PAU Química 2013 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 1

1. La calç viva, CaO, s’utilitza en el tractament d’aigües i en l’eliminació del diòxid de sofre dels gasos de les xemeneies de les centrals tèrmiques, mentre que la calç morta o apagada, Ca(OH)2, s’usa juntament amb sorra i aigua en els morters emprats en la construcció per a unir maons. Si posem aigua en contacte amb la calç viva, aquesta s’hidrata i origina la calç apagada. Observeu la taula següent i responeu a les qüestions: Dades termodinàmiques, a 298 K Substància ΔHf° (kJ mol–1) ΔGf° (kJ mol–1) CaO(s) –635,1 –604,0 Ca(OH)2(s) –985,8 –898,5 H2O(l) –285,8 –237,1 a) Escriviu la reacció de transformació de la calç viva en calç apagada i expliqueu rao- nadament si la reacció absorbeix o desprèn calor, en condicions estàndard i a 298 K, quan es duu a terme a pressió constant. [1 punt] b) Expliqueu raonadament si la reacció de transformació de la calç viva en calç apaga- da és espontània, en condicions estàndard i a 298 K. [1 punt]

Pregunta 1 a) Reacció: CaO(s) + H2O (l) → Ca(OH)2(s) [0,1 p] Calculem la entalpia de la reacció en funció de les entalpies de formació. ∆Ho (reacció) = (Σ np ∆Ho f, productes) - Σ nr ∆Ho f, reactius) ∆Hº(reacció) = [∆Hºf(Ca(OH)2)] − [∆Hºf(CaO) + ∆Hºf(H2O)] [0,2 p] ∆Hº(reacció) = [−985,8] – [(−635,1) + (−285,8)] = −64,9 kJ [0,2 p] A pressió constant: ∆Hº(reacció) = calor [0,2 p] La reacció és exotèrmica donat que l’entalpia és negativa. La reacció desprèn calor. [0,3 p] Pregunta 1 b) L’espontaneïtat, a p i T constant, depèn de l’energia lliure de la reacció, ∆Gº. Si ∆Gº < 0 ⇒ la reacció és espontània [0,3 p] Calculem la variació d’energia lliure de la reacció, a partir de les energies lliures de formació de cada compost: ∆Go (reacció) = (Σ np ∆Go f, productes) - Σ nr ∆Go f, reactius) ∆Gº(reacció) = [1x ∆Gºf (Ca(OH)2)] − [1x ∆Gºf(CaO) + 1x ∆Gºf(H2O)] [0,4 p] ∆Gº(reacció) = [-898,5] – [-604,0 + (-237,1)] = −57,4 kJ −57,4 kJ < 0 ⇒ reacció espontània [0,3 p]