de fuerzas dipolo-dipolo, es aquel en el que uno de los 
átomos que forma la molécula es el hidrógeno, y el otro es un elemento 
con una electronegatividad muy elevada y de pequeño tamaño atómico 
(como el flúor, oxígeno o nitrógeno). En este caso, se crean unas fuerzas 
características más intensas que las típicas fuerzas dipolo-dipolo 
denominadas uniones o fuerzas por puente de hidrógeno. 
 
En la siguiente tabla se resumen los tipos de fuerzas intra e intermolecular 
para cada compuesto: 
 
 
En la molécula de agua (H2O) un átomo de oxígeno se encuentra unido 
mediante enlace covalente a dos átomos de hidrógeno. La diferencia de 
electronegatividades entre el oxígeno y el hidrógeno da lugar a dos enlaces 
covalentes polares. Debido a dicha elevada polaridad de los enlaces 
moleculares, y al pequeño tamaño del átomo de hidrógeno, entre moléculas 
se forman unas fuerzas de van der Waals características denominadas 
puentes de hidrógeno. 
En la molécula de cloro dos átomos de cloro se unen mediante el enlace 
covalente para dar la molécula Cl2. A su vez, las moléculas de Cl2 son 
Compuesto Fuerza intramolecular Fuerza intermolecular 
Agua Covalente (molécula polar) 
van der Waals 
(puentes de hidrógeno) 
Cloro Covalente (molécula no polar) 
van der Waals 
(London) 
Metano Covalente (molécula no polar) 
van der Waals 
(London) 
140 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 2 
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apolares (no presentan polaridad), de manera que las fuerzas entre ellas son 
fuerzas Van der Waals tipo London. 
En la molécula de metano (CH4) un átomo de carbono se encuentra unido 
mediante enlaces covalentes polares a cuatro átomos de hidrógeno. La 
geometría tetraédrica de la molécula de metano hace que los dipolos se 
anulen, haciendo que la molécula sea apolar. Por tanto, las fuerzas 
intermoleculares son tipo London. 
 
 
 
2.- a) ¿Qué es una aleación? Especifica cuáles son los tipos de aleación 
más importantes. 
b) Obtención del hierro en el alto horno. 
 
 
Resolución 
 
a) Véase el apartado b) del ejercicio 2 del examen de junio de 2007. 
 
b) Véase el apartado b) del ejercicio 2 del examen de septiembre de 2007. 
 
 
 
3.- a) Explicar el proceso Haber para la obtención de amoniaco. 
b) Explica el proceso de obtención de ácido sulfúrico. 
 
 
Resolución 
 
a) Véase el apartado a) del ejercicio 3 del examen de junio de 2007. 
 
b) En la técnica de contacto de producción de ácido sulfúrico utiliza como 
materia prima el SO2. El proceso implica tres etapas: una primera de 
obtención de SO2, una segunda de oxidación del anhídrido sulfuroso a 
anhídrido sulfúrico (SO3) y otra donde éste último se combina con agua 
para dar lugar al ácido sulfúrico. 
 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA II 141 SEPTIEMBRE 2008 
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1. Obtención de SO2 y posterior depuración de gases para eliminar aquellos 
componentes perjudiciales para el catalizador de la siguiente etapa. Dicha 
obtención proviene de la tostación de piritas o de la oxidación del azufre. 
2. Catálisis para sintetizar SO3 según reacción: 
 
SO2(g) + 1/2 O2(g) ↔ SO3(g) + Q 
 
Para lograr que esta reacción transcurra netamente de izquierda a derecha 
es necesario disminuir la temperatura, lo que conlleva el uso de 
catalizadores que aumenten la velocidad de reacción. También es 
importante utilizar un exceso de aire y aumentar la presión de operación. 
El aumento de presión no es viable económicamente, así que no se lleva a 
cabo, a pesar de aumentar el rendimiento de la reacción. 
3. Absorción del SO3 en agua según la reacción: 
 
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(ac) + Q 
 
Debido a que esta reacción transcurre de forma muy violenta y lenta, en 
lugar de tratar el SO3 directamente con agua se absorbe con H2SO4 
concentrado al 98% formando el llamado “oleum” constituido 
fundamentalmente por ácido pirosulfúrico (H2S2O7). 
 
SO3(g) + H2SO4(ac) → H2S2O7(ac) 
 
Finalmente, el H2SO4 se obtiene al diluir el H2S2O7 con agua. 
 
H2O(l) + H2S2O7(ac) →2 H2SO4(ac) 
 
 
 
4.- a) Dibujar y nombrar: 1. tres isómeros estructurales con fórmula 
molecular C3H8O. ¿Qué tipo de isómeros estructurales son?; 2. un 
compuesto que presente isomería óptica con esta fórmula molecular: 
C4H10O; 3. los isómeros cis y trans del 3,4-dimetil-3-hepteno. 
b) Explicar la hibridación de los orbitales del carbono del etino. ¿Qué tipo 
de uniones se dan (σ y π)?