PAU Química 2017 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 1

1. La descomposició tèrmica de l’hidrogencarbonat de sodi s’utilitza en la fabricació de pa, perquè el diòxid de carboni que desprèn produeix petites bombolles en la massa i això fa que «pugi» quan es posa el pa al forn. La reacció ajustada que hi té lloc és la següent: 2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) a) Justifiqueu, fent els càlculs necessaris, que la reacció absorbeix calor si es duu a terme a pressió constant. [1 punt] b) Suposant que la reacció s’efectuï a volum constant, la quantitat de calor absorbida serà igual, més gran o més petita? Justifiqueu la resposta qualitativament. [1 punt] Nota:  Suposeu que la reacció es duu a terme sempre en condicions estàndard i a 298 K. Dades:  Entalpies estàndard de formació a 298 K: ∆Hf° (Na2CO3, s) = –1 131,0 kJ mol–1; ∆Hf° (NaHCO3, s) = –947,7 kJ mol–1; ∆Hf° (CO2, g) = –393,5 kJ mol–1; ∆Hf° (H2O, g) = –241,8 kJ mol–1.

Reacció: 2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) ΔHo reacció = ( np ΔHo f, productes) – ( nr ΔHo f, reactius) [0,2 p] ∆Ho reacció= [(1 x ∆Ho f, carbonat de sodi) + ( 1 x ∆Ho f, diòxid de carboni) + (1 x ∆Ho f, aigua ] – [(2 x ΔHo f, hidrogencarbonat de sodi) ΔHo reacció = [(1 x (-1131,0)) + (1 x (-393,5)) + (1 x -241,8)] – [(2 x (-947,7)] ΔHo reacció = + 129,1 kJ [0,3 p] A pressió constant  qp = ΔHo reacció (on qp és la calor a pressió constant) [0,2 p] qp = 129,1 kJ > 0  la reacció absorbeix calor [0,3 p] Si la reacció es realitza a volum constant  qv = E [0,2 p] on: qv és la calor a volum constant E és la variació d’energia interna de la reacció Relació entre l’entalpia i l’energia interna d’una reacció:  H = E +  R T [0,3 p]  E = H   R T  qv = qp   R T on  és la diferència dels coeficients estequiomètrics dels productes i dels reactius gasosos Reacció: 2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)  = (0 + 1 + 1) – (0) = 2 (positiu !) [0,2 p] Raonament per dec […]