PAU Química 2019 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 4

4. El salfumant (solució aquosa d’àcid clorhídric, HCl) i l’amoníac són algunes de les subs­ tàncies que es fan servir habitualment en la neteja de la llar: la primera perquè actua com a desinfectant i bactericida i la segona perquè elimina bé els greixos. a) Calculeu el pH, a 25 °C, d’una solució aquosa d’amoníac 0,20 m. [1 punt] b) Escriviu la reacció que es produeix en barrejar una solució aquosa d’amoníac amb salfumant. Expliqueu el procediment experimental que seguiríeu al laboratori per determinar l’entalpia d’aquesta reacció i indiqueu el material que utilitzaríeu. [1 punt] Dades:  Constant de basicitat de l’amoníac a 25 °C: Kb = 1,8 × 10–5. Constant d’ionització de l’aigua a 25 °C: Kw = 1,0 × 10–14.

Formulació. Amoníac: NH3 [– 0,5 p si no el formulen bé] Càlcul del pH d’una solució d’amoníac en aigua ⇄ NH4+ + OH- NH3 + H2O Inicial 0,20 Equilibri 0,20 – x x x [0,2 p] Kb = [NH4+] · [OH-] / NH3] [0,2 p] 1,8 ·10-5 = [(x) · (x)] / (0,20 – x) (equació 1) Suposant que 0,20 - x ≈ 0,20  1,8·10-5 = x2 / 0,20 x = (1,8·10-5 x 0,20)1/2 = 1,897 · 10-3 [OH-] = 1,897 · 10-3 mol/L [0,2 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 / 1,897·10-3 [H3O+] = 5,271·10-12 mols/L [0,2 p] pH = - log [H3O+] = - log (5,271·10-12 ) pH = 11,3 [0,2 p]  Si l’equació 1 es resol sense cap aproximació, s’arriba a una equació de segon grau. En resoldre-la, s’arriba al mateix valor de pH: pH = 11,3.  El procediment és correcte si després de calcular la concentració d’ions hidròxid, calculen el pOH (pOH = - log [OH-] = 2,7), i seguidament calculen el pH: pH =14 - pOH = 11,3. Pregunta 4b Reacció de l’amoníac amb el salfumant NH3(aq) + HCl( […]