PAU XUÑO 2014 QUÍMICA. Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con 2 puntos. OPCIÓN A

Transcript

1 PAU Código: 27 XUÑO 2014 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con 2 puntos. OPCIÓN A Dados os seguintes elementos: B, O, C e F, ordéneos en orde crecente segundo o primeiro potencial de ionización. Razoe a resposta Agrupe as especies que son isoelectrónicas: O², C, F, Na+, Ge²+, B, Zn. Razoe a resposta Formule: benceno, etanoato de metilo, 2-butanol e nomee: CH₃-CH₂-CH₂-CHO y CH₃-O-CH₃ Razoe o tipo de isomería que presenta o composto 2-hidroxipropanoico, de fórmula química: CH₃-CH(OH)- COOH. Sinale e indique o nome dos grupos funcionais que presenta Considere a seguinte reacción: Br₂(g) 2 Br(g). Cando 1,05 moles de Br₂ colócanse nun matraz de 0,980 L a unha temperatura de 1873 K disóciase o 1,20 % de Br₂. Calcule a constante de equilibrio K da reacción Calcule a masa de cobre que se pode obter ao reaccionar 200 ml de disolución de sulfato de cobre(ll) ao 20 % en peso e densidade 1,10 g ml ¹ co suficiente ferro, tendo en conta que na reacción tamén se produce sulfato de ferro(li) Sabendo que a 25 a K (BaSO₄) é 1,1 10 ¹⁰, determine a solubilidade do sal en g L ¹ Se 250 ml de BaCl₂ 0,0040 M engádense a 500 ml de K₂SO₄ 0,0080 M e supoñendo que os volumes son aditivos, indique se se formará precipitado ou non. 5. A 25 e empregando un eléctrodo de prata e outro de cinc, disolucións de Zn²+(1,0 M) e Ag+(1,0 M) e unha disolución de KNO₃ 2,0 M como ponte salina, constrúese no laboratorio a seguinte pila: Zn(s) Zn²+(aq) Ag+(aq) Ag(s). Datos: E (Zn²+/Zn) = -0,76 V e E (Ag+/Ag) = +0,80 V Escribir as semirreaccións que ocorren en cada eléctrodo e a ecuación da reacción iónica global, calculando tamén a forza electromotriz da pila Faga un debuxo-esquema detallado da pila, indique o ánodo e cátodo, e o sentido no que circulan os electróns, así como os ións da ponte salina. OPCIÓN B Considere o seguinte proceso en equilibrio: N₂F₄(g) 2 NF₂(g); H = 38,5 kj. Razoe que lle ocorre ao equilibrio si diminúese a presión da mestura de reacción a temperatura constante Especifique que orbitais híbridos utiliza o carbono no eteno (C₂H₄), así como o tipo de enlaces que se forman na molécula. Razoe a resposta. 2. Xustifique si estas afirmacións son correctas: 2.1. O produto da constante de ionización dun ácido e a constante de ionización da súa base conxugada é igual á constante do produto iónico do auga A presenza dun ión común diminúe a solubilidade dun sal lixeiramente soluble. 3. No laboratorio pódese preparar cloro gas facendo reaccionar permanganato do potasio sólido con ácido clorhídrico concentrado No transcurso desta reacción redox fórmase cloro, cloruro de manganeso(ll), cloruro de potasio e auga. Escriba e axuste a reacción molecular mediante o método do ión-electrón Calcule o volume de cloro gas, a 20 e 1 atm (101,3 kpa), que se obtén ao facer reaccionar 10 ml de ácido clorhídrico concentrado do 35,2 % en masa e densidade 1,175 g ml ¹ cun exceso de permanganato de potasio. Datos: R = 0,082 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹. 4. O nafaleno (C₁₀H₈) é un composto aromático sólido que se vende para combater a couza. A combustión completa deste composto para producir CO₂(g) e H₂O(l) a 25 e 1 atm (101,3 kpa) desprende 5154 kj mol ¹ Escriba as reaccións de formación do nafaleno e a reacción de combustión Calcule a entalpía estándar de formación do nafaleno e interprete o seu signo. Datos: H (CO₂(g)) = -393,5 kj mol ¹; H (H₂O(l)) = -285,8 kj mol ¹ Cantos ml dunha disolución de NaOH 0,610 M necesítanse para neutralizar 20,0 ml dunha disolución de H₂SO₄ 0,245 M? Indique a reacción que ten lugar e xustifique o ph no punto de equivalencia Nomee o material necesario e describa o procedemento experimental para levar a cabo a valoración.

