PAU Química 2021 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 6

6. Segons l’Organització Mundial de la Salut, hi ha grans ciutats del nostre país que superen els llindars permesos de gas NO2, establerts en 40 µg m–3 de mitjana anual, la qual cosa provoca diversos problemes de salut respiratòria. Aquest gas prové majorment de la con­ ducció de vehicles amb combustible derivat del petroli. La reacció de formació de NO2 és un procés que arriba a l’equilibri d’acord amb l’equa­ 2 NO(g) + O2(g) ⇄ 2 NO2(g) ció química següent: Per a determinar la constant d’equilibri de l’equació química anterior, vam fer un experiment en un recipient tancat i vam obtenir els resultats següents: a) Determineu el valor de les concentracions en l’equilibri de cada gas expressades en unitats de molaritat. Calculeu la constant d’equilibri en concentracions (Kc) de la reacció. Digueu si en algun moment la concentració de diòxid de nitrogen ha superat el llindar establert per l’Organització Mundial de la Salut, i justifiqueu la resposta. [1,25 punts] b) Experimentalment, s’ha demostrat que el valor de la constant d’equilibri Kc dismi­ nueix en augmentar la temperatura. Raoneu si el procés és exotèrmic o endotèrmic. Determineu si es formarà més diòxid de nitrogen a l’estiu o a l’hivern. [1,25 punts] Dades:  1 mm = 1 × 10–3 m. Masses atòmiques relatives: N = 14,0; O = 16,0.

PREGUNTA 6a Concentracions a l’equilibri en molaritat [NO] = 410-4 M [O2] = 710-4 M [NO2] = 610-4 M [0,5 p] [només 0,2p si les unitats són incorrectes] Constant d’equilibri de concentracions Kc = [NO2]2 / ( [NO]2 [O2] ) = (610-4)2 / ( (410-4)2 · 710-4) ) = 3214,3 [0,5 p] Concentració de diòxid de nitrogen ha superat el llindar establert per la OMS Llindar OMS 40 µg·m-3 NO2 Calculem aquesta concentració del llindar en unitats de molaritat: 40 µg·m-3 NO2 x (1m3 / 1000L) x (1g /106 µg) x (1 mol NO2 / 46 g NO2) = 8,710-10 M La concentració de [NO2] = 610-4 M de l’experiment és superior al llindar establert per la OMS. [0,25 p] PREGUNTA 6b D’acord al principi de Le Châtelier, en provocar una pertorbació a un sistema en equilibri, aquest evoluciona en el sentit de contrarestar la pertorbació. En augmentar la temperatura exterior, el sistema evolucionarà absorbint calor de l’entorn. A més, canvia el valor de les constants d’equilibri. [0,25 p] En el cas del problema, si el valor de Kc […]