PAU. Código: 27 SETEMBRO QUÍMICA Cualifficafición: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualifcarase con 2 puntos.

Transcript

1 PAU Código: 27 SETEMBRO 2012 QUÍMICA Cualifficafición: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualifcarase con 2 puntos. OPCIÓN A 1. Os elementos A, B, C e D teñen números atómicos 10, 15, 17 e 20, respectivamente. Indique: 1.1. Cal ten maior potencial de ionización e cal maior radio atómico? 1.2. A configuración electrónica de A, B, C e D²+. Razoe as respostas. 2. Aplicando a teoría da repulsión dos pares electrónicos da capa de valencia, indique razoadamente, a xeometría das moléculas seguintes: 2.1. NF₃ 2.2. BF₃ 3. Nun matraz de 5 L introdúcese unha mestura de 0,92 moles de N₂ e 0,51 moles de O₂ e quéntase ata K, establecéndose o equilibrio N₂(g) + O₂(g) 2 NO(g). Tendo en conta que nestas condicións reacciona o 1,09 % do nitróxeno inicial: 3.1. Calcule a concentración molar de todos os gases no equilibrio a K Calcule o valor das constantes K e K a esa temperatura. Dato: R = 0,082 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹. 4. O produto de solubilidade do cloruro de chumbo(ii) é 1,6 10 ⁵ a 298 K Determine a solubilidade do cloruro de chumbo(ii) expresada en mol L Mestúranse 200 ml dunha disolución 1,0 10 ³ M de Pb(NO₃)₂ e 200 ml dunha disolución de HCI de ph = 3. Supoñendo que os volumes son aditivos indique se precipitará cloruro de chumbo(ii). 5. Constrúese unha pila coas seguintes semicelas: Cu²+/Cu e Zn²+/Zn cuxos potenciais estándar de redución son +0,34 V e -0,76 V, respectivamente Escribir as reaccións que ocorren en cada eléctrodo e a reacción global da pila Faga un esquema da pila indicando todos os elementos necesarios para o seu funcionamento e o sentido no que circulan os electróns. OPCIÓN B 1. Poña un exemplo, razoando as respostas, dunha molécula que conteña: 1.1. Un carbono con hibridación sp Un nitróxeno con hibridación sp³. 2. Para unha disolución acuosa dun ácido HA de Kₐ = 1 10 ⁵, xustifique se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións: 2.1. A constante de acidez de HA é menor que a constante de basicidade da súa base conxugada S se dilúe a disolución do ácido, o seu grado de disociación permanece constante. 3. Unha mostra comercial e impura de 0,712 g de carburo de calcio (CaC₂) reacciona con exceso de auga producindo etino e hidróxido de calcio. Se o volume de etino (C₂H₂) recollido a 25 e 0,98 atm (99,3 kpa) foi de 0,25 L: 3.1. Determine a masa en gramos de hidróxido de calcio formado Calcule a porcentaxe de pureza da mostra comercial. Dato: R = 0,082 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹. 4. Para o proceso Fe₂O₃(s) + 2 Al(s) Al₂O₃(s) + 2 Fe(s), calcule: 4.1. A entalpía da reacción en condicións estándar e a calor desprendida ao reaccionar 16,0 g de Fe₂O₃ coa cantidade suficiente de AI A masa de óxido de aluminio que se obtén no apartado anterior. Datos: ΔH º(Al₂O₃) = kj mol ¹; ΔH º(Fe₂O₃) = -836 kj mol ¹ Qe volume de disolución NaOH 0,1 M se necesita para neutralizar 10 ml de disolución de HCI 0,2 M? Xustifique cal será o ph no punto de equivalencia Describa o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoración.

