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Viernes 12 de noviembre de 2010 (mañana)
químicaNiVEL mEDiOPRuEBa 3
INSTruCCIoNES PArA loS AluMNoS
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1 hora
Número de convocatoria del alumno
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© International Baccalaureate organization 2010
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Opción A — Química analítica moderna
A1. Losquímicosdisponendeunaampliavariedaddetécnicasanalíticas.
(a) Indiquedosrazonesporlasqueelusodelastécnicasdelaquímicaanalíticaesimportanteenlasociedadactual.
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[1]
(b) Identifiquequétécnicaanalíticaseusafrecuentementepara
(i) separarunamezcladeazúcares.
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[1]
(ii) ladataciónisotópicacon14C.
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[1]
(iii) escanearelcuerpohumanoconelpropósitodedetectarenfermedadescomocánceryesclerosismúltiple.
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A2. Laespectroscopíainfrarroja(IR)esunatécnicausadaampliamenteenquímicaanalítica.
(a) Describalosprincipiosoperativosdeunespectrómetroinfrarrojo(IR)dedoblehaz.
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(b) Explique qué sucede a nivel molecular cuando el dióxido de carbono, CO2, absorberadiaciónIR.
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(Pregunta A2: continuación)
(c) AcontinuaciónsedanelespectroIR,elespectrodemasasyelespectrode1HRMNdeuncompuestodesconocido,X,defórmulamolecularC3H6O2.
100
50
0
EspectroIRTransm
itancia%
A
B
C
4000 3000 2000 1500 1000 500Númerodeonda/cm–1
Espectrodemasas
Intensidadrelativa
100
80
60
40
20
010 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
m/z
Espectrode1HRMN
1
2
3
12 10 8 6 4 2 0 –2Desplazamientoquímico/ppm
[Fuente:SDBSWeb:http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/(NationalInstituteofAdvancedIndustrialScienceandTechnology)]
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(Pregunta A2: continuación)
(i) IdentifiquelosenlacesresponsablesdelospicosA,ByCdelespectroIRdeX.
A: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C: .............................................................
[2]
(ii) Del espectro demasas deX, deduzca a qué iones corresponden los valores dem/z74,45y29.
m/z= 74: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
m/z= 45: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
m/z= 29: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
[3]
(iii) Identifiqueelpicoa11,73ppmdelespectrode1HRMN.
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[1]
(iv) DeduzcalaestructuradeX. [1]
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A3. De acuerdo con las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS),laconcentraciónmáximadecationesplomo(II),Pb2+(aq),permitidaenelaguapotableesde0,001mgdm–3.Seanalizóelaguadelgrifodeunedificiousandoespectroscopíadeabsorciónatómica(AA)paradeterminarlaconcentracióndePb2+(aq).SecalibróunespectrómetrodeAAobteniéndoselossiguientesresultados.
[Pb2+(aq)] / mg dm–3 Absorbancia
0,25 0,110
0,50 0,220
0,75 0,340
1,00 0,450
1,25 0,560
Muestra 0,170
Dibujelacurvadecalibraciónydeterminesielaguaestáonoestádentrodelaconcentraciónmáximapermitidadecationesplomo(II)recomendadaporlaOMS. [3]
Absorbancia
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
00 0,50 1,00
[Pb2+(aq)]/mgdm–3
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Opción B — Bioquímica humana
B1. Losalimentoscomoelarroz,elpanylaspatatassonricosenhidratosdecarbono.Haytrestiposprincipalesdehidratosdecarbono–monosacáridos,disacáridosypolisacáridos.
(a) Laglucosa,C6H12O6,esunmonosacárido.Cuandoseprodujolacombustióncompletade0,85gdeglucosaenuncalorímetro,latemperaturade200,10gdeaguaseelevódesde20,20 °C hasta27,55 °C .CalculeelvalorcalóricodelaglucosaenJg–1.
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[3]
(b) (i) Dibujelaestructuralinealdelaglucosa. [1]
(ii) Dibujelafórmulaestructuraldelaα-glucosa. [1]
(iii) Distingaentrelasestructurasdelaα-ylaβ-glucosa.
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(Pregunta B1: continuación)
(iv) Dos moléculas de α-glucosa se condensan para formar el disacárido maltosa.Deduzcalaestructuradelamaltosa. [1]
(c) Unadelasprincipalesfuncionesdeloshidratosdecarbonoenelcuerpohumanoesladeserfuentedeenergía.Indiqueunafuncióndiferentedeunhidratodecarbono.
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[1]
B2. (a) ElácidolinoleicoesunácidograsoesencialcuyafórmulasedaenlaTabla22delCuadernillodeDatos.Determinelamasadeyodo,I2,quereaccionacon100gdeácidolinoleico.
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[3]
(b) Lasgrasas,comolamantequilla,sontriglicéridossólidos.Expliqueporquélasgrasastienenmayorvalorcalóricoqueloshidratosdecarbono.
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[1]
(c) LafórmuladelácidoesteáricotambiénsedaenlaTabla22delCuadernillodeDatos.Explique por qué el punto de fusión del ácido linoleico es menor que el del ácidoesteárico.
