PAU Química 2010 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 1

1. Es prepara una solució aquosa d’àcid fòrmic, HCOOH, barrejant 4,60 g d’aquest àcid amb aigua en un vas de precipitats. Després, la solució es transvasa quantita- tivament a un matràs aforat de 500 mL i s’enrasa amb aigua. Es mesura experi- mentalment el pH de la solució a 25 °C i s’obté un valor de 2,22. a) Quina és la constant d’acidesa de l’àcid fòrmic a 25 °C? [1 punt] b) Quina hauria de ser la concentració d’una solució d’àcid clorhídric perquè tin- gués el mateix pH que la solució d’àcid fòrmic anterior? [1 punt] DADES: Massa molecular relativa de l’àcid fòrmic = 46,0. A partir de solucions de Zn2+ 1,0 M i Ag+ 1,0 M, i emprant una solució de KNO3 2,0 M

Pregunta 1 a) Massa d’àcid fòrmic = 4,60 g Volum de solució = 500 mL = 0,500 L C (inicial, àcid fòrmic) = (4,60 g / 0,5 L) . (1 mol/ 46 g) = 0,20 M [0,1 p] Reacció d’equilibri: HCOOH + H2O ' H3O+ + HCOO- [0,1 p] Inicial 0,20 Equilibri 0,20 – x x x [0,1 p] pH = - log [H3O+] ⇒ [H3O+] = 10- pH = 10.2,22 = x = 6,026 · 10-3 M [0,1 p] Per l’estequiometria de la reacció: x = [HCOO-]= 6,026· 10-3 M [HCOOH] = 0,20- x = 0,20 – 6,026 · 10-3 = 0,1940 M [0,1 p] Ka = ([H3O+] · [HCOO-]) / [HCOOH] [0,2 p] Ka = (6,026· 10-3)2 / (0,1940) Ka = 1,87 · 10-4 [0,3 p] b) L’àcid clorhídric és un àcid fort, i per tant, la seva reacció amb aigua està totalment desplaçada cap a la dreta (formació d’ions oxoni): HCl + H2O → H3O+ + Cl- Inicial c Final -- c c [0,5 p] Si volem tenir el mateix pH que la solució anterior d’àcid fòrmic, la concentració d’ions oxoni ha de ser: pH = 2,22 ⇒ [H3O+] = 10-2,22 = 6,026 · 10-3 M Per aconseguir aquesta concentració d’ions oxoni, la concentració inicial d’una solució de HCl ha de […]