El premio Nobel de Química del año 2024 fue concedido conjuntamente al investigador David Baker, por el diseño computacional de proteínas, y a los investigadores Demis Hassabis y John M. Jumper, por la predicción de la estructura de proteínas. Uno de los aminoácidos que forman parte de las proteínas de los seres vivos es la alanina. Estructura química de la alanina: ${\text{CH}}_3{\text{-CH(NH}}_2\text{)-COOH}$$\text{CH}_3\text{-CH(NH}_2\text{)-COOH}$.

2A. El ácido hipocloroso (HClO) es considerado un desinfectante muy potente y, por este motivo, es ampliamente utilizado para la desinfección en muchos centros sanitarios a raíz de la covid. Este ácido, muy soluble, se utiliza en disoluciones de concentración 0,05 M.

2B. La molécula de dicloro (${\text{Cl}}_2$$\text{Cl}_2$) en estado gaseoso es un compuesto de gran importancia en la industria química. Uno de los métodos de obtención de dicloro gaseoso es a partir de la oxidación de ácido clorhídrico (HCl) con ácido nítrico (${\text{HNO}}_3$$\text{HNO}_3$). Se obtienen, además de ${\text{Cl}}_2$$\text{Cl}_2$, ${\text{NO}}_2$$\text{NO}_2$ y agua.

3A. Considera las especies siguientes: Na, ${\text{CH}}_4$$\text{CH}_4$, KCl y ${\text{H}}_2\text{O}$$\text{H}_2\text{O}$.

Selecciona la especie química que:

a) presenta interacciones de van der Waals y es un gas a temperatura ambiente;

b) presenta una elevada conductividad eléctrica cuando se encuentra en estado sólido;

c) presenta interacciones tipo enlace de hidrógeno y se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente;

d) es buen conductor de la electricidad cuando se encuentra en disolución, pero es un muy mal conductor en estado sólido.

En todos los casos justifica, de manera razonada, la elección de la especie química seleccionada.

3B. Dados los iones ${\text{F}}^{-}$$\text{F}^-$ y ${\text{O}}^{2-}$$\text{O}^{2-}$, justifica si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas:

4A. El óxido de cobre (I) (${\text{Cu}}_2\text{O}$$\text{Cu}_2\text{O}$) fue la primera sustancia utilizada como semiconductor antes de la implantación de los derivados del silicio. Actualmente todavía tiene múltiples aplicaciones industriales como pigmento, fungicida, antiincrustante, etc. Este compuesto se puede obtener a partir de la descomposición del óxido de cobre (II) (CuO) mediante la siguiente reacción química ajustada:

$$4$$\text{ CuO (s)} \rightleftharpoons 2\text{ Cu}_2\text{O (s)} + \text{O}_2\text{ (g)} \quad \Delta H^0 < 0

En un recipiente, inicialmente vacío, de 2 L de capacidad, se introducen 4,90 g de CuO y se calienta a una temperatura de 1025 °C; cuando se alcanza el equilibrio químico, la presión total dentro del recipiente es de 0,5 atm.

4B. Formula los compuestos siguientes y analiza la isomería entre pares de compuestos orgánicos.

5A. El metanol (${\text{CH}}_3\text{OH}$$\text{CH}_3\text{OH}$), además de ser empleado para la síntesis de otros compuestos químicos, se utiliza principalmente para elaborar combustibles, disolventes y anticongelantes. El metanol se puede obtener industrialmente a partir de CO y H₂, mediante el proceso químico siguiente:

$$\text{CO (g)}+2{\text{H}}_2\text{ (g)}\to {\text{CH}}_3\text{OH (g)}$$$\text{CO (g)} + 2\text{H}_2\text{ (g)} \rightarrow \text{CH}_3\text{OH (g)}$

Considerando las reacciones químicas siguientes:

i) $\text{CO (g)}+\frac{1}{2}{\text{O}}_2\text{ (g)}\to {\text{CO}}_2\text{ (g)}$$\text{CO (g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2\text{ (g)} \rightarrow \text{CO}_2\text{ (g)}$ $\quad \Delta H_i^0 = -283{,}0$ kJ mol⁻¹

ii) ${\text{CH}}_3\text{OH (g)}+\frac{3}{2}{\text{O}}_2\text{ (g)}\to {\text{CO}}_2\text{ (g)}+2{\text{H}}_2\text{O (g)}$$\text{CH}_3\text{OH (g)} + \frac{3}{2}\text{O}_2\text{ (g)} \rightarrow \text{CO}_2\text{ (g)} + 2\text{H}_2\text{O (g)}$ $\quad \Delta H_{ii}^0 = -764{,}4$ kJ mol⁻¹

iii) ${\text{H}}_2\text{ (g)}+\frac{1}{2}{\text{O}}_2\text{ (g)}\to {\text{H}}_2\text{O (g)}$$\text{H}_2\text{ (g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2\text{ (g)} \rightarrow \text{H}_2\text{O (g)}$ $\quad \Delta H_{iii}^0 = -285{,}8$ kJ mol⁻¹

5B. El dióxido de azufre (${\text{SO}}_2$$\text{SO}_2$) se origina principalmente durante la combustión de combustibles fósiles que contienen azufre, y también se puede producir a partir de la descomposición del trióxido de azufre (${\text{SO}}_3$$\text{SO}_3$) según la siguiente reacción química ajustada:

$${\text{SO}}_3\text{ (g)}\rightleftharpoons {\text{SO}}_2\text{ (g)}+\frac{1}{2}{\text{O}}_2\text{ (g)}$$$\text{SO}_3\text{ (g)} \rightleftharpoons \text{SO}_2\text{ (g)} + \tfrac{1}{2}\text{O}_2\text{ (g)}$

Datos: Entalpías estándar de formación a 298 K: $\Delta H_f^0($$\text{SO}_3, \text{g}) = -395{,}2$ kJ mol⁻¹; $\Delta H_f^0($$\text{SO}_2, \text{g}) = -296{,}1$ kJ mol⁻¹