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B3. Las hormonas esteroides como el estradiol, la progesterona y la testosterona tienenunaestructuracomún.
(a) Indiqueelsignificadodeltérminohormona.
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[1]
(b) EnlaTabla21delCuadernillodeDatossedanlasestructurasdelestradiol,laprogesteronaylatestosterona.
(i) Indique los nombres de dos grupos funcionales diferentes presentes enlaprogesteronaperoausentesenelestradiol.
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[2]
(ii) Deduzcaelnúmerodeátomosdehidrógenounidosdirectamentealosátomosdecarbonocomopartedelesqueletoesteroideodelaprogesterona.
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[1]
(c) Las hormonas masculinas esteroides se pueden describir como andrógenos.Latestosteronaesunadeesashormonas.Indiquedosusosmédicosdelatestosteronacomounesteroide.
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Véase al dorso
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Opción C — Química en la industria y la tecnología
C1. “Elpetróleonosedeberíausarcomofuentedeenergíaporquetieneusosmásimportantes.” Sugiera dos razones a favor del uso continuo del petróleo como fuente de energía, y dosencontra.
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C2. Elcraqueotérmico,elcraqueocatalíticoyelcraqueoalvaporseusanparaconvertirmoléculasdealcanoenmoléculasmáspequeñas.Identifiqueunodelostrestiposdecraqueoqueseusapararomperunamoléculadehexano,C6H14,enpropanoyunamoléculadealqueno,eindiquelaecuaciónqueseproduce.
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C3. Enañosrecientessehanrealizadodesarrollossorprendenteseneláreadelananotecnología.
(a) Definaeltérminonanotecnología,eindiqueporquéesdeinterésparalosquímicos.
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(b) Losnanotubosdecarbonosepuedenutilizarparaobtenercatalizadores de diseño.
(i) Describalaestructuradelosnanotubosdecarbono.
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(ii) Indiqueunapropiedadfísicadelosnanotubosdecarbono.
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(c) Sugieradospreocupacionesacercadelusodelananotecnología.
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Véase al dorso
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C4. (a) Indique las semiecuaciones que representan las reacciones que se producen enelelectrodonegativo(ánodo)yenelelectrodopositivo(cátodo)enunapiladecombustiblehidrógeno-oxígenoalcalina.
Electrodonegativo(ánodo):
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Electrodopositivo(cátodo):
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[2]
(b) Enuntipodiferentedepilaseproducelasiguientesemiecuación.
Li polímero MnO s e LiMnO s2 2+ −+ + →( ) ( ) ( )
Identifiqueestetipodepila.
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(c) Las pilas de combustible y las baterías recargables brindan un gran potencial paraelfuturo.Compareestasdosfuentesdeenergía.
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(d) Sugieradosproblemasasociadosalusodegashidrógenoenunapiladecombustible.
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Opción D — Medicinas y drogas
D1. Ladispepsia,comúnmenteconocidacomoindigestión,sedebealexcesodeácidoenelestómagoysepuedetratarconantiácidos.
(a) Indiqueelnombredelácidoqueseencuentraenlosjugosgástricosdelestómago.
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(b) El hidróxido de aluminio y el carbonato de calcio son dos ejemplos de antiácidos.Indiquelasecuacionesparamostrarlaaccióndecadaantiácido.
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(c) Losmedicamentosantiácidosgeneralmentecontienenalginatosyagentesantiespumantes.
(i) Expliquebrevementedequéformalosalginatosprevienenelardor.
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(ii) Expliqueporquéseañadenagentesantiespumanteseindiqueunejemplo.
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Véase al dorso
N10/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX
D2. (a) Laaspirinayelparacetamol(acetaminofeno)sondosejemplosdeanalgésicossuaves.Elparacetamolseusaconfrecuenciacomoalternativaalaaspirina.Indiqueunaventajayunadesventajadeusarparacetamol.
Ventaja:
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Desventaja:
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(b) Lamorfina, la codeínay ladiamorfina (heroína) son ejemplosde analgésicos fuertes.SusestructurassemuestranenlaTabla20delCuadernillodeDatos.
(i) Identifiquedosgruposfuncionalesqueesténpresentesenlostresanalgésicos.
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(ii) Identifique un grupo funcional que esté presente en la morfina, pero no enladiamorfina.
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(iii) Indiqueelnombredeltipodereacciónquímicaqueseusaparaconvertirmorfinaendiamorfina.
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D3. El SIDA (síndromede inmunodeficiencia adquirida) ha ocasionadomillones demuertes enelmundodesdesudescubrimientoen1981.ElcontrolytratamientodelVIHsecomplicadebidoalelevadopreciodelosagentesanti-retroviralesyacuestionessocioculturales.Discutaunadificultadsocioculturalqueenfrentalasociedadactualpararesolveresteproblemaglobal.
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D4. (a) Indiqueunadiferenciaentrevirusybacterias.
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(b) Discutatresmétodospor losquelasactividadesde lossereshumanoshanprovocadounaumentodelaresistenciadelaspoblacionesbacterianasalapenicilina.