2 Solucións OPCIÓN A 1.- Os elementos A, B, C e D teñen números atómicos 10, 15, 17 e 20, respectivamente. Indica: a) Cal ten maior potencial de ionización e cal maior radio atómico? b) A configuración electrónica de A, B, C e D²+. Razoa as respostas. 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. Para átomos do mesmo grupo, diminúe ao aumentar o radio atómico. O radio atómico aumenta co número de niveis de enerxía. Como regra sinxela, dise que a enerxía de ionización aumenta na táboa periódica cara arriba e cara á dereita. Como os elementos son Ne, P, Cl e Ca, o que se atopa máis arriba e á dereita é o neon. Resposta: A O radio atómico dun elemento defínese como a metade da distancia internuclear na molécula diatómica (se forma moléculas diatómicas) ou da distancia entre dous átomos na estrutura cristalina. As predicións da variación de radio atómico ao longo dun período baséanse no efecto da forza de atracción que exerce a carga nuclear sobre os electróns externos facendo que se aproximen ao núcleo e dean un tamaño menor. Como regra sinxela, dise que o radio atómico aumenta na táboa periódica cara abaixo e cara á esquerda. Como os elementos son Ne, P, Cl e Ca, o que se atopa máis abaixo e á esquerda é o calcio. Resposta: D b) A : Z = 10. Neutro 10 electróns. A: (1s)² (2s)² (2p)⁶ B : Z = 15. Neutro 15 electróns: B: (1s)² (2s)² (2p)⁶ (3s)² (3p)³ C : Z = 17. Ión negativo 18 electróns: C : (1s)² (2s)² (2p)⁶ (3s)² (3p)⁶ D²+ : Z = 20. Ión dipositivo 18 electróns: D²+ : (1s)² (2s)² (2p)⁶ (3s)² (3p)⁶ As confguracións electrónicas dos estados fundamentais constrúense baseándose nos principios de mínima enerxía, de exclusión de Pauli e a regra de máxima multiplicidade de Hund. 2.- Aplicando a teoría da repulsión dos pares electrónicos da capa de valencia, indica razoadamente, a xeometría das moléculas seguintes: a) NF₃ b) BF₃ A teoría de repulsión dos electróns de valencia di que os pares de enlace σ e os pares non enlazantes dispóñense arredor dun átomo de forma que a repulsión entre eles sexa mínima. Molécula BF₃ NF₃ Átomo central B N Conffiguración electrónica fundamental (2s)² (2pₓ)¹ (2s)² (2pₓ)¹ (2p )¹ (2p )¹ Conffiguración electrónica excitada (2s)¹ (2pₓ)¹ (2p )¹ (2s)² (2pₓ)¹ (2p )¹ (2p )¹ F B F F N F Diafigrama de Lewis F F Pares σ 3 3 Pares π 0 0 Pares non enlazantes 0 1

3 Pares que se repelen 3 4 Disposición dos pares triangular tetraédrica Ánfigulo de enlace Forma da molécula triangular plana piramidal achatada F N B F F F F F A forma da molécula determínase da posición dos átomos (sen ter en conta os pares non enlazantes). Na molécula de trifuoruro de nitróxeno, está o átomo de nitróxeno no centro do tetraedro e tres átomos de fúor en tres vértices, pero no cuarto está un par non enlazante que non «se ve». Na molécula de trifuoruro de boro, non existe ese par non enlazante e, por tanto, a molécula é triangular plana. 3. Nun matraz de 5 L introdúcese unha mestura de 0,92 moles de N₂ e 0,51 moles de O₂ e quéntase ata K, establecéndose o equilibrio N₂(g) + O₂(g) 2 NO(g). Tendo en conta que nestas condicións reacciona o 1,09 % do nitróxeno inicial: a) Calcula a concentración molar de todos os gases no equilibrio a K. b) Calcula o valor das constantes K e K a esa temperatura. Dato: R = 0,082 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹. Rta.: a) [N₂] = 0,182 mol/dm³; [O₂] = 0,10 mol/dm³; [NO] = 0,0040 mol/dm³; b) K = K = 8,84 10 ⁴ Datos Cifras sifignifcativas: 3 Gas: Volume V = 5,00 dm³ Temperatura Cantidade inicial de N₂ Cantidade inicial de O₂ T = 2200 K Grao de reacción α = 0,01 09 Constante dos gases ideais Incófignitas Concentracións molares de todos os gases no equilibrio Constantes de equilibrio Outros símbolos Cantidade de gas que reaccionou Ecuacións Ecuación de estado dos gases ideais Grao de reacción Concentración da substancia X Constantes do equilibrio: a A + b B c C + d D n₀(n₂) = 0,920 mol N₂ n₀(o₂) = 0,510 mol O₂ R = 0,082 atm dm³ K ¹ mol ¹ n(n₂), n(o₂), n(no) K, K n p V = n R T p= n R T V α = n / n₀ [X] =n(x) / V K c = [C] c d e [D] e [ A] ea [ B] K b p= p c e(c) p d e (D) e p a e ( A) p b e (B) a) Reaccionaron: A reacción axustada é: n (N₂) = α n₀(n₂) = 0, ,920 [mol N₂] = 0,01 0 mol N₂

