PAU Química 2014 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 5

5. Tant l’ió potassi com l’ió hidrogentartrat són presents de manera natural en els vins i, per aquest motiu, l’equilibri de solubilitat de l’hidrogentartrat de potassi té un paper impor­ tant en les propietats del vi, ja que pot donar lloc a vins tèrbols. KHC4H4O6(s) ⇆ K+(aq) + HC4H4O6 –(aq)    Kps(a 25 °C) = 1,30 × 10–3 hidrogentartrat ió hidrogentartrat de potassi a) Si la concentració d’ió potassi en un vi és 1,0 g/L, quina hauria de ser la concentració màxima d’ió hidrogentartrat en aquest vi, a 25 °C, perquè no precipiti hidrogentartrat de potassi? Expresseu el resultat en g/L. [1 punt] b) L’ió hidrogentartrat és una espècie que prové de l’àcid tartàric segons la reacció següent: H2C4H4O6(aq) + H2O(l) ⇆ HC4H4O6 –(aq) + H3O+(aq)    Ka (a 25 °C) = 9,20 × 10–4 àcid tartàric ió hidrogentartrat Si considerem només aquesta reacció, i sabem que un vi conté en equilibri 3,3 × 10–3 m d’àcid tartàric i 3,0 × 10–2 m d’ió hidrogentartrat, quin és el pH del vi a 25 °C? [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; K = 39,1

(aq) Kps (a 25oC) = 1,30·10-3 a) Reacció: KHC4H4O6(s)  K+(aq) + HC4H4O6 Expressió de la constant del producte de solubilitat: ] Kps = [K+] [HC4H4O6 [0,3 p] Transformem la concentració de potassi de g/L a mol / L: [K+] = 1,0 g/L 1,0 g K+ / L x (1 mol K+ / 39,1 g K+) = 2,56·102 M K+ [0,1 p] Substituïm el valor d’aquesta concentració de potassi a la Kps i calculem la concentració d’ions hidrogentartrat que pot haver-hi en equilibri perquè no precipiti l’hidrogentartrat de potassi: ]  1,30·10-3 = (2,56·10-2) ·[HC4H4O6 ] Kps =[K+] [HC4H4O6 ] = 1,30·10-3 / (2,56·10-2) [HC4H4O6 ] = 5,08·10-2 M  [HC4H4O6 [0,4 p]  Si no indica les unitats (o són incorrectes) es penalitza 0,2 p. Transformem la concentració d’hidrogentartrat de mol/L a g/L:  = 1 + (12x4) +(4x1) +(16x6) =149 g/mol Massa molar HC4H4O6  / L x (149 g HC4H4O6 / 1 mol HC4H4O6 ) = 5,08·10-2 mol HC4H4O6  = 7,57 g/L HC4H4O6 La concentració màxima d’ions hidrogentartrat perquè no precipiti l’hidrogentartrat de potassi és 7,5 […]