PAU Química 2012 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 1

1. Una de les aplicacions del cloroetà durant el segle XX ha estat la producció d’un antidetonant per a la gasolina. El cloroetà s’hidrolitza en una solució calenta d’hi- dròxid de sodi, segons l’equació següent: CH3CH2Cl+ OH–→CH3CH2OH + Cl– Estudiem la variació de la velocitat inicial d’aquesta reacció per a diferents con- centracions inicials dels reactius, a una temperatura determinada. Els resultats es poden observar en la taula següent: Estudi experimental de la cinètica de la reacció d’hidròlisi del cloroetà Concentració inicial Concentració inicial Velocitat inicial de cloroetà (moldm–3) d’ió hidròxid (moldm–3) de la reacció (moldm–3 s–1) 8,60×10–8 0,010 0,020 1,72×10–7 0,020 0,020 5,16×10–7 0,020 0,060 a) Determineu l’ordre de reacció respecte a cada reactiu i l’ordre total de la reac- ció. Expliqueu raonadament les respostes. [1 punt] b) Calculeu la constant de velocitat de la reacció. [1 punt]

a) L’equació de la velocitat de la reacció es pot posar: v = k [CH3CH2Cl]a · [OH−]b on “a” i “b” són els ordres de reacció parcials respecte el cloroetà i l’ió hidroxil, respectivament. [0,2 p] Si tenint en compte els dos primers experiments, en els quals la concentració de OH- es manté constant, en doblar la concentració del cloroetà també es duplica la velocitat; per tant, la reacció serà d'ordre 1 respecte el cloroetà (a=1) [0,3 p] Si tenint en compte els experiments segon i tercer, en els quals la concentració de cloroetà es manté constant, en triplicar la concentració d'ions hidroxil també es triplica la velocitat de la reacció; per tant, serà la reacció serà d'ordre 1 respecte l'hidroxil (b=1) [0,3 p] L'ordre total de la reacció (n) serà la suma dels ordres de la reacció respecte cada reactiu: n = a + b = 1 + 1 ⇒ n = 2 [0,2 p] b) L’equació de velocitat de la reacció serà: v = k [CH3CH2Cl]1 [OH-]1 [0,3 p] Agafant la velocitat inicial de la reacció i les concentracions inicials de […]