4 Da estequiometría da reacción: N₂(g) + O₂(g) 2 NO(g) n (O₂) = n (N₂) = 0,01 0 mol O₂ n (NO) = 2 n (N₂) = 0,02 0 mol NO N₂ O₂ 2 NO Cantidade inicial n₀ 0,920 0,510 0 mol Cantidade que reacciona ou se forma n 0,01 0 0,01 0 0,02 0 mol Cantidade no equilibrio nₑ 0,910 0,500 0,02 0 mol Concentración no equilibrio [X]ₑ 0,182 0,100 0,00400 mol/dm³ b) A constante de equilibrio en función das concentracións K c = [NO] 2 e = 0, [ N 2 ] e [O 2 ] e 0,182 0,100 =8, (concentracións en mol/dm³) A constante de equilibrio en función das presións K p = p 2 e (NO) p e (N 2 ) p e (O 2 ) = ([ NO] e R T ) 2 [N 2 ] e R T [ O 2 ] e R T = [NO] 2 e =K [N 2 ] e [O 2 ] c =8, (presións en atm) e 4.- O produto de solubilidade do cloruro de chumbo(ii) é 1,6 10 ⁵ a 298 K. a) Determina a solubilidade do cloruro de chumbo(ii) expresada en mol/dm³. b) Mestúranse 200 cm³ dunha disolución de concentración 1,0 10 ³ mol/dm³ de Pb(NO₃)₂ e 200 cm³ dunha disolución de HCI de ph = 3. Supoñendo que os volumes son aditivos indica se precipitará cloruro de chumbo(ii). Rta.: a) s = 0,016 mol/dm³; b) Non. 5,0 10 ⁴ (5,0 10 ⁴)² < 1,6 10 ⁵ Datos Cifras sifignifcativas: 2 Produto de solubilidade do PbCl₂ Volume disolución de Pb(NO₃)₂ Concentración da disolución do Pb(NO₃)₂ Volume disolución de HCl Kₛ = 1,6 10 ⁵ ph da disolución de HCl ph = 3,0 Incófignitas Solubilidade do PbCl₂ Se se formará precipitado Ecuacións Concentración molar (mol/dm³) ph Produto de solubilidade do equilibrio: B Aₐ(s) b B β +(aq) + a A α (aq) a) O equilibrio de solubilidade é PbCl₂(s) PbCl₂(aq) Pb²+(aq) + 2 Cl (aq) A constante de equilibrio Kₛ de solubilidade en función das concentracións é Kₛ = [Pb²+]ₑ [Cl ]ₑ² = s (2 s)² = 4 s³ = 1,6 10 ⁵ V₁ = 200 cm³ = 0,200 dm³ [Pb(NO₃)₂]₀ = 1,0 10 ³ mol/dm³ V₂ = 200 cm³ = 0,200 dm³ s Q s = n / V = s / M ph = -log[h+] Kₛ = [A α ]ᵃ [B β +]ᵇ

