PAU Química 2018 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 6

6. La urea (H2NCONH2) és una substància que alguns organismes vius sintetitzen per elimi­ nar l’excés d’amoníac del cos. Observeu les dades termodinàmiques de la taula següent: Variació d’entalpia Reacció ∆H° a 298 K (kJ) 2 NH3(g) + CO2(g) → H2NCONH2(s) + H2O(l) –133,3 2 NH3(g) + CO2(g) → H2NCONH2(aq) + H2O(l) –119,3 N2(g) +   H2(g) → NH3(g) –46,1 H2(g) +   O2(g) → H2O(l) –285,8 C(s, grafit) + O2(g) → CO2(g) –393,5 a) Calculeu l’entalpia estàndard de formació, a 298 K, de la urea sòlida. [1 punt] b) El procés de dissolució de la urea en aigua es pot representar per mitjà de l’equació H2NCONH2(s) ⇄ H2NCONH2(aq),  ΔH°dissolució > 0 següent: Calculeu la variació d’entalpia estàndard d’aquest procés de dissolució a 298 K. Expliqueu de quina manera la temperatura afectarà la dissolució de la urea. [1 punt]

Pregunta 6a Procediment 1 Primera reacció de la taula: 2 NH3(g) + CO2(g) → H2NCONH2(s) + H2O(l) ΔHo 1= -133,3 kJ Per determinar ΔHf de la urea sòlida podem relacionar la variació d’entalpia de la reacció anterior (ΔHo 1) amb les entalpies de formació dels productes i reactius: ∆Ho reacció = ( np ∆Ho productes) – ( nr ∆Ho f,, reactius) f, ΔHo reacció = [(1 x ΔHo f, urea, s) + 1 x (ΔHo f, aigua, l] – [(2 x ΔHo f, amoníac, g) + (1 x ΔHo f, CO2, g)] [0,3 p] Les reaccions 3, 4 i 5 de la taula són, respectivament, les entalpies estàndard de formació del NH3(g), de l’H2O(l) i del CO2(g). ΔHo f, amoníac, g = - 46,1 kJ; ΔHo f, aigua, l = - 285,8 kJ; ΔHo f, CO2, g= - 393,5 kJ [0,3 p] Substituint: –133,3 = [ (ΔHo f, urea, s) + (- 285,8)] – [(2 x (- 46,1)) + (- 393,5)] ΔHo f, urea, s = - 333,2 kJ L’entalpia de formació de la urea sòlida és –333,2 kJ (o –333,2 kJ mol-1) [0,4 p]  Es descomptaran 0,2 p si no indiquen les unitats (o són errònies) Procediment 2 La reacció de formació de la urea es p […]