PAU Química 2016 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 1

1. L’ibuprofèn, que podem representar com a C12H17COOH, és un antiinflamatori que s’utilitza per a combatre el dolor i els estats febrils. És un àcid monopròtic feble que conté un sol grup àcid carboxílic (—COOH) a la seva molècula. Hem preparat al laboratori una solució aquosa 0,200 m d’aquest àcid i, en mesurar-ne el pH, obtenim un valor de Estructura química de l’ibuprofèn 2,95 a 25 °C. a) Calculeu la constant d’acidesa, Ka, de l’ibuprofèn a 25 °C. [1 punt] b) Volem valorar la solució aquosa d’ibuprofèn 0,200 m amb NaOH 0,100 m, però al laboratori només disposem d’una solució de NaOH 0,400 m. Calculeu quin volum d’aquesta solució necessitem per a preparar 100,0 mL d’una solució de NaOH 0,100 m. Expliqueu com la prepararíeu al laboratori i indiqueu el material que utilit­ zaríeu. Justifiqueu si podem emprar el roig de metil com a indicador per a detectar el punt final d’aquesta valoració àcid-base. [1 punt] Dada:  Interval de viratge (pH) del roig de metil: 4,2-6,2.

Pregunta 1a Concentració inicial d’ibuprofèn = 0,20 M Equilibri àcid – base: C12H17COOH(aq) + H2O(l) ⇄ C12H17COO– (aq) + H3O+(aq) Inicial 0,20 Equilibri 0,20 – x x x [0,2 punts] Càlcul de la concentració de l’ió H3O+:  [H3O+] = 10– pH pH = − log [H3O+]  [H3O+] = 10–2,95 = 1,122 x10–3 M Si pH = 2,95 [0,2 punts] Per l’estequiometria de la reacció, les concentracions en equilibri són: x = [H3O+] = [C12H17COO-] [C12H17COO-] = 1,122x10–3 M [C12H17COOH] = 0,20 – x = 0,20 – 1,122x10-3 = 0,1989 M [0,2 punts] Constant d’acidesa (Ka): Ka = ([H3O+][ C12H17COO-]) / [C12H17COOH] [0,2 punts] Substituïm: Ka = (1,122x10-3)2 / (0,1989) Ka = 6,33 x 10-6 [0,2 punts]  Si expressen la constant d’acidesa, Ka, amb unitats, s’ha de penalitzar 0,1 punts. Pregunta 1b Càlcul de la dilució: 100 x10-3 L NaOH diluïda x (0,100 mols NaOH / 1 L NaOH diluïda) x x (1 L NaOH inicial / 0,400 mol NaOH) = 0,025 L NaOH inicial = 25 mL NaOH Ens cal agafar 25 mL de la solució 0,400 M [0,2 punts]  És correcte si el càlcul e […]