PAU Química 2022 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 4

4. L’àcid cloroacètic és un àcid monopròtic de fórmula ClCH2COOH. És un àcid irritant de la pell que s’utilitza en dermatologia per a fer pílings o exfoliacions químiques, amb què s’eliminen les cèŀlules mortes de la capa més superficial de la pell. a) Segons la normativa europea, el pH d’aquest tipus de tractament cutani no pot ser inferior a 1,5. Escriviu la reacció de dissociació de l’àcid cloroacètic i calculeu quants grams d’àcid cloroacètic ha de contenir com a màxim una dissolució aquosa de 100,0 mL d’aquest àcid perquè compleixi la normativa europea. [1,25 punts] b) Aquest àcid es valora amb hidròxid de sodi. Escriviu la reacció de valoració de l’àcid cloroacètic amb hidròxid de sodi. Justifiqueu si el valor del pH del punt d’equiva­ lència és àcid, bàsic o neutre. Feu un dibuix del muntatge experimental i indiqueu el material de laboratori necessari per tal de poder dur a terme la valoració. [1,25 punts] Dades:  Constant d’acidesa de l’àcid cloroacètic: Ka (ClCH2COOH) = 1,35 × 10–3. Masses atòmiques relatives: Cl = 35,5; C = 12,0; O = 16,0; H = 1,0.

Pregunta 4a Càlcul de grams d’àcid - Equilibri de l’àcid cloroacètic: ClCH2COOH (aq) + H2O ⇄ ClCH2COO– (aq) + H3O+ (aq) inici C -- -- equilibri C – x x x L’àcid cloroacètic és un àcid dèbil (Ka = 1,35 x 10–3): [ClCH2COO−][H3O+] = 1,35 x 10–3 𝐾𝑎= [ClCH2COOH] [0,30 punts] Càlcul de [H3O+]: - El pH no pot ser inferior a 1,5  pH ≥ 1,5  pH = –log [H3O+]  [H3O+] = 10 –pH = 10 –1,5 = 0,0316 M  x = 0,0316 M [0,35 punts] - Concentració d’àcid cloroacètic: 0,03162 [𝐶 − 𝑥] = [𝑥][𝑥] 𝐶−0,0316 = 1,35 x 10–3 𝐾𝑎= (𝐶−0,0316) · 1,35 x 10−3 = 9,98 x 10–4  C = (9,98 x 10–4 + 4,266 x 10–5) / 1,35 x 10–3  C = 0,770859 M [0,30 punts] - Grams d’àcid cloroacètic: Massa molecular (ClCH2COOH) = 35,5 + 2 x 12,0 + 2 x 16,0 + 3 x 1,0 = 94, 5 g mol–1 Grams d’àcid com a màxim per preparar 100 mL de solució: 0,770859 mol ClCH2COOH 94,5 g 1 mol ClCH2COOH = 𝟕, 𝟐𝟖𝟒𝟔𝟏 𝐠 𝐂𝐥𝐂𝐇𝟐𝐂𝐎𝐎𝐇 100 mL 1000 mL  grams = 7,2846 g ClCH2COOH [0,30 punts] Pregunta 4b Reacció de valoració: ClCH2COOH (aq) + OH– (aq)  ClCH2COO – (aq)+ H2 […]