PAU Química 2013 · Setembre · Sèrie 1 · Exercici 5

5. L’àcid butanoic, anomenat habitualment àcid butíric, s’utilitza en l’obtenció de compos- tos que es fan servir en xarops. Xarop de raïm en què s’ha utilitzat àcid butíric Hem preparat al laboratori una solució aquosa d’aquest àcid i el pH mesurat experimen- talment ha estat 2,72. a) Escriviu la reacció de l’àcid butíric amb aigua. Quina era la concentració inicial de la solució aquosa d’àcid butíric? [1 punt] b) Què és una solució amortidora de pH? Què hauríem d’afegir a la solució d’àcid butíric per a tenir una solució amortidora de pH? Justifiqueu la resposta. [1 punt] Dades: Constant d’acidesa de l’àcid butíric, a 25 °C: Ka = 1,5 × 10–5

a) Reacció de l’àcid butíric en aigua: CH3CH2CH2COOH + H2O ' H3O+ + CH3CH2CH2COO- [0,2 p] (també seria correcte: C4O2H8 + H2O ' H3O+ + C4O2H7 -) pH = - log [H3O+] ⇒ [H3O+] = 10- pH Si pH = 2,72 ⇒ [H3O+] = 10-2,72 = 1,905·10-3 M [0,2 p] Suposem que em dissol “c” mols d’àcid butíric en 1 L: CH3CH2CH2COOH + H2O ' H3O+ + CH3CH2CH2COO- Inicial c Equilibri c – x x x Ka = ([H3O+] · [CH3CH2CH2COO-]) / [CH3CH2CH2COOH] [0,2 p] Substituïm: 1,5·10-5 = (x) (x) / (c - x) ⇒ 1,5·10-5 = x2 / c - x Sabem la concentració de H3O+: x = [H3O+] = 1,905·10-3 M 1,5·10-5 = (1,905·10-3)2 / (c - 1,905·10-3) Resolent l’equació: c = 0,24 mol d’àcid butíric (en 1 L de solució) (es considerarà correcte si fan l‘aproximació: c – x ≈ c. El resultat surt el mateix, si l’expressem amb dos decimals) Concentració inicial d’àcid butíric = 0,24 M [0,4 p] b) Una solució amortidora de pH és aquella que en afegir-li petites quantitats d’un àcid o d’una base (fort o feble), el pH es manté pràcticament constant (o varia molt poc) […]