2 Solucións OPCIÓN A 1.- a) Dados os seguintes elementos: B, O, C e F, ordénaos en orde crecente segundo o primeiro potencial de ionización. Razoa a resposta. b) Agrupa as especies que son isoelectrónicas: O², C, F, Na+, Ge²+, B, Zn. Razoa a resposta. a) A enerxía de ionización é a enerxía necesaria para arrincar o electrón máis externo a cada átomo dun mol de átomos dun elemento en fase gasosa e en estado fundamental. Corresponde á entalpía do proceso: A(g) A+(g) + e ΔH = I (= Enerxía de ionización) É unha propiedade periódica. Aumenta a medida que se avanza no período ata facerse máxima para os gases nobres, debido ao aumento da carga nuclear efectiva e a diminución do radio atómico. I(B) < I(C) < I(O) < I(F) b) As especies isoelectrónicas son as que teñen o mesmo número de electróns. Para un átomo neutro, o número de electróns é igual ao número de protóns que se indica no número atómico. Os ións positivos perderon tantos electróns como indica a súa carga e os negativos gañaron electróns. Os números atómicos e número de electróns de cada especie móstrase na seguinte táboa: Especie O² C F Na+ Ge²+ B Zn Número atómico Número de electróns Por tanto son isoelectrónicos: Os ións óxido (O² ), fuoruro (F ) e sodio (Na+) con 10 electróns. O carbono (C) e o ión boruro(1-) (B ), con 6 electróns. O cinc (Zn) e o ión xermanio(ii) (Ge²+) con 30 electróns. 2.- a) Formula: benceno, etanoato de metilo, 2-butanol e nomea: CH₃-CH₂-CH₂-CHO y CH₃-O-CH₃. b) Razoa o tipo de isomería que presenta o composto 2-hidroxipropanoico, de fórmula química: CH₃- CH(OH)-COOH. Sinala e indica o nome dos grupos funcionais que presenta. Rta.: a) Benceno: ; etanoato de metilo: CH₃ COO CH₃; 2-butanol: CH₃ CHOH CH₂ CH₃ CH₃-CH₂-CH₂-CHO: butanal; CH₃-O-CH₃: dimetiléter (ou metoximetano). b) Isomería óptica (o carbono 2 é asimétrico). Grupo ácido COOH e grupo alcol OH. 3. a) Considera a seguinte reacción: Br₂(g) 2 Br(g). Cando 1,05 moles de Br₂ colócanse nun matraz de 0,980 dm³ a unha temperatura de 1873 K disóciase o 1,20 % de Br₂. Calcula a constante de equilibrio K da reacción. b) Calcula a masa de cobre que se pode obter ao reaccionar 200 ml de disolución de sulfato de cobre(ii) ao 20 % en peso e densidade 1,10 g/cm³ co suficiente ferro, tendo en conta que na reacción tamén se produce sulfato de ferro(ii). Rta.: a) K = 6,25 10 ⁴; b) m(cu) = 17,5 g Cu Datos Cifras signifcativas: 3 Gas: Volume V = 0,980 dm³ Temperatura Cantidade inicial de Br₂ T = 1873 K n₀(br₂) = 1,05 mol Br₂ Grao de disociación α = 1,20 % = 0,0120 Incógnitas Constante do equilibrio K K

