PAU Química 2016 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 4

4. El consum de substàncies estupefaents comporta un greu problema de salut pública. Aquestes substàncies romanen acumulades en diferents parts del cos durant un cert temps, que varia des de dies fins a mesos. Per exemple, podem detectar la cocaïna (C17H21NO4) i l’amfetamina (C9H13N) al cabell d’una persona fins al cap de noranta dies d’haver-ne consumit mitjançant la tècnica d’espectrometria de masses. En la figura següent es pot veure l’espectre de masses obtingut a partir del cabell d’una persona de la qual sospitem que ha pres una d’aquestes drogues. a) Quina magnitud s’ha representat en l’eix horitzontal del gràfic? A partir de les dades experimentals, deduïu si la persona ha pres cocaïna o amfetamina. [1 punt] b) A 250 °C de temperatura i a 1 atm de pressió, la cocaïna es troba en estat gasós. Calculeu el volum molar de la cocaïna en aquestes condicions de temperatura i pres­ sió, suposant que es tracta d’un gas ideal. Quines diferències hi ha entre un gas real i un gas ideal? [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: C = 12; H = 1; N = 14; O =16. Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L mol–1 K–1.

4. ESPECTROMETRIA DE MASSES a) Eix horitzontal: Representa la relació massa/càrrega (m/z) dels fragments de la molècula. (0,3 punts) Cocaïna: C17H21NO4 Pm = 303 g/mol Amfetamina: C9H13N Pm = 135 g/mol L’últim pic correspon al fragment més gran i és el pic molecular, que es forma quan la molècula perd 1 electró: M+ = 303. Aquest valor correspon al pes molecular de la cocaïna. (0,7 punts) b) P Vm = R T ⇒ Vm = R T / P = (0,082) (532) / (1) = 42,886 L/mol Vm = 42,9 L/mol (0,5 punts) Diferències entre un gas real i un gas ideal: 1) Les molècules d’un gas real tenen un volum finit. En un gas ideal, suposem que el volum de les molècules és nul. 2) En un gas real, hi ha interacció entre les molècules (per exemple, forces intermoleculars). En un gas ideal, suposem que aquestes forces són nul·les. (0,5 punts)