PAU Química 2017 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 3

3. Les solucions parenterals són solucions farmacològiques que s’administren per mitjà d’una injecció. Quan s’utilitza en el tractament d’uns malalts determinats, aquesta solu­ ció ha de contenir oligoelements com, per exemple, l’ió Cu2+; en aquest cas, és molt important evitar la precipitació de l’hidròxid de coure(II) a la sang. a) Escriviu l’equilibri de solubilitat de l’hidròxid de coure(II) i calculeu-ne la solubilitat a 25 °C, expressada en mol L–1. [1 punt] b) Si el pH de la sang és 7,4, calculeu quina és la concentració màxima d’ions coure(II) que hi pot haver a la sang per a evitar que precipiti l’hidròxid de coure(II). [1 punt] Dades:  Constant del producte de solubilitat de l’hidròxid de coure(II) a 25 °C: Kps = 2,2 × 10–20. Constant d’ionització de l’aigua a 25 °C: Kw = 1,0 × 10−14.

Formulació: hidròxid de coure(II) Cu(OH)2 [– 0,5 p si no formulen bé] Cu(OH)2(s)  Cu2+ + 2 OH− Reacció: [0,2 p] Inicial a Equilibri a – s s 2s on s = solubilitat (mols/L) Expressió de la constant de solubilitat: Kps = [Cu2+] [OH−]2 [0,2 p] Introduïm la solubilitat a l’expressió anterior: Kps = (s)·(2s)2 = 4s3 [0,3 p] s = (Kps / 4)1/3 s = (2,2 x 10-20 / 4)1/3  s (solubilitat) = 1,77·10-7 mol/L [0,3 p] Càlcul de la concentració d’OH- pH = 7,4 Si pH = – log [H3O+]  [H3O+] = 10-pH [H3O+] = 10-7,4  [H3O+] = 3,98 x 10-8 M [0,1 p] Ionització de l’aigua: Kw = [H3O+] · [OH-] = 1,0·10-14 [OH-] = 1,0·10-14 / 3,98 x 10-8 [OH-] = 2,51 x 10-7 M [0,2 p]  És correcte si calculen el pOH amb l’equació pH+pOH=14, i després la concentració d’hidròxid ([OH-] = 10-pOH). Càlcul de la concentració màxima de Cu2+ per evitar-ne la precipitació com a hidròxid de coure(II) Kps = [Cu2+] [OH-]2 [Cu2+] = Kps / [OH-]2 [Cu2+] = 2,2 x 10-20 / (2,51 x 10-7)2  [Cu2+] = 3,49 x 10-7 M [0,7 p]