PAU Química 2016 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 7

7. Un dels rius principals que subministren aigua a la ciutat de Barcelona és el riu Llobregat. En una analítica rutinària de l’aigua d’aquest riu obtenim les dades següents: Paràmetres Valors pH 7,45 ions clorur, Cl– (mg L–1) 298 ions sulfat, SO4 2– (mg L–1) 207 ions calci, Ca2+(mg L–1) 128 ions magnesi, Mg2+ (mg L–1) 41,9 ions sodi, Na+ (mg L–1) 87,4 a) Omplim un tub d’assaig, fins a la meitat, amb aigua del riu Llobregat a 298 K. Tot seguit, hi afegim, gota a gota, una solució concentrada de Pb(NO3)2 fins que comença a aparèixer una mica de precipitat. Justifiqueu, numèricament, si aquest precipitat és PbCl2 o PbSO4. [1 punt] b) Omplim un altre tub d’assaig, fins a la meitat, amb aigua del riu Llobregat i hi afegim, gota a gota, una solució de NaOH per augmentar-ne la basicitat i fer precipitar els hidròxids metàŀlics insolubles. Quan el pH és 12,6, comença a precipitar l’hidròxid de calci. Quin valor té la constant del producte de solubilitat d’aquest hidròxid a 298 K? [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: O = 16; S = 32; Cl = 35,5; Ca = 40. Constants del producte de solubilitat, a 298 K: Kps(PbCl2) = 1,6 × 10–5; Kps(PbSO4) = 1,6 × 10–8. Constant d’ionització de l’aigua, a 298 K: Kw = 1,0 × 10–14.

Pregunta 7a Calculem les concentracions de clorur i de sulfat a l’aigua del riu Llobregat, en M: [Cl−] = (298 mg Cl− / L) (1 g Cl− / 1000 mg Cl−) (1 mol Cl− / 35,5 g) = 8,394 x 10−3 M 2-] = (207 mg SO4 2− / L) (1 g SO4 2− / 1000 mg SO4 2−) (1 mol SO4 2− / 96 g SO4 2−) = [SO4 = 2,156 x 10−3 M [0,1 punts] Reaccions d’equilibri dels dos compostos insolubles: PbCl2(s) ⇄ Pb2+(aq) + 2 Cl−(aq) PbSO4(s) ⇄ Pb2+(aq) + SO4 2−(aq) [0,2 punts] Plantegem la constant de producte de solubilitat: Kps (PbCl2) = [Pb2+] [Cl−]2 Kps (PbSO4) = [Pb2+] [SO4 2−] [0,2 punts] Calculem la concentració de Pb2+ necessària perquè comenci a precipitar cada sal:  [Pb2+] = Kps (PbCl2) / [Cl−]2  [Pb2+] = 1,6 x 10−5 / (8,394 x 10−3)2 = 0,227 M PbCl2  [Pb2+] = Kps (PbSO4)/[SO4 2−]  [Pb2+] = 1,6 x 10−8/2,156 x 10−3 = 7,42 x 10−6 M PbSO4 [0,3 punts] El precipitat blanquinós és el PbSO4 ja que necessitem menys concentració de Pb2+ perquè comenci a precipitar aquesta substància. [0,2 punts] Pregunta 7b Formulació: Hidròxid […]