PAU Química 2018 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 7

7. Les Dolomites, als Alps italians, són unes muntanyes espectaculars, amb rutes d’escalada llargues i exigents. Estan formades per roca carbonatada molt dura composta principal­ ment per carbonat de magnesi, a diferència de les muntanyes d’altres indrets d’Europa, en què predomina el carbonat de calci. a) Escriviu l’equació de l’equilibri de solubilitat del carbonat de magnesi i calculeu-ne la solubilitat molar en aigua a 25 °C. [1 punt] b) Tenim una mostra d’aigua, procedent d’un bassal, que conté 9,1 × 10–4 m d’ions de magnesi i 8,3 × 10–4 m d’ions de calci. En agafar 100,0 mL d’aquesta mostra d’aigua i afegir-hi 1,0 mL d’una solució de Na2CO3 1,0 m, observem que es forma un precipitat blanc. Digueu, a partir dels càlculs que considereu necessaris, si el precipitat blanc està format per carbonat de calci, carbonat de magnesi o una barreja de tots dos, i justifi­ queu la resposta. [1 punt] Dades:  Producte de solubilitat a 25 °C: Kps (carbonat de calci) = 5,0 × 10–9; Kps (carbonat de magnesi) = 1,0 × 10–5.

Pregunta 7a Formulació. Carbonat de magnesi: MgCO3 [–0,5 p si no el formulen bé] Equilibri de solubilitat: MgCO3(s) ⇄ Mg2+(aq) + CO3 2-(aq) [0,3 p]  Ho considerem correcte si no posen el subíndex «aq» (aquós), però cal que hi hagi el subíndex «s» en el carbonat de magnesi, que indica que es troba en estat sòlid. Càlcul de la solubilitat MgCO3(s) ⇄ Mg2+(aq) + CO3 2-(aq) Kps = 1,0x10-5 Inicial a Equilibri a - s s s on s = solubilitat (mols/L) Expressió de la constant de solubilitat: 2] Kps = [Mg2+] [CO3 [0,2 p] Introduïm la solubilitat a l’expressió anterior: Kps = (s)·(s) = s2 [0,2 p] s = (Kps)1/2 s = (1,0x10-5)1/2  s (solubilitat) = 3,16x10-3 mol/L [0,3 p]  Si no indiquen les unitats, o són errònies, es descomptaran 0,2 p. Pregunta 7b Formulació. Carbonat de calci: CaCO3 [–0,5 p si no el formulen bé] Carbonat de magnesi, MgCO3: no ho penalitzem si ja ho hem fet en l’apartat 7a. [Mg2+] = 9,1x10-4 M Dades. Mostra d’aigua: [Ca2+] = 8,3x10-4 M Possibles reaccions de precipitació: Mg2+( […]