PAU Química 2017 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 6

6. El naftalè sòlid, C10H8(s), se sublima en condicions ambientals de pressió i temperatura, i C10H8(s) ⇄ C10H8(g)  Kc (a 298 K) = 4,29 × 10–6  ΔH° (a 298 K) = 72,0 kJ mol–1 per això es pot utilitzar per a fumigar espais tancats. El procés de sublimació és el següent: a) Introduïm 0,64 g de naftalè en un recipient tancat de 20,0 L, a una temperatura de 298 K. Escriviu l’expressió de la constant d’equilibri en concentracions (Kc) de l’equilibri heterogeni del procés de subli­ mació del naftalè, i calculeu quin percentatge en massa del naftalè s’haurà sublimat quan s’arribi a l’equilibri. [1 punt] b) De quin signe és la variació d’entropia estàndard (ΔS°) del procés de sublimació del naftalè? Quin efecte té la temperatura en l’espontaneïtat d’aquest procés? Justifiqueu les respostes. [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0.

Expressió de la Kc de l’equilibri heterogeni de sublimació del naftalè: Kc = [C10H8(g)] [0,4 p] Càlcul dels mols (o concentració) de naftalè gasós en equilibri [0,3 p] Massa molecular del naftalè = (10 x 12) + (8 x 1) =128 g/mol Mols inicials de naftalè inicials = 0,64 g naftalè x (1 mol naftalè / 128 g naftalè) Mols inicials de naftalè inicials = 0,0050 Volum = 20 L C10H8(s) ⇄ C10H8(g) Inicial 0,0050 -- Equilibri 0,0050 – x x Kc = 4,29 x 10-6 = (x / 20)  x = 4,29 x 10-6 x 20  x = 8,58 x 10-5 mols de naftalè gasós en equilibri  L’alumne pot calcular la concentració de naftalè gasós en equilibri en lloc del nombre de mols. Això és totalment correcte. Càlcul del percentatge de naftalè sublimat en equilibri: [0,3 p] % de naftalè sublimat = [(mols naftalè gasosos en equilibri) / (mols naftalè inicials)] x 100 % de naftalè sublimat = (8,58 x 10-5 / 0,0050) x 100 % de naftalè sublimat = 1,716 Reacció: C10H8(s) ⇄ C10H8(g) ΔHo(a 298K) = 72,0 kJ mol-1. El signe de la variació d’entropia serà […]