PAU Química 2020 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 4

4. Tenim al laboratori dues solucions d’1 L cadascuna. La primera és àcid clorhídric amb una concentració 0,2 mm i la segona és àcid acètic de concentració desconeguda. El pH mesurat d’ambdues solucions és el mateix. a) Determineu: —  el pH de les dues solucions àcides; —  la concentració molar de l’àcid acètic. [1,25 punts] b) Es valoren separadament 10 mL de cada àcid amb hidròxid de sodi 0,1 mm. Escriviu les reaccions de neutralització. Raoneu si el pH dels punts d’equivalència d’ambdues valoracions serà àcid, bàsic o neutre. [1,25 punts] Dades:  Ka (àcid acètic) = 1,8 × 10–5. Kw = 1 × 10–14. 1 mm = 1 × 10–3 m.

Formulació àcid clorhídric HCl àcid acètic CH3COOH Determinació pH i concentració àcid acètic L’àcid clorhídric és un àcid fort i es dissocia totalment: HCl(aq) + H2O → Cl-(aq) + H3O+(aq) [ ]0 0,2 mM -- -- [ ]f -- 0,2 mM 0,2mM [0,2 p] Per calcular el pH = -log [H3O+] = - log (210-4 M) = 3,7 El pH de les dues dissolucions és 3,7. [0,3 p] L’àcid acètic és un àcid feble: CH3COOH(aq) + H2O ⇄ CH3COO-(aq) + H3O+(aq) [ ]0 C -- -- [ ]eq C-x x x Si tenen el mateix pH, tindran la mateixa [H3O+] = 0,2 mM = 2x10-4 M = x [0,3 p] Ka = [CH3COO-] x [H3O+] / [CH3COOH]  1,810-5 = x2 / (C-x) Substituït x i aïllant C: C = [CH3COOH ] = 2,4210-3 M [0,45 p] No es pot menysprear x davant de C atès que ambdues magnituds són d’ordre similar (aproximadament 1/10). Si es comet aquest error, el càlcul de C es considerarà incorrecte. PREGUNTA 4b Formulació. hidròxid sòdic NaOH Valoracions dels àcids amb hidròxid de sodi Reaccions de neutralització: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH […]