PAU Química 2014 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 1

1. El peròxid d’hidrogen (H2O2), anomenat també aigua oxigenada, es descompon molt lentament en solució aquosa en oxigen i aigua. La reacció de descomposició es facilita quan s’hi afegeixen ions iodur, i segueix el mecanisme següent: Etapa 1:    H2O2(aq) + I−(aq) → H2O(l) + IO−(aq) Etapa 2:    H2O2(aq) + IO−(aq) → H2O(l) + O2(g) + I−(aq) Quan estudiem experimentalment aquest mecanisme trobem que l’etapa 1 és la més lenta, i, per tant, la reacció global segueix una cinètica d’ordre 1 respecte del peròxid d’hidrogen i d’ordre 1 respecte de l’ió iodur. a) Escriviu l’equació de velocitat de la reacció de descomposició del peròxid d’hidrogen en presència d’ions iodur i indiqueu quin és l’ordre total de la reacció. Expliqueu raonadament quina funció tenen els ions iodur en aquest procés de descomposició i amb quines unitats s’expressa la constant de velocitat d’aquesta reacció. [1 punt] b) Quina de les dues figures següents representa millor la descomposició del peròxid d’hidrogen en presència d’ions iodur i quines magnituds representen les lletres A, B i C? Des del punt de vista energètic, la descomposició és exotèrmica o endotèrmica? Argumenteu les respostes. [1 punt] Figura 1 Figura 2

a) L’ordre de reacció respecte al peròxid d’hidrogen és 1, i l’ordre de reacció respecte al iodur és també 1. Això vol dir que l’equació de velocitat serà: v = k [H2O2] ·[I] [0,2 p] L’ordre total de la reacció és igual suma dels ordres parcials respecte a cada espècie. Per tant: ordre total = 1 + 1 = 2 L’ordre total de la reacció és 2 [0,2 p] Els ions iodur tenen la funció de catalitzar la reacció de descomposició de l’aigua oxigenada, és a dir augmentar la seva velocitat. Ens diuen que la reacció descomposició és molt lenta (sense iodur) i que es veu facilitada en presència de iodur. [0,2 p] (opcional) A més, com es veu en el mecanisme de la reacció, els ions iodur no es consumeixen en la reacció; estan com a reactius en l’etapa 1 i com a producte en l’etapa 2. Per deduir les unitats de la constant de velocitat, k, cal tenir en compte les unitats de la velocitat, de les concentracions i els ordres parcials de reacció: Velocitat (v): mol L-1 s-1 Concentracions: mol L-1 v = k [H2O2] ·[ […]