PAU Química 2013 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 2

2. La formamida, HCONH2, és un compost orgànic de gran importància en l’obtenció de fàrmacs i fertilitzants. A altes temperatures, la formamida es dissocia en amoníac i monò- xid de carboni, d’acord amb l’equilibri següent: HCONH2(g) ⇆ NH3(g) + CO(g) Kc = 4,8 En un recipient industrial de 200 L, en el qual prèviament s’ha fet el buit i s’ha mantingut una temperatura de 400 K, s’afegeix formamida fins que la pressió inicial a l’interior és d’1,64 atm. a) Calculeu la concentració de formamida que conté el recipient una vegada s’ha assolit l’equilibri, expressada en mol L–1. [1 punt] b) Expliqueu raonadament com variarà la concentració de formamida si a la mescla en equilibri s’hi afegeix una mica d’amoníac. I si augmentem el volum del recipient? [1 punt] Dades: Constant dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K–1 mol–1

a) Dades inicials: V = 200 L T = 400 K P = 1,64 atm (només amb formamida gasosa) R = 0,082 atm L / K mol Calculem els mols de formamida, a partir de l’equació dels gasos ideals: pV = n R T ⇒ n = p V / RT ⇒ n = (1,64 x 200) / (0,082 x 400) n = 10,0 mols de formamida [0,2 p] Reacció: HCONH2(g) ' NH3(g) + CO(g) Kc = 4,8 Inicial 10 -- -- Equilibri 10 – x x x Expressió de la constant d’equilibri: Kc = [NH3] [CO] / [NCONH2] [0,2 p] Substituint les dades en equilibri (V = 200 L): Kc = 4,8 = (x/200) · (x/200) / (10 – x / 200) 4,8 = (x2) / [200 (10 – x)] x2 + 960 x - 9600 = 0 Resolent l’equació de segon grau (i agafant només la solució positiva): x = 9,9 mols de formamida que reaccionen [0,3 p] Per trobar la concentració de formamida en equilibri: [HCONH2] = (10 – x) / V = (10 – 9,9) / 200 [HCONH2] = 5·10-4 M [0,3 p] b) Variable: quantitat d’amoníac Si a la mescla en equilibri li afegim una mica d’amoníac, la reacció es desplaçarà cap a l’esquerra (formació de reactius, formamida) per retornar […]