5 Despexando a solubilidade s s= 3 1, =0,016 mol/dm 3 4 b) O nitrato de chumbo(ii) disolto está totalmente disociado. A concentración inicial do ión Pb²+ é: A ionización do HCl disolto é Pb(NO₃)₂(s) Pb²+(aq) + 2 (NO₃) (aq) [Pb²+]₀ = [Pb(NO₃)₂]₀ = 1,0 10 ³ mol/dm³ HCl(aq) H+(aq) + Cl (aq) A concentración inicial de ións Cl é a mesma que a de ións H+, que se calcula a partir do ph [H+] = 10 ᵖ = 10 ³ ⁰ = 1,0 10 ³ mol/dm³ [Cl ]₀ = [H+]₀ = 1,0 10 ³ mol/dm³ Ao mesturar ambas as disolucións, dilúense. Como os volumes considéranse aditivos, o volume da mestura é a suma dos volumes de cada disolución e as novas concentracións son: [Pb 2+ ]= n (Pb2+ ) = 0,200[dm3 ] 1, [mol Pb 2+ / dm 3 ] =5, mol Pb 2+ /dm 3 V T 0,400[ dm 3 ] [Cl ]= n(cl ) V T = 0,200dm3 1,0 time10 3 mol Cl /dm 3 0,400 dm 3 =5, mol Cl /dm 3 Formarase precipitado se Q = [Pb²+] [Cl ]² > Kₛ e, por tanto, non se forma precipitado. Q = [Pb²+] [Cl ]² = 5,0 10 ⁴ (5,0 10 ⁴)2 = 1,3 10 ¹⁰ < 1,6 10 ⁵ 5.- Constrúese unha pila coas seguintes semicelas: Cu²+/Cu e Zn²+/Zn cuxos potenciais estándar de redución son +0,34 V e -0,76 V, respectivamente. a) Escribe as reaccións que ocorren en cada eléctrodo e a reacción global da pila. b) Fai un esquema da pila indicando todos os elementos necesarios para o seu funcionamento e o sentido no que circulan os electróns. Material: Vasos de precipitados de 100 cm³ (2), tubo en O, cables con pinzas, voltímetro. Reactivos: láminas de cobre e cinc puídas, disolucións de sulfato de cinc de concentración 1 mol/dm³ e sulfato de cobre(ii) de concentración 1 mol/dm³. Disolución de cloruro de potasio para a ponte salina. (Cátodo +) redución: Cu²+ + 2 e Cu E = 0,34 V (Ánodo ) oxidación: Zn Zn²+ + 2 e E = 0,76 V Reacción global: Zn + Cu²+ Zn²+ + Cu E = 1,10 V e Zn Cl Zn²+ K+ Cu²+ Cu Os electróns circulan do polo negativo (ánodo Zn) ao polo positivo (cátodo Cu) OPCIÓN B 1. Pon un exemplo, razoando as respostas, dunha molécula que conteña: a) Un carbono con hibridación sp. b) Un nitróxeno con hibridación sp³.

6 a) A hibridación sp corresponde a un átomo central unido a outros dous átomos. Como o carbono (excitado) pode ter 4 electróns desapareados, en confguración [He] (2s)¹ (2pₓ)¹ (2p )¹ (2p )¹, iso supón que, polo menos, un dos enlaces, debe ser múltiple. As combinacións posibles son un enlace triplo xunto a un sinxelo como no etino H C C H, ou dous enlaces dobres como na molécula de dióxido de carbono O=C=O O C O O p y π C p z π O p z σ σ sp 2 sp σ sp 2 p O átomo de carbono ten dous híbridos sp e dous orbitais sp 2 y sp σ sp 2 atómicos p e p sen hibridar. Os híbridos sp están dirixidos nunha liña recta en sentidos opostos, dando ángulos de enlace de 180. O solapamento entre os híbridos sp do carbono e os orbitais Par no enlazante sp² dos átomos de osíxeno dá lugar a enlaces sigma σ. O orbital p sen hibridar do carbono solápase co orbital p sen hibridar dun dos osíxenos formando un enlace π. O solapamento do outro orbital sen hibridar do carbono p co orbital p sen hibridar do outro osíxeno forma o outro enlace π. N b) A hibridación sp³ asígnase a un átomo central de nitróxeno cando está unido a outros catro átomos (ión amonio [NH₄]+), ou a tres átomos (molécula de amoníaco NH₃). H H H O átomo de nitróxeno ten unha confguración electrónica, (2s)² (2pₓ)¹ (2p )¹ (2p )¹, e forma catro híbridos sp³, cun electrón desapareado en tres dos híbridos e un par de electróns no cuarto. Estes híbridos están dirixidos cara aos vértices dun tetraedro (no caso do ión amonio), dando ángulos de enlace de 109,5 (aínda que no caso do amoníaco os ángulos son algo menores). En cada un dos tres enlaces N H, superpóñense un orbital híbrido sp³ do carbono co orbital 1s do hidróxeno dando lugar a un enlace σ. O par de electróns do cuarto híbrido sp³ é un par non enlazante. 2.- Para unha disolución acuosa dun ácido HA de Kₐ = 1 10 ⁵, xustifica se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións: a) A constante de acidez de HA é menor que a constante de basicidade da súa base conxugada. b) Se se dilúe a disolución do ácido, o seu grado de disociación permanece constante. a) Falsa. 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 K a K b = [A ] e [H + ] e [ HA] e [HA ] e [OH ] e [A ] e =[ H + ] e [OH ] e =K w

