PAU Química 2021 · Juny · Sèrie 2 · Exercici 3

3. La reacció en cadena de la polimerasa (coneguda com a PCR) és una tècnica de biologia molecular que consisteix a sintetitzar moltes vegades un fragment de DNA utilitzant una polimerasa (enzim) que pot treballar a temperatures elevades. Quan fem una reacció de PCR, barregem en un tub d’assaig diferents ingredients, com per exemple la polimerasa i el DNA de l’organisme que volem estudiar, i, a més, fixem un pH i una concentració d’ions Mg2+ perquè l’enzim treballi adequadament. a) Suposem que en el tub on efectuem una PCR treballem amb una solució de MgCl2 5,0 × 10–3 m i un pH fix de 8,3. Digueu, a partir dels càlculs necessaris, si en aquestes condicions precipita l’hidròxid de magnesi i justifiqueu la resposta. [1,25 punts] b) Per a determinar la puresa d’una mostra que conté MgCl2(s), podem efectuar una valoració de precipitació de l’ió clorur amb una solució de nitrat de plata: Cl–(aq) + AgNO3(aq) → AgCl(s) + NO3 –(aq) Pesem 0,6255 g de mostra i la dissolem en aigua fins a obtenir 100,0 mL de solució. En valorar 10 mL d’aquesta solució, hem necessitat 8,3 mL de nitrat de plata 0,1550 m per a arribar al punt final de la valoració. Quina és la puresa de la mostra, expressada com a percentatge en massa de MgCl2? [1,25 punts] Dades:  Masses atòmiques relatives: Mg = 24,3; Cl = 35,5. Producte de solubilitat de l’hidròxid de magnesi: Kps = 1,10 × 10–12. Constant d’ionització de l’aigua: Kw = 1,00 × 10–14.

Pregunta 3a Formulació. Hidròxid de magnesi: Mg(OH)2 [– 0,5 p si no formulen bé] Justificar si precipita Mg(OH)2 Reacció de solubilitat del Mg(OH)2: (també poden escriure la reacció de precipitació) Mg(OH)2(s) ⇄ Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) El producte de solubilitat de l’hidròxid de magnesi es pot escriure com: Kps = [Mg2+] [OH-]2 [0,25 p] Perquè precipiti, cal que el valor Q sigui superior a la Kps: Precipitació  Q > Kps [0,2 p] - Concentració de Mg2+ 5,0 x 10-3 mol MgCl2 / L x (1 mol Mg2+ / 1 mol MgCl2) = 5,0 x 10-3 mol Mg2+/L [Mg2+] = 5,0 x 10-3 M [0,1 p] - Concentració de OH- pH = - log [H3O+] Si pH = 8,3  [H3O+] = 10-8,3  [H3O+] = 5,01 x 10-9 M Kw = [H3O+] · [OH-] [OH-] = Kw / [H3O+]  [OH-] = 1,00 x 10-14 / 5,01 x 10-9 [OH-] = 1,996 x 10-6 M [0,3 p] Es correcte si calculen el pOH (pH + pOH = 14); i després calculen la concentració d’ions hidròxid (pOH = - log [OH-]). - Càlcul de Q i comparació amb Kps Q = [Mg2+]o · [OH-]o2 = (5,0 x 10-3) · (1,996 x 10-6)2 Q = 1,99 x 10-14[0,2 p] Dada […]