PAU Química 2023 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 3

3. Als cellers on s’elabora vi, i durant el temps que dura el procés de fermentació del most, se sent un xiuxiueig constant que trenca el silenci, allò que en el món de l’enologia es coneix amb l’expressió «el vi bull». El sucre (glucosa) es converteix en etanol i, alhora, es produeix diòxid de carboni gasós: C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 glucosa etanol a) Sabem que les entalpies estàndard de combustió de la glucosa i de l’etanol són, res- pectivament, –2 816,8 kJ mol–1 i –1 366,9 kJ mol–1. Calculeu la calor que es desprèn, a pressió constant, quan es forma un mol d’etanol per fermentació de la glucosa. [1,25 punts] Nota: Les entalpies estàndard de combustió estan expressades per mol de substàn- cia que es crema. b) En les taules termodinàmiques podem trobar l’entalpia estàndard de formació d’un compost. Escriviu la reacció química corresponent a l’entalpia estàndard de formació de l’etanol gasós, i estimeu-ne el valor a partir de les dades d’energia d’enllaç següents: O=O Enllaç C—C C—O C—H H—H O—H Energia d’enllaç (kJ mol–1) 347 360 414 436 464 498 [1,25 punts]

Pregunta 3a Calor despresa a pressió constant Reacció de fermentació de la glucosa: C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 ΔHo ? - Escriure i igualar les reaccions de combustió Combustió de la glucosa: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O ΔHoc,gl = –2816,8 kJ [0,25 p] Combustió de l’etanol: ΔHoc,et = –1366,9 kJ CH3CH2OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O [0,25 p]  L’etanol el poden escriure com C2H6O enlloc de CH3CH2OH en qualsevol reacció química. - Aplicar la llei de Hess Combinem les dues reaccions de combustió perquè, en sumar-les, surti la reacció de fermentació de la glucosa. ΔHo1 = ΔHoc,gl = –2816,8 kJ C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O 2 x (2 CO2 + 3 H2O → CH3CH2OH + 3 O2) ΔHo2 = -2 x ΔHoc,et = -2 x (-1366,9) = +2733,8 kJ Llei de Hess: ΔHo = ΔHo1 + ΔHo2 ΔHo = -2816,8 + 2733,8 ΔHo = -83,0 kJ [0,4 p] A pressió constant: qp = ΔH [0,1 p]  la calor de la reacció de fermentació de la glucosa (tal com esta igualada) és de -83,0 kJ. El signe negatiu ens indica que la calor es desprèn. Aquesta dada és per 2 mol d’et […]