7 a constante de ionización da auga que vale K = 1 10 ¹⁴. Como a constante de acidez do ácido vale 1 10 ⁵, a da súa base conxugada vale que é menor. K b = K w K a = = <K a b) Falsa. O grao de disociación α do ácido AH é o cociente entre a concentración de ácido disociado e a concentración inicial: α= [ AH] d [AH ] 0 = [H+ ] d [AH ] 0 Se supoñemos unha concentración de ácido [HA] = 0,1 mol/dm³, a concentración de ións hidróxeno no equilibrio pódese calcular de Concentración HA H+ A [X]₀ inicial 0,1 0 0 mol/dm³ [X] disociada ou formada x x x mol/dm³ [X]ₑ no equilibrio 0,1 x x x mol/dm³ K a = [ A ] e [H + ] e [H A] e = x x 0,1 x = x2 0,1 x = A concentración x de ácido débil disociado é desprezable fronte á concentración 0,1 mol/dm³, x << 0,1 e o grao de disociación valería: Se se dilúe á cuarta parte, [HA]' = 0,025 mol/dm³, e o novo grao de disociación sería: x ,1= mol /dm 3 0,1 mol /dm 3 α= ,1 =0,01=1 % x ' ,025= mol/ dm 3 0,025 mol/ dm 3 α ' = ,025 =0,05=5 % Canto máis diluída é a disolución, maior é o grao de disociación. (Se chamamos c₀ á concentración da disolución de ácido HA, a concentración c de ácido disociado pódese expresar en función de grao α de disociación como, c = α c₀, e as concentracións no equilibrio serían Concentración HA H+ A [X]₀ inicial c₀ 0 0 mol/dm³ [X] disociada ou formada α c₀ α c₀ α c₀ mol/dm³ [X]ₑ no equilibrio c₀ (1 α) α c₀ α c₀ mol/dm³ K a = [ A ] e [H + ] e [H A ] e = (c 0 α ) 2 c 0 (1 α) =c α α Se o grao de disociación α é sufcientemente pequeno, α < 0,05 = 5 %, queda α K a c 0 e vese que o grao de disociación aumenta canto menor sexa a concentración inicial do ácido).

8 3.- Unha mostra comercial e impura de 0,712 g de carburo de calcio (CaC₂) reacciona con exceso de auga producindo etino e hidróxido de calcio. Se o volume de etino (C₂H₂) recollido a 25 e 0,98 atm (99,3 kpa) foi de 0,25 L: a) Determina a masa en gramos de hidróxido de calcio formado. b) Calcula a porcentaxe de pureza da mostra comercial. Dato: R = 0,082 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹. Rta.: a) m = 0,74 g Ca(OH)₂; b) r = 90 % Datos Cifras sifignifcativas: 3 Masa da mostra m = 0,712 g Gas etino: Presión p = 0,980 atm = 9,93 10⁴ Pa Temperatura Constante dos gases ideais T = 25 = 298 K Volume V = 0,25 dm³ = 2,5 10 ⁴ m³ R = 8,31 J mol ¹ K ¹ Masa molar: Carburo de calcio M(CaC₂) = 64,1 g/mol Incófignitas Hidróxido de calcio Masa de hidróxido de calcio formado Porcentaxe de pureza da mostra Ecuacións Cantidade (número de moles) De estado dos gases ideais a) A ecuación química axustada é: M(Ca(OH)₂) = 74,1 g/mol m(ca(oh)₂) r (CaC₂) n = m / M p V = n R T CaC₂ + 2 H₂O C₂H₂ + Ca(OH)₂ Cantidade de C₂H₂(g) obtida (suposto comportamento ideal) n(c 2 H 2 )= p V R T =9, Pa 2, m 3 8,31 J K 1 mol K =1, mol C 2 H 2 A cantidade de hidróxido de calcio formada é a mesma, polo que a masa será b) Masa de CaC₂ que reaccionou: m(ca(oh)₂) = 1,00 10 ² mol Ca(OH)₂ 74,1 g/mol = 0,741 g Ca(OH)₂ m(cac 2 )=1, mol C 2 H 2 1 mol CaC 2 1 mol C 2 H 2 64,1 g CaC 2 1 mol CaC 2 =0,641 g CaC 2 Porcentaxe de carburo de calcio na mostra é: r (CaC 2 )= 0,641 g CaC 2 0,712 g mostra =0,900=90,0 % de CaC 2 na mostra. 4.- Para o proceso Fe₂O₃(s) + 2 Al(s) Al₂O₃(s) + 2 Fe(s), calcula: a) A entalpía da reacción en condicións estándar e a calor desprendida ao reaccionar 16,0 g de Fe₂O₃ coa cantidade suficiente de AI. b) A masa de óxido de aluminio que se obtén no apartado anterior. Datos: ΔH º(Al₂O₃) = kj mol ¹; ΔH º(Fe₂O₃) = -836 kj mol ¹. Rta.: a) ΔH = 826 kj; Q = 82,8 kj; b) m = 10,2 g Al₂O₃

