PAU Química 2007 · Juny · Sèrie 2 · Exercici 1

1. En la fermentació acètica del vi, per l’acció de bacteris del gènere Acetobacter, l’eta- nol (alcohol etílic) reacciona amb l’oxigen de l’aire, es transforma en àcid acètic i aigua i dóna lloc al vinagre. 1.1. Calculeu la H° d’aquesta reacció a 25 °C i raoneu si és exotèrmica o endo- tèrmica. Calculeu la S°a 25 °C i justifiqueu el caràcter positiu o negatiu d’a- questa variació a partir de les característiques de la reacció. [1 punt] Calculeu la G° d’aquesta reacció a 25 °C i raoneu si la reacció serà espontà- 1.2. nia o no a aquesta temperatura en les condicions estàndard. [0,6 punts] 1.3. L’etanol de les nostres farmacioles, tot i estar en contacte amb l’oxigen de l’ai- re, es manté estable i no es transforma en àcid acètic. Com justificaríeu aquest fet a partir de les dades obtingudes en l’apartat anterior? [0,4 punts] DADES: Temperatura = 25 °C Hf° / kJ·mol–1 Substància S° / J·K–1·mol–1 C2H5OH(l) 160,7 –277,6 CH3COOH(l) 159,8 –487,0 H2O(l) 70,0 –285,8 O2(g) 205,0

1. Oxidació de l’etanol 1.1 La reacció és: CH3-CH2OH(l) + O2(g) → CH3-COOH(l) + H2O(l) y la seva ΔH0 de reacció és: ΔH0 = -487,0 + (-285,8) – 0 – (-277,6) = - 495,2 kJ [0,4 punts] de manera que la reacció serà exotèrmica (ΔH0 < 0) [0,1 punts] Càlcul de la variació d’entropia: ΔS0 = 159,8 + 70,0 – 160,7 – 205,0 = -135,9 J·K-1 [0,3 punts] La variació d’entropia de la reacció és negativa, cosa que vol dir que hi ha un guany en l’ordre molecular en el decurs de la reacció. Aquest resultat és congruent amb el fet que l’estat físic dels reactius sigui el de líquid i gas mentre que els dos productes de reacció són líquids. [0,2 punts] 1.2 Càlcul de la variació d’energia de Gibbs ΔG0 = ΔH0 -TΔS0 = -495,2 kJ – (273 + 25) K . (-0,1359) kJ·K-1 = (-495,2 + 40,5) kJ = - 454,7 kJ [0,4 punts] com ΔG0 = - 454,7 kJ (ΔG0<0) la reacció serà espontània, a 25 ºC en les condicions estàndard [0,2 punts] 1.3 Estabilitat de l’etanol en les farmacioles. El fet que una reacció sigui espontània (ΔG<0) no vol dir […]