PAU Química 2010 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 1

1. El gas amoníac, NH3, és un dels compostos més fabricats del món. La gran impor- tància que té es deu a la facilitat amb què es pot convertir en altres productes que contenen nitrogen. En l’àmbit domèstic, trobem solucions d’amoníac en una àmplia varietat de productes de neteja. Suposeu que preparem al laboratori una solució aquosa d’amoníac de concentració inicial 0,030 M: a) Calculeu el pH d’aquesta solució a 25 oC. [1 punt] b) Raoneu si una solució aquosa de NH4Cl 0,030 M serà àcida, neutra o bàsica. [1 punt] DADES: Constant de basicitat (Kb) de l’amoníac a 25 °C = 1,8 · 10–5. Constant d’ionització de l’aigua (Kw) a 25 °C = 1,0 · 10–14.

Pregunta 1 a) Reacció de l’amoníac en aigua: + + OH- NH3 + H2O ' NH4 [0,1 p] Inicial 0,030 Equilibri 0,030 – x x x [0,1 p] +] · [OH-] / NH3] Kb = [NH4 [0,1 p] 1,8 · 10-5 = [(x) · (x)] / (0,030 – x) (equació 1) Suposant que 0,030 - x ≈ 0,030 ⇒ 1,8 · 10-5 = [(x) · (x)] / (0,030) = x2 / 0,030 x = (1,8 · 10-5 x 0,030)1/2 = 7,35 · 10-4 [OH-] = 7,35 · 10-4 mol · L-1 [0,3 p] Reacció de l’autoionització de l’aigua: H2O + H 2O ' H3O+ + OH- Kw Kw = [H3O+] · [OH-] = 1,0 · 10-14 ⇒ [H3O+] = 1,0 · 10-14 / 7,35 · 10-4 [H3O+] = 1,36 · 10-11 mols · L-1 [0,2 p] pH = - log [H3O+] = - log (1,36 · 10-11) pH = 10,9 [0,2 p] ƒ Si l’equació 1 es resol sense cap aproximació s’arriba a una equació de segon grau. La solució és: x = [OH-] = 7,26 · 10-4 mols · L-1 ⇒ [H3O+] = 1,38 · 10-11 mols · L-1 ⇒ pH = 10,9 ƒ El procediment és correcte si després de calcular la concentració d’ions hidròxid, calculen el pOH: pOH = - log [OH-] = 3.1, i seguidament calculen el pH: pH =14 - pOH = 10.9 ƒ No penalitzar si quan calcule […]