PAU Química 2015 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 2

2. La nitroglicerina, C3H5N3O9, que tradicionalment s’ha utilitzat per a fabricar explosius, també s’usa en medicina com a vasodila­ tador per a tractar l’angina de pit. Podem representar la descom­ posició de la nitroglicerina mitjançant l’equació següent: 4 C3H5N3O9(l) → 6 N2(g) + 12 CO2(g) + O2(g) + 10 H2O(l)    DH° (298 K) = −6 165,6 kJ a) Una dosi de nitroglicerina per a tractar l’angina de pit és de 0,60 mg. Si suposem que aquesta quantitat s’acaba descomponent totalment en l’organisme segons la reacció química anterior, calculeu quin volum d’oxigen obtindríem, mesurat a 1,0 bar i a 298 K, i quina quantitat de calor s’alliberaria a pressió constant, en condicions estàn­ dard i a 298 K. [1 punt] b) Calculeu l’entalpia estàndard de formació de la nitroglicerina a 298 K. [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; N = 14,0; O = 16,0. Constant universal dels gasos ideals: R = 8,3 × 10–2 bar L K–1 mol–1. Entalpia estàndard de formació, a 298 K: DH°f (CO2, g) = −393,5 kJ mol–1; DH°f (H2O, l) = −285,8 kJ mol–1.

Reacció: 4 C3H5N3O9(l)  6 N2(g) + 12 CO2(g) + O2(g) + 10 H2O(l) ΔHo(298 K)= −6165,6 kJ Massa de C3H5N3O9 = 0,60 mg = 6,0x10-4 g Dades. Variació d’entalpia de la reacció (tal com està igualada) = −6165,6 kJ Càlcul del volum d’oxigen Massa molar de C3H5N3O9 = (12x3) + (1x5) + (14x3) + (16x9) = 227 g/mol Calculem els mol d’oxigen: 6,0x10-4 g C3H5N3O9 x (1 mol C3H5N3O9 / 227 g C3H5N3O9) x x (1 mol O2 / 4 mol C3H5N3O9)= 6,607x10-7 mol O2 [0,2 p] Apliquem l’equació dels gasos ideals per calcular el volum d’oxigen: p V = n R T  V = (n R T) / p Dades: p = 1,0 bar R = 8,3 x10-2 bar L / K mol T = 298 K n (O2) = 6,607x10-7 mol V = (6,607x10-7 x 8,3x10-2 x 298) / 1,0  V = 1,63x10-5 L d’oxigen [0,3 p] Càlcul de la calor alliberada: ΔHo = qp (on qp és la calor de la reacció a pressió contant) [0,2 p] 6,0x10-4 g C3H5N3O9 x (1 mol C3H5N3O9 / 227 g C3H5N3O9) x x (6165,6 kJ / 4 mol C3H5N3O9)=  4,03x10-3 kJ (ó 4,03 J)  Calor alliberada = 4,03x10-3 kJ (ó 4,03 J) [0,3 p]  Es correcte si el resultat […]