PAU Química 2022 · Juny · Sèrie 2 · Exercici 2

2. L’àcid benzoic (C6H5—COOH) és un àcid carboxílic monopròtic que s’utilitza com a conservant dels aliments, ja que inhibeix el creixement microbià, sempre que el medi resultant de conservació de l’aliment tingui un pH menor de 5. a) Calculeu el pH d’una dissolució aquosa d’àcid benzoic de concentració 8,1 g L–1 i jus­ tifiqueu si és adequat com a líquid conservant. [1,25 punts] b) Una indústria ha adquirit una dissolució aquosa d’àcid benzoic. Per a conèixer la concentració exacta d’aquesta dissolució es valoren 25,0 mL de la dissolució d’àcid benzoic amb una dissolució aquosa d’hidròxid de sodi (NaOH). Escriviu la reacció de valoració i expliqueu com realitzaríeu en el laboratori aquesta valoració, indicant quin material i quines altres substàncies utilitzaríeu. [1,25 punts] Dades:  Constant d’acidesa de l’àcid benzoic a 25 °C: Ka(C6H5—COOH) = 6,3 × 10–5. Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0.

Problema 2.a) pH de la dissolució d’àcid benzoic - Concentració molar d’àcid benzoic C6H5-COOH: Massa molar de C6H5-COOH: 7 x 12 + 6 x 1 + 2 x 16 = 122 g mol-1 1 𝑚𝑜𝑙 à𝑐𝑖𝑑 𝑏𝑒𝑛𝑧𝑜𝑖𝑐 1 𝐿= 0,0664 𝑀 8,1 𝑔 122 𝑔 [0,10 p]  Equilibri de l’àcid benzoic: C6H5-COOH + H2O ⇄ C6H5-COO- + H3O+ inici 0,0664 -- -- equilibri 0,0664 - x x x [C6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂−][𝐻3𝑂+ ] 𝐾𝑎= [C6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻] [0,30 p]  Càlcul concentració ió hidroni (oxidani/oxoni) i pH: 6,3 𝑥 10−5 = [(𝑥)·(𝑥)] (0,0664−𝑥) (equació 1) 𝑥2 6,3 𝑥 10−5 =  Suposant que 0,0664 – x ≈ 0,0664 0,0664 𝑥= √6,3 𝑥 10−5 × 0,0664 = 2,045 x 10-3 [H3O+] = 2,045 x 10-3 [0,40 p] pH = -log [H3O+] = -log (2,045 x 10-3)  pH = 2,69 [0,20 p]  Si l’equació 1 no se simplifica, cal resoldre una equació de segon grau que dona com a resultat la mateixa [H3O+]. Raonem si es pot utilitzar la solució d’àcid benzoic com a conservant: El medi de conservació de l’aliment ha de tenir un pH menor de 5. Sí que es pot utilitzar com a líquid conservant perquè el pH de la dissolució d’àcid be […]