PAU Química 2014 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 7

7. Una indústria química ha utilitzat l’espectroscòpia d’infraroig (IR) per a identificar un compost pur. Experimentalment s’ha obtingut l’espectre següent: a) Què li passa a una molècula quan absorbeix radiació infraroja? Justifiqueu si el com­ post pur és el 2-propanol o l’àcid propanoic. [1 punt] b) La zona de 700 a 1 200 cm–1 d’un espectre IR s’anomena empremta dactilar i és carac­ terística de cada compost. En l’espectre obtingut observem un pic intens a 900 cm–1 en aquesta zona. Calculeu la longitud d’ona, la freqüència i l’energia d’aquest pic. [1 punt] Dades:  Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s Velocitat de la llum en el buit: c = 3,00 × 108 m s–1 Absorció de diferents tipus d’enllaç en la regió de l’infraroig: Enllaç Tipus de compost Interval de nombre d’ona (cm–1) 2 850-2 970 alcans (C—C—H) 1 340-1 470 C—H 3 010-3 095 alquens (C=C—H) 675-995 alcohols 3 200-3 600 O—H àcids carboxílics 2 500-2 700 C—O alcohols, èters, àcids carboxílics, èsters 1 050-1 300 C=O aldehids, cetones, àcids carboxílics, èsters 1 690-1 760

a) Formulació: 2-propanol: CH3-CHOH-CH3 àcid propanoic: CH3CH2COOH [– 0,5 p si no formulen bé]  No és obligatori que els formulin, però si ho fan i la fórmula d’un dels dos és incorrecta es penalitzaran 0,5 p (tan si les fórmules errònies són una com si són dues) [En cap cas la subpregunta 7a pot tenir una puntuació negativa] Absorció de radiació infraroja. [0,4 p] Quan una molècula absorbeix radiació infraroja (IR) es produeixen canvis d’energia vibracional de la molècula (canvis en la vibració dels enllaços de la molècula). L’energia d’aquest tipus de radiació és capaç de provocar un salt des del nivell fonamental d’energia vibracional a un nivell excitat. Identificació del compost pur: [0,6 p] Opcional: formulació i llistat de tots els tipus d’enllaços  2-propanol: CH3-CHOH-CH3 Tenim enllaços C–C, C–H, C–O i O–H  àcid propanoic: CH3CH2COOH Tenim enllaços C–C, C–H, C=O, C–O i O–H. Tenim com a possibles compostos un alcohol i un àcid carboxílic. En ambdós compostos tenim un enllaç […]