3 Outros símbolos Cantidade de Br₂ que se ha disociado Ecuacións Concentración da substancia X Grao de disociación Constantes do equilibrio: a A + b B c C + d D n (Br₂) [X] =n(x) / V α = n d n 0 K c = [C] c d e [D] e b [ A] ea [ B] e A ecuación de disociación química do bromo é: Disociáronse: Br₂(g) 2 Br(g) n (Br₂) = α n₀(br₂) = 0,0120 1,05 [mol Br₂] = 0,01206 mol Br₂ disociados Pola estequiometría da reacción, as cantidades de bromo atómico formado e en equilibrio son: Br₂ 2 Br Cantidade inicial n₀ 1,05 0 mol Cantidade que reacciona ou se forma n 0, ,02502 mol Cantidade no equilibrio nₑ 1,05 0,01 = 1,04 0,02502 mol Concentración no equilibrio [X]ₑ 1,04 / 0,980 = 1,06 0,02507 mol/dm³ A expresión da constante de equilibrio en función das concentracións é: K c = [ Br] 2 e (0,0250 7)2 = =6, (concentracións en mol/dm³) [ Br 2 ] e 1,06 Datos Cifras signifcativas: 3 Disolución de sulfato de cobre(ii) : Volume V = 200 cm³ Riqueza r = 20,0 % = 0,200 Densidade ρ = 1,10 g/cm³ Masa molar: Sulfato de cobre(ii) M(CuSO₄) = 159,6 g/mol Incógnitas Masa de cobre Ecuacións Cobre Cantidade (número de moles) Concentración dunha disolución M(Cu) = 63,5 g/mol m(cu) n = m / M [soluto] =n(s) /V(D) a) A cantidade de sulfato de cobre(ii) que hai en 200 cm³ de disolución é: n(cuso 4 )=200 cm 3 D 1,10 g D 1 cm 3 D 20,0 g CuSO g D 1 mol CuSO 4 159,6 g CuSO 4 =0,276 mol CuSO 4

4 Da ecuación axustada: A cantidade do cobre que se obtén é a mesma: que corresponde a unha masa de: CuSO₄(aq)+ Fe(s) Cu(s) + FeSO₄(aq) m(cu)=0,276 mol Cu n(cu) = 0,276 mol Cu 63,5 g Cu =17,5 g Cu 1 mol Cu 4.- a) Sabendo que a 25 a K (BaSO₄) é 1,1 10 ¹⁰, determina a solubilidade do sal en g/dm³. b) Se 250 cm³ de BaCl₂ de concentración 0,0040 mol/dm³ engádense a 500 cm³ de K₂SO₄ de concentración 0,0080 mol/dm³ e supoñendo que os volumes son aditivos, indica se se formará precipitado ou non. Rta.: a) s = 2,4 10 ³ g/dm³; b) Si. 1,3 10 ³ 5,3 10 ³ > K Datos Cifras signifcativas: 2 Produto de solubilidade do BaSO₄ Volume disolución de BaCl₂ Volume disolución K₂SO₄ Concentración da disolución do BaCl₂ Concentración do K₂SO₄ Masa molar do sulfato de bario Incógnitas Solubilidade do sulfato de bario en g/dm³ s Se se formará precipitado Outros símbolos Solubilidade do sulfato de bario en mol/dm³ Ecuacións Concentración molar (mol/dm³) Produto de solubilidade do equilibrio: B Aₐ(s) b B β +(aq) + a A α (aq) Kₛ = 1,1 10 ¹⁰ V₁ = 250 cm³ = 0,25 dm³ V₂ = 500 cm³ = 0,50 dm³ [BaCl₂]₀ = 0,0040 mol/dm³ [K₂SO₄]₀ = 0,0080 mol/dm³ M(BaSO₄) = 233 g/mol Q s s = n / V = s / M Kₛ = [A α ]ᵃ [B β +]ᵇ a) O equilibrio de solubilidade é BaSO₄(s) Ba²+(aq) + SO₄² (aq) A constante de equilibrio Kₛ é: A solubilidade do sulfato de bario é que se pode expresar en g/dm³: BaSO₄ Ba²+ SO₄² Concentración no equilibrio [X]ₑ s s mol/dm³ Kₛ = [Ba²+]ₑ [SO₄² ]ₑ = s s = s² = 1,1 10 ¹⁰ s= K s = 1, =1, mol BaSO 4 / dm 3 D s'=1, mol BaSO 4 /dm 3 D 233 g BaSO 1 mol BaSO =2, g/dm 3 D