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Véase al dorso
N10/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX
Opción E — Química ambiental
E1. Losvehículosamotorsonconvenientesperoproducencontaminación.
(a) Enumere tres contaminantes, distintos del dióxido de carbono, que se producen enelmotordecombustióndelosautomóviles.
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[3]
(b) La contaminación se puede disminuir usando un convertidor catalítico. Indiqueunaecuaciónquerepresenteunareacciónqueseproduceenunconvertidorcatalítico.
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[1]
(c) Paralostrescontaminantesqueenumeróenelapartado(a),describaelefectocontaminantedecadauno.Sehadadounejemplo. [3]
Contaminante Efecto
Dióxido de carbono Contribuye al calentamiento global
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E2. Lacalidaddelaguasepuedeverafectadaporlacontaminacióntérmica.Indiqueunafuenteimportantedeestacontaminaciónydiscutasuefectosobrelospeces.
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E3. Unadelasprincipalescausasdeladegradacióndelsueloesladesaparicióndelosnutrientes.
(a) (i) Indiquequéentiendeporeltérminonutriente cuandoserefiereasuelos.
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(ii) Explique cómo la agricultura extrae nutrientes del suelo y cómo se los puedereemplazar.
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(b) Losconstituyentesorgánicosdelsuelosonimportantes.Indiqueeltérminoquímicoqueseusaparadescribirlos,yexpliquecómoafectanlacalidadfísicadelsuelo.
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Véase al dorso
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E4. Losresiduosradiactivossedebeneliminarconcuidado.
(a) Indiqueelsignificadodeltérminoresiduoradiactivodealta intensidad.
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(b) (i) Expliqueporquélosresiduosradiactivosdealtaintensidadnosedeberíanevacuarenvertederosnisometerseaincineración.
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(ii) Indique el nombredeunmétodoque seusepara la evacuaciónde los residuosradiactivos de alta intensidad y explique por qué tal método es mejor quelosvertederosylaincineración.
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Opción F — Química de los alimentos
F1. (a) Enumerecuatrofactoresimportantesqueprovoqueneldeteriorodelosalimentos.
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(b) Describalarancidezdelasgrasas.
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Véase al dorso
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F2. (a) Distingaentreuncolorante alimentarioyunpigmento alimentario.
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(b) Elpigmentopresenteenlosarándanosesunaantocianina.
amarillo
verde
azul
violeta
rojo
naranja
(i) Haciendo referenciaa la ruedadecoloresdearriba, expliquecómoelpigmentopresenteenlosarándanosloshaceazules.
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(ii) Enumereotrasdosfrutasquecontengancantidadessignificativasdeantocianina(s).
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(iii) IndiquelacombinacióndepHytemperaturaqueproducelacoloraciónmásintensaenlasantocianinas.
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F3. Laspropiedadesdelcompuestoolestrasonsimilaresalasdelasgrasassaturadas.Seusaenmargarinasyproductosrelacionados,peroelintestinohumanonolodigiere.Estáhechoapartirdeundisacáridoquetienehastaochogruposácidograsounidosaél.
(a) (i) Explique qué característica de la estructura de la glicerina (1,2,3-propanotriol)permitequelasmoléculasdelosácidosgrasosseunanaellaparaformargrasas,eindiqueelnombredelareacciónqueseproduce.
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(ii) EnlaTabla21delCuadernillodeDatossedalaestructuradelalactosa,undisacáridotípico.Sugieraunarazónporlaquelosácidosgrasossepuedenuniraella.
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(b) Losácidosgrasospresentesenolestratienenmenorlongitudquelosqueseencuentranenlasgrasasqueseusanparacocinar.Sugieraunarazóndeello.
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F4. (a) Definaeltérminoalimento modificado genéticamente(AMG).
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(b) DiscutalosbeneficiosypreocupacionesdelusodelosalimentosMG.
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Véase al dorso
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Opción G — Química orgánica avanzada
G1. (a) Describalaestructuradelbenceno,C6H6.
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(b) Indiquedospruebasquesustentenestadescripción.
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[2]
G2. Dibujelafórmulaestructuraldelosprincipalesproductosorgánicos,AyB,queseformanenlassiguientesreacciones.
(a) CH CH CH CH HBr3 2 = + →2 A
A:
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(b) NO2
NO2
NH2N
H
CH3CH2COCH3 + H+ → B
B:
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G3. (a) Deduzca una ruta de reacción de dos etapas que se pueda utilizar para convertir1-bromopropanoenácidobutanoico.Dibujelafórmulaestructuraldelproductoorgánicoformadoencadaetapaeidentifiquelosreactivosinvolucrados. [4]
(b) Deduzca una ruta de reacción de dos etapas que se pueda utilizar para convertir2-propanolen1,2-dibromopropano.Dibujelafórmulaestructuraldelproductoorgánicoformadoencadaetapaeidentifiquelosreactivosinvolucrados. [4]
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G4. (a) Indiqueyexpliquecuáldelosdoscompuestos,fenoloetanol,eselácidomásfuerte.
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(b) Indique y explique cuál de los dos compuestos, ácido etanoico o ácido cloroacético,eselácidomásfuerte.
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