9 Datos Cifras sifignifcativas: 4 2 Al(s) + 3/2 O₂(g) Al₂O₃(s) H (Al₂O₃) = kj/mol 2 Fe(s) + 3/2 O₂(g) Fe₂O₃(s) H (Fe₂O₃) = -836 kj/mol Masa de óxido de ferro(iii) m(fe₂o₃) = 16,00 g Masa molar: Óxido de ferro(iii) M(Fe₂O₃) = 159,7 g/mol Incófignitas Entalpía da reacción Óxido de aluminio Calor desprendida ao reaccionar 16 g de óxido de ferro(iii) Masa de óxido de aluminio obtida Outros símbolos Cantidade de substancia (número de moles) Ecuacións Lei de Hess a) Ecuación: Fe₂O₃(s) + 2 Al(s) Al₂O₃(s) + 2 Fe(s) H A entalpía de formación dos elementos en estado normal é nula, por defnición. Pola lei de Hess, b) M(Al₂O₃) = 102,0 g/mol H Q m(al₂o₃) H = H (Al₂O₃) + 2 H (Fe) ( H (Fe₂O₃) + 2 H (Al)) H = ( [kj]) (- 836 [kj]) H = 826 kj Q=16,00 g Fe 2 1 mol Fe 2 159,7 g Fe kj 1 mol Fe 2 =82,8kJ n H = H (prod.) H (react.) m(al 2 )=16,00 g Fe 2 1 mol Fe 2 159,7 g Fe 2 1 mol Al 2 1 mol Fe 2 102,0 g Al 2 1 mol Al 2 =10,2 g Al 2 5. a) Qe volume de disolución NaOH de concentración 0,1 mol/dm³ se necesita para neutralizar 10 cm³ de disolución de HCl de concentración 0,2 mol/dm³? Xustifica cal será o ph no punto de equivalencia. b) Describe o procedemento experimental e nomea o material necesario para levar a cabo a valoración. a) A reacción axustada é HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H₂O(l) Cálculos: Para neutralizar 10 cm³ de HCl 0,20 mol/dm³ necesitaranse: V =10 cm 3 D HCl 0,20 mol HCl 1000 cm 3 D HCl 1 mol NaOH 1 mol HCl 1000 cm 3 D NaOH 0,10 mol NaOH =20 cm3 D NaOH O ph no punto de equivalencia será 7, xa que teoricamente* todo o ácido foi neutralizado e só haberá cloruro de sodio disolto e auga. O produto iónico da auga é:

10 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 10 cm³ de disolución de HCl 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 0,10 mol/dm³ por encima do cero. Ábrese a chave ata que o pico da bureta estea cheo e o nivel en cero. Déixanse caer 19 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. 20,2 cm³) e tírase o contido do erlenmeyer e lávase o matraz. Vólvese a encher a bureta con NaOH ata o cero. Mídense outros 10 cm³ de HCl 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. 19,7 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 10 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. 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)