5 b) Os sales das disolucións están totalmente disociados. As concentracións iniciais dos ións son: BaCl₂(s) Ba²+(aq) + 2 Cl (aq) K₂SO₄(s) SO₄² (aq) + 2 K+(aq) [Ba²+]₀ = [BaCl₂]₀ = 0,0040 mol/dm³ [SO₄² ]₀ = [BaSO₄]₀ = 0,0080 mol/dm³ Ao mesturar ambas as disolucións, dilúense. Supoñendo volumes aditivos, as novas concentracións son: [Ba 2+ ]= n(ba2+ ) V T = 0,25 dm3 0,0040 0mol Ba 2+ /dm 3 (0,25+0,50) dm 3 =1, mol Ba 2+ /dm 3 [SO 2 4 ]= n (SO 2 4 ) = 0,50 dm3 0,0080 0mol SO 2 4 /dm 3 =5, mol SO V T (0,25+0,50) dm 3 4 Formarase precipitado se Q = [Ba²+] [SO₄² ] > Kₛ e, por tanto, fórmase precipitado. [Ba²+] [SO₄² ] = 1,3 10 ³ 5,3 10 ³ = 7,1 10 ⁶ > 1,1 10 ¹⁰ 2 /dm A 25 e empregando un eléctrodo de prata e outro de cinc, disolucións de Zn²+(1,0 mol/dm³) e Ag+(1,0 mol/dm³) e unha disolución de KNO₃ de concentración 2,0 mol/dm³ como ponte salina, constrúese no laboratorio a seguinte pila: Zn(s) Zn²+(aq) Ag+(aq) Ag(s). Datos: E (Zn²+/Zn) = -0,76 V e E (Ag+/Ag) = +0,80 V. a) Escribe as semirreaccións que ocorren en cada eléctrodo e a ecuación da reacción iónica global, calculando tamén a forza electromotriz da pila. b) Fai un debuxo-esquema detallado da pila, indica o ánodo e cátodo, e o sentido no que circulan os electróns, así como os ións da ponte salina. Material: Vasos de precipitados de 100 cm³ (2), tubo en O, cables con pinzas, voltímetro. Reactivos: láminas de prata e cinc puídas, disolucións de sulfato de cinc de concentración 1 mol/dm³ e nitrato de prata de concentración 1 mol/dm³. Disolución de nitrato de potasio de concentración 2 mol/dm³ para a ponte salina. (Cátodo +) redución: 2 Ag+ + 2 e 2 Ag E = 0,80 V (Ánodo ) oxidación: Zn Zn²+ + 2 e E = 0,76 V Reacción global: Zn + 2 Ag+ Zn²+ + 2 Ag E = 1,56 V e Zn NO₃ Zn²+ K+ Ag+ Ag Os electróns circulan do polo negativo (ánodo Zn) ao polo positivo (cátodo Ag). Na ponte salina, os catións K+ circulan cara á disolución que contén ións prata (para compensar a perda de ións prata que se depositaron) e os anións NO₃ diríxense cara á disolución que contén ións cinc (que están en exceso). OPCIÓN B 1. a) Considera o seguinte proceso en equilibrio: N₂F₄(g) 2 NF₂(g); H = 38,5 kj. Razoa que lle ocorre ao equilibrio si diminúese a presión da mestura de reacción a temperatura constante. b) Especifica que orbitais híbridos utiliza o carbono no eteno (C₂H₄), así como o tipo de enlaces que se forman na molécula. Razoa a resposta.

