PAU Química 2015 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 2

2. En la fermentació acètica del vi, per acció dels bacteris del gènere Acetobacter, l’etanol reacciona amb l’oxigen de l’aire i es transforma en àcid etanoic (anomenat habitualment àcid acètic) i aigua, mescla líquida que dóna lloc al vinagre. a) Escriviu la reacció de fermentació acètica del vi. Calculeu-ne la variació d’entalpia, en condicions estàndard i a 298 K, i justifiqueu si la reacció és endotèrmica o exotèrmica. [1 punt] Bacteris del gènere Acetobacter b) Calculeu la variació d’energia lliure de la reacció de fer­ mentació acètica del vi, en condicions estàndard i a 298 K, i justifiqueu si la reacció és espontània. [1 punt] Dades:  Entalpia estàndard de formació, a 298 K: DH°f (CH3CH2OH, l) = –277,6 kJ mol–1; DH°f (CH3COOH, l) = –487,0 kJ mol–1; DH°f (H2O, l) = –285,8 kJ mol–1. Energia lliure estàndard de formació, a 298 K: DG°f (CH3CH2OH, l) = –174,9 kJ mol–1; DG°f (CH3COOH, l) = –392,6 kJ mol–1; DG°f (H2O, l) = –237,2 kJ mol–1.

Reacció de fermentació acètica del vi: CH3CH2OH(l) + O2(g)  CH3COOH(l) + H2O (l) [0,2 p]  Es considerarà correcte encara que no explicitin l’estat físic (líquid o gas) de cada substància. Càlcul de l’entalpia de la reacció Relacionem l’entalpia de la reacció amb l’entalpia de formació de reactius i productes: ΔHo (reacció) = ( np ΔHo f, productes) – ( nr ΔHo f, reactius) ΔHº(reacció) = [ΔHºf (CH3COOH) + ΔHºf (H2O)] − [ΔHºf (CH3CH2OH) + ΔHºf (O2)] [0,3 p] L’entalpia estàndard de formació de l’oxigen és zero. ΔHº(reacció) = [(−487,0) + (−285,8)] – [(−277,6)]  ΔHº(reacció) = −495,2 kJ (ó −495,2 kJ/ mol) [0,3 p]  Si no indiquen les unitats de l’entalpia de reacció (o són incorrectes) es penalitzarà 0,1 punts.  La reacció és exotèrmica ja que l’entalpia és negativa (desprèn calor). [0,2 p] Pregunta 2b Càlcul de l’energia lliure de la reacció Relacionem l’energia lliure de la reacció amb l’energia lliure de formació de reactius i productes: ΔGo (reacció) = ( np ΔGo f, productes) – ( […]