PAU Química 2020 · Setembre · Sèrie 4 · Exercici 3

3. L’àcid làctic (CH3—CHOH—COOH) és un compost orgànic sòlid i de color blanc que s’obté per síntesi química o per fermentació microbiana de diferents carbohidrats. En solució aquosa actua com un àcid monopròtic feble perquè la seva molècula conté un únic grup funcional carboxílic (—COOH). a) Calculeu el pH, a 25 °C, d’una solució aquosa d’àcid làctic 0,50 m. [1,25 punts] b) Al laboratori tenim una altra solució aquosa d’àcid làctic de concentració descone­ guda. Per determinar-ne la concentració, en valorem 25,0 mL emprant una solució aquosa d’una base forta de concentració coneguda que ja tenim preparada. Indiqueu quins dels reactius i materials de la llista següent necessitem per a realitzar aquesta valoració al laboratori i expliqueu quina és la seva funció en la valoració: —  HCl(aq) de concentració coneguda —  pila —  NaOH(aq) de concentració coneguda —  pipeta —  fenolftaleïna —  calorímetre —  pont salí —  balança —  matràs aforat —  matràs d’Erlenmeyer —  bureta —  voltímetre [1,25 punts] Dada:  Constant d’acidesa de l’àcid làctic a 25 °C: Ka = 1,41 × 10–4.

Càlcul del pH d’una dissolució aquosa d’àcid làctic 0,50 M Reacció de l’àcid làctic en aigua: CH3–CHOH–COOH + H2O ⇄ CH3–CHOH–COO- + H3O+ mols inicial (en 1 L) 0,50 mols equilibri 0,50 – x x x [0,2 p] Ka = [CH3–CHOH–COO-] · [H3O+] / [CH3–CHOH–COOH] [0,25 p] 1,41·10-4 = [(x) · (x)] / [0,50 – x] 1,41·10-4 = x2 / (0,50 – x) Aproximació: considerem 0,50 – x ≈ 0,50  1,41·10-4 = x2 / (0,50) x = (1,41·10-4 · 0,50)1/2 = 8,3964·10-3 [H3O+] = 8,3964·10-3 mol/L [0,4 p] pH = - log [H3O+] pH = - log 8,3964·10-3  pH = 2,1 [0,4 p] Pregunta 3b Indicar els reactius i materials de la taula necessaris per a realitzar la valoració Valorem 25,0 mL d’una solució d’àcid làctic amb una solució aquosa d’una base forta de concentració coneguda. De la taula necessitem:  NaOH(aq) de concentració coneguda  Fenolftaleïna  Bureta  Pipeta  Erlenmeyer [0,5 p] Funció, en la valoració, dels reactius i materials de la taula necessaris [0,75 p] - NaOH(aq) de concentració coneguda: base forta que s’utilitza com a rea […]