6 A constante de equilibrio en función das presións pode escribirse así: K p = p 2 e(nf 2 ) p e (N 2 F 4 ) =(x (NF ) p e 2 t )2 = x 2 e(nf 2 ) x e (N 2 F 4 ) p t x 2 e (N 2 F 4 ) p t onde x(gas) é a fracción molar de cada gas e p é a presión total no interior do recipiente. A constante de equilibrio só depende da temperatura. Non varía aínda que cambien as cantidades de reactivos ou produtos, o volume ou a presión. Se se diminúe a presión total, para que K permaneza constante, ou ben deberá aumentar a fracción molar do NF₂ que aparece no numerador, ou ben diminuír a fracción molar de N₂F₄ no denominador. O equilibrio desprazarase (cara á dereita) ata alcanzar un novo estado de equilibrio no que haberá máis NF₂ e menos N₂F₄. b) A confguración fundamental do carbono Z = 6 é (1s)² (2s)² (2pₓ)¹ (2p )¹ Pero, debido a que a formación de dúas enlaces máis compensa a enerxía de excitación, antes de formar enlaces pasa á confguración excitada, [He] (2s)¹ (2pₓ)¹ (2p )¹ (2p )¹, con catro electróns desapareados que poden formar catro enlaces covalentes. Prodúcese unha hibridación sp²: aparecen tres híbridos 1 s sp² p sp² formados por combinación dun orbital s e dous orbitais p, (pₓ e p ) e queda sen hibridar o orbital p. Haberá un electrón desapareado en cada híbrido e tamén no orbital p. Estes híbridos están dirixidos cara aos vértices dun triángulo equilátero. H Nos enlaces C H, superpóñense un orbital híbrido sp² do carbono co C C orbital 1s do hidróxeno dando lugar a un enlace σ. No enlace C C superpóñense dous orbitais híbridos, un de cada átomo de carbono, para H dar lugar a outro enlace σ. Pero tamén superpóñense os dous orbitais p dos dous carbonos, dando lugar a un enlace π fóra da liña que une os enlace π dous átomos de carbono. H H 2.- Xustifica si estas afirmacións son correctas: a) O produto da constante de ionización dun ácido e a constante de ionización da súa base conxugada é igual á constante do produto iónico do auga. b) A presenza dun ión común diminúe a solubilidade dun sal lixeiramente soluble. a) Verdadeira. Cando un ácido HA débil disólvese en auga, ionízase parcialmente en ións A e H+. O ión hidróxeno únese a unha molécula de auga para formar o ión oxonio H₃O+. HA(aq) + H₂O(l) A (aq) + H₃O+(aq) A constante de acidez do ácido AH débil, en función das concentracións, é: K a = [ A ] e [H + ] e [H A ] e A base conxugada, segundo a teoría de Brönsted e Lowry, é o ión A. En disolucións dos sales do ácido HA, o ión A atópase en equilibrio que se pode expresar por A constante de basicidade desta base é Se multiplicamos ambas as constantes, obtemos A (aq) + H₂O(l) HA(aq) + OH (aq) K b = [HA] e [OH ] e [ A ] e

7 K a K b = [A ] e [H + ] e [ HA] e [HA ] e [OH ] e [A ] e =[ H + ] e [OH ] e =K w a constante de ionización da auga que vale K = 1 10 ¹⁴ b) Verdadeira. A solubilidade diminúe en presenza dun ión común. Para un sal pouco soluble, por exemplo o cloruro de prata, o sólido atópase en equilibrio cos ións disoltos. AgCl(s) Ag+(aq) + Cl (aq) A solubilidade s (concentración da disolución saturada), pódese calcular da expresión da constante de equilibrio: AgCl Cl Ag+ Concentración no equilibrio [X]ₑ s s mol/dm³ Kₛ = [Cl ] [Ag+] = s s = s² O cloruro de sodio é un electrólito forte que, en disolucións diluídas, está totalmente disociado. NaCl(aq) Na+(aq) + Cl (aq) Ao engadir a unha disolución de cloruro de prata en equilibrio unha cantidade de cloruro de sodio, que se disolve totalmente, o equilibrio desprázase, seguindo a lei de Le Chatelier, no sentido de consumir o ión cloruro extra e de formar maior cantidade de precipitado de cloruro de prata, deixando menos ións prata na disolución. 3.- No laboratorio pódese preparar cloro gas facendo reaccionar permanganato do potasio sólido con ácido clorhídrico concentrado. a) No transcurso desta reacción redox fórmase cloro, cloruro de manganeso(ll), cloruro de potasio e auga. Escribe e axusta a reacción molecular mediante o método do ión-electrón. b) Calcula o volume de cloro gas, a 20 e 1 atm (101,3 kpa), que se obtén ao facer reaccionar 10 ml de ácido clorhídrico concentrado do 35,2 % en masa e densidade 1,175 g ml ¹ cun exceso de permanganato de potasio. Datos: R = 0,082 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹. Rta.: a) 2 KMnO₄ + 16 HCl 2 MnCl₂ + 2 KCl + 5 Cl₂ + 8 H₂O; b) V = 0,853 dm³ Cl₂ Datos Cifras signifcativas: 3 Disolución de ácido clorhídrico: Volume V (HCl) = 10,0 cm³ Riqueza r = 35,2 % Densidade ρ = 1,175 g/cm³ Gas cloro: Temperatura T = 20 = 293 K Presión Constante dos gases ideais Masa molar do ácido clorhídrico Incógnitas Volume de cloro a 20 e 1 atm Ecuacións De estado dos gases ideais a) As semirreaccións iónicas son: Oxidación: 2 Cl Cl₂ + 2 e p = 101,3 kpa = 1,013 10⁵ Pa R = 8,31 J mol ¹ K ¹ M(HCl) = 36,5 g/mol V(Cl₂) p V = n R T

8 Redución: MnO₄ + 8 H+ + 5 e Mn²+ + 4 H₂O Multiplicando a primeira por 5 e a segunda por 2 e sumando, obtense a reacción iónica axustada. 10 Cl + 2 MnO₄ + 16 H+ 5 Cl₂ + 2 Mn²+ + 8 H₂O Sumando 2 K+ e 6 Cl a cada lado da ecuación e xuntando os ións de signos opostos obtense a reacción global: 2 KMnO₄(aq) + 16 HCl(aq) 2 MnCl₂(aq) + 2 KCl(aq) + 5 Cl₂(g) + 8 H₂O(l) b) A cantidade de ácido clorhídrico que hai en 10 cm³ de disolución é: n(hcl)=10,0 cm 3 D HCl 1,175 g D HCl 1,00 cm 3 D HCl A cantidade de gas cloro que se obtén na reacción é n(cl 2 )=0,113 mol HCl Supoñendo comportamento ideal, ocuparán un volume de: V = n R T p 35,2 g HCl 100 g D HCl 5 mol Cl 2 16 mol HCl =0,0350 4mol Cl 2 1 mol HCl =0,113 mol HCl 36,5 g HCl = 0,0350 4mol Cl 2 8,31 J mol 1 K K =8, m 3 =0,853 dm 3 Cl 1, Pa 4.- O nafaleno (C₁₀H₈) é un composto aromático sólido que se vende para combater a couza. A combustión completa deste composto para producir CO₂(g) e H₂O(l) a 25 e 1 atm (101,3 kpa) desprende 5154 kj mol ¹. a) Escribe as reaccións de formación do nafaleno e a reacción de combustión. b) Calcula a entalpía estándar de formación do nafaleno e interprete o seu signo. Datos: H (CO₂(g)) = -393,5 kj mol ¹; H (H₂O(l)) = -285,8 kj mol ¹ Rta.: b) H (C₁₀H₈) = 75,8 kj/mol C₁₀H₈ Datos Cifras signifcativas: 4 C₁₀H₈(s) + 12 O₂(g) 10 CO₂(g) + 4 H₂O(l) C(s) + O₂(g) CO₂(g) H₂(g) + ½ O₂(g) H₂O(l) Incógnitas Entalpía de formación do nafaleno Ecuacións Lei de Hess a) Ecuación de combustión do nafaleno: H (C₁₀H₈) = kj/mol H (CO₂) = -393,5 kj/mol H (H₂O) = -285,8 kj/mol H (C₁₀H₈) C₁₀H₈(s) + 12 O₂(g) 10 CO₂(g) + 4 H₂O(l) H = kj/mol H = H (prod.) H (react.) A ecuación de combustión do carbono sólido (grafto) coincide coa ecuación de formación do CO₂(g). Ecuacións de formación: 10 C(s) + 4 H₂(g) C₁₀H₈(s) H (C₁₀H₈) C(s) + O₂(g) CO₂(g) H (CO₂) = -393,5 kj/mol H₂(g) + ½ O₂(g) H₂O(l) H (H₂O) = -285,5 kj/mol b) Pola lei de Hess, H (C₁₀H₈) = 10 H (CO₂) + 4 H (H₂O) ( H (C₁₀H₈) + 12 H (O₂)) [kj] = (10 [mol CO₂] ( 393,5 [kj/mol CO₂] + 4 [mol H₂O] (-285,8 [kj/mol H₂O])) ( H (C₁₀H₈)) H (C₁₀H₈) = 75,8 kj/mol C₁₀H₈ O signo positivo indica que a reacción de formación é endotérmica.

