Càlcul de la Solubilitat del Clorur de Plata i Oxidació de l'Etanol

Opció B
4. El clorur de plata és una sal insoluble amb una Kps (25 °C) = 2,8 · 10^-10.
4.1. Calculeu la solubilitat, expressada en mol·L^-1, del clorur de plata a 25 °C.
4.2. Calculeu la solubilitat, expressada en mol·L^-1, del clorur de plata a 25 °C en una solució 0,01 M de clorur de sodi, i justifiqueu aquest valor en comparació amb l’obtingut en l’apartat anterior. Quin nom rep el fenomen que justifica aquesta variació de solubilitat?
4.3. Raoneu si la solubilitat del clorur de plata a 25 °C en una solució 0,005 M de clorur de calci serà major, igual o menor que la calculada en l’apartat 4.2.

Equilibri de precipitació
4.1 Càlcul de la solubilitat en aigua:
K_ps = [Ag⁺][Cl^-] = 2,8 · 10^-10 = s² d’on solubilitat = s = 1,67 · 10^-5 M
4.2 Càlcul de la solubilitat en NaCl 0,01 M
K_ps = [Ag⁺][Cl^-] = 2,8 · 10^-10 = s´(0,01 + s´)
i com que s´ serà molt més petita que 0,01 M podem fer la següent aproximació:
K_ps = [Ag⁺][Cl^-] = 2,8 · 10^-10 = 0,01 · s´ d’on obtenim que s´ = 2,8 · 10^-8 M
La disminució de la solubilitat d’una sal insoluble en una dissolució que conté una sal amb un ió comú s’anomena “efecte de l’ió comú”
4.3 Solubilitat en CaCl₂ 0,005 M
Donat que la concentració de Cl^- aportada pel CaCl₂ és 2 · 0,005 M = 0,01 M, i aquesta concentració és idèntica a la aportada per la dissolució 0,01 M de NaCl, hem de deduir que l’efecte ió comú és també idèntic en ambdues situacions.
Els càlculs associats (que no cal fer-los) són:
K_ps = [Ag⁺][Cl^-] = 2,8 · 10^-10 = s´´(0,01 + s´´) donat que la concentració de Cl^- aportada pel clorur de calci és: 2 · 0,005 M = 0,01 M
i com que s´´ serà molt més petita que 0,01 M podem fer la següent aproximació:
K_ps = [Ag⁺][Cl^-] = 2,8 · 10^-10 = 0,01 · s´´ d’on obtenim que s´´ = 2,8 · 10^-8 M






PaU. Curs 2006-2007
Sèrie 2

1. En la fermentació acètica del vi, per l’acció de bacteris del gènere Acetobacter, l’etanol (alcohol etílic) reacciona amb l’oxigen de l’aire, es transforma en àcid acètic i aigua i dóna lloc al vinagre.
1.1. Calculeu la ΔH° d’aquesta reacció a 25 °C i raoneu si és exotèrmica o endotèrmica. Calculeu la ΔS° a 25 °C i justifiqueu el caràcter positiu o negatiu d’aquesta variació a partir de les característiques de la reacció.
1.2. Calculeu la ΔG° d’aquesta reacció a 25 °C i raoneu si la reacció serà espontània o no a aquesta temperatura en les condicions estàndard.
1.3. L’etanol de les nostres farmacioles, tot i estar en contacte amb l’oxigen de l’aire, es manté estable i no es transforma en àcid acètic. Com justifiqueu aquest fet a partir de les dades obtingudes en l’apartat anterior?



Oxidació de l’etanol
1.1 La reacció és: CH₃-CH₂OH(l) + O₂(g) ? CH₃-COOH(l) + H₂O(l)
i la seva ΔH° de reacció és: ΔH° = -487,0 + (-285,8) - 0 - (-277,6) = -495,2 kJ
de manera que la reacció serà exotèrmica (ΔH° < 0)
Càlcul de la variació d’entropia:
ΔS° = 159,8 + 70,0 - 160,7 - 205,0 = -135,9 J·K^-1
La variació d’entropia de la reacció és negativa, cosa que vol dir que hi ha un guany en l’ordre molecular en el decurs de la reacció. Aquest resultat és congruent amb el fet que l’estat físic dels reactius sigui el de líquid i gas mentre que els dos productes de reacció són líquids.
1.2 Càlcul de la variació d’energia de Gibbs
ΔG° = ΔH° - TΔS° = -495,2 kJ - (273 + 25) K · (-0,1359) kJ·K^-1 = (-495,2 + 40,5) kJ =
-454,7 kJ
com ΔG° = -454,7 kJ (ΔG° < 0) la reacció serà espontània, a 25 ºC en les condicions estàndard
1.3 Estabilitat de l’etanol en les farmacioles.
El fet que una reacció sigui espontània (ΔG < 0) no vol dir que necessàriament la reacció tingui lloc amb una velocitat observable. De fet, moltes reaccions espontànies amb prou feines es donen atès que, en les condicions habituals, posseeixen unes velocitats de reacció molt petites (elevades energies d’activació). L’oxidació de l’etanol és una d’aquestes reaccions.
L’oxidació de l’etanol es posa en evidència si el vi s’exposa a l’acció de l’aire. En el vi poden créixer determinats microorganismes (p.e. Acetobacter sp.) que actuen de biocatalitzadors fent que la reacció d’oxidació avanci a una velocitat considerable.
Aquest fet no es dóna en el cas de l’alcohol de les nostres farmacioles. Els bacteris biocatalitzadors no poden créixer en l’alcohol. Els flascons d’alcohol es guarden ben tapats per evitar que el producte s’evapori i prevenir possibles contaminacions. A més, els microorganismes biocatalitzadors no poden viure en l’alcohol donat que és un poderós antisèptic.