PAU Química 2014 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 2

2. Les aigües dures, a causa de la presència d’ions calci i altres ions metàŀlics, són un pro­ blema a les llars perquè poden formar fàcilment compostos insolubles com el CaCO3 que provoquen avaries en les conduccions i en els electrodomèstics. a) Una mostra d’aigua conté 40 mg/L d’ions Ca2+. Calculeu la concentració mínima d’ions carbonat que hauria de contenir aquesta aigua, en mol L–1, perquè precipiti CaCO3 a 25 °C. [1 punt] b) La solubilitat del CaCO3 es manté, disminueix o augmenta quan la sal es dissol en una solució aquosa de Na2CO3? I si es dissol en una solució aquosa d’àcid clorhídric? Argumenteu les respostes. [1 punt] Dades:  Constant del producte de solubilitat del CaCO3, a 25 °C: Kps = 4,8 × 10–9 Massa atòmica relativa: Ca = 40,0

a) Reacció: CaCO3(s)  Ca2+ + CO3 2- [0,2 p] Expressió de la constant de solubilitat: Kps = [Ca2+] [CO3 2-] [0,2 p] [Ca2+] = 40 mg / L  Ho transformem a mol / L 40 mg Ca2+ / L x (1 g Ca2+ / 1000 mg Ca2+ ) x (1 mol Ca2+ / 40,0 g Ca2+) = 0,001 mol / L Ca2+ [0,2 p] Substituïm el valor d’aquesta concentració de calci a la Kps i calculem la concentració d’ions carbonat que pot coexistir en equilibri: Kps = [Ca2+] [CO3 2-]  4,8·10-9 = (0,001) · [CO3 2-] 2-] = 4,8·10-9 / (0,001)  [CO3 2-] = 4,8·10-6 M [CO3 Si la concentració de carbonat és una mica superior a 4,8·10-6 M precipitaria el carbonat de calci. [0,4 p]  Acceptem com a correcte si l’alumne indica que la concentració mínima de carbonat és 4,8·10-6 M.  Si no indica les unitats (o són incorrectes) es penalitza 0,2 p. b) Si es dissol CaCO3(s) en una solució aquosa de Na2CO3 disminuirà la solubilitat 2- que prové del Na2CO3 desplaça l’equilibri de per efecte de l’ió comú. L’ió CO3 solubilitat del CaCO3(s) cap a l’esquerra, és a dir, […]