9 5. a) Cantos cm³ dunha disolución de NaOH de concentración 0,610 mol/dm³ necesítanse para neutralizar 20,0 cm³ dunha disolución de H₂SO₄ de concentración 0,245 mol/dm³? Indica a reacción que ten lugar e xustifica o ph no punto de equivalencia. b) Nomea o material necesario e describe o procedemento experimental para levar a cabo a valoración. Rta.: a) V = 16,1 cm³ D a) A reacción axustada é H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l) Cálculos: Para neutralizar 20,0 cm³ de H₂SO₄ de concentración 0,245 mol/dm³ necesitaranse: V =20,0 cm 3 D H 2 SO 4 0,245 mol H 2 SO cm 3 D H 2 SO 4 2 mol NaOH 1 mol H 2 SO cm 3 D NaOH 0,610 mol NaOH =16,1 cm3 D NaOH O ph no punto de equivalencia será 7, xa que teoricamente* todo o ácido foi neutralizado e só haberá sulfato de sodio disolto e auga. O produto iónico da auga é: H₂O(l) H+(aq) + OH (aq) K = [H+] [OH ] = 1,00 10 ¹⁴ Cando non hai exceso de ácido nin de base, as concentracións dos ións hidróxeno e hidróxido son iguais e a concentración de ións hidróxeno é: [H+] = [OH ] [H + ]= K w = 1, =1, mol /dm 3 polo que o ph = -log[h`+] = 7,0 (* Na práctica o indicador ácido-base vira ao redor do punto de equivalencia cunha marxe de 1 unidade de ph, polo que se usamos o indicador adecuado, azul de bromotimol, só podemos dicir que o ph estará comprendido entre 6 e 8) Procedemento de valoración: Cunha pipeta mídense 20,0 cm³ de disolución de H₂SO₄ e vértense nun matraz erlenmeyer de 100 cm³. Engádense dúas pingas de azul de bromotimol e a disolución volverase de cor amarela. Énchese unha bureta de 25 cm³ con disolución de NaOH de concentración 0,610 mol/dm³ por encima do cero. Ábrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero. Déixanse caer 15 cm³ sobre o erlenmeyer e axítase. Ábrese a chave da bureta para deixar caer a disolución de NaOH en pequenos chorros mentres se imprime un movemento circular ao erlenmeyer ata que a cor do contido do erlenmeyer pase a azul. Anótase o volume de NaOH gastado (p. ex. 16,9 cm³) e tírase o contido do erlenmeyer e lávase o matraz. Vólvese a encher a bureta con NaOH ata o cero. Mídense outros 20,0 cm³ de H₂SO₄ coa pipeta, vértense no erlenmeyer (lavado pero non necesariamente seco) e engádense dúas pingas de azul de bromotimol. Colócase o erlenmeyer baixo a bureta e ábrese a chave ata deixar caer case todo o volume medido antes (p. ex. 16,5 cm³). Agora déixase caer o NaOH pinga a pinga mentres se fai rotar ao erlenmeyer, ata que o indicador vire de cor. Anótase este valor. Repítese outras dúas veces e tómase como volume correcto o valor medio das medidas que máis se aproximan. Material: Bureta (1) de 25 cm³ (graduada en 0,1 cm³), pipeta (1) de 20 cm³ con aspirador, matraz erlenmeyer (1) de 100 cm³, disolución de azul de bromotimol. A bureta é un tubo estreito graduado cunha boca superior algo máis ancha para enchelo e unha chave de paso na parte inferior para poder baleirala. A pipeta é tamén un tubo estreito que pode ser graduado ou ter unha marca de aforo. Énchese ao aspirar cunha especie de xiringa cando a boca inferior máis estreita está mergullada na disolución. O matraz erlenmeyer é un recipiente con forma de tronco de cono, coa boca máis estreita que o fondo, para non salpicar ao removelo cun movemento circular. Cuestións e problemas das Probas de Acceso á Universidade (P.A.U.) en Galicia. Respostas e composición de Alfonso J. Barbadillo Marán.

10 Algúns cálculos fxéronse cunha folla de cálculo OpenOfce (ou LibreOfce) do mesmo autor. Algunhas ecuacións e as fórmulas orgánicas construíronse coa extensión CLC09 de Charles Lalanne-Cassou. A tradución ao/desde o galego realizouse coa axuda de traducindote, de Óscar Hermida López. Procurouse seguir as recomendacións do Centro Español de Metrología (CEM)