PAU Química 2023 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 2

2. El cloroetà (C2H5Cl), també anomenat clorur d’etil, s’ha utilitzat al llarg de la història com a anestèsic d’ús tòpic i d’acció ràpida que actua per refredament local en l’àrea aplicada. Actualment es recomana evitar el contacte físic amb aquesta substància. Per a obtenir cloroetà, es poden utilitzar dos mètodes diferents que es basen en les reaccions següents: ⟶ C2H5Cl(g) + HCl(g) llum 1a reacció: C2H6(g) + Cl2(g) C2H4(g) + HCl(g) ⟶ C2H5Cl(g) ΔH° (298 K) = –64,9 kJ mol–1 llum 2a reacció: a) Si els valors de les entropies estàndard a 298 K són ΔS° = +2,09 J K–1 mol–1 i ΔS° = –128,6 J K–1 mol–1 per a la primera i per a la segona reacció respectivament, com- proveu que les dues reaccions són espontànies a la temperatura de 298 K. Justifiqueu la resposta. Expliqueu què indica, a escala microscòpica, el signe de la variació d’en- tropia estàndard d’aquestes dues reaccions. [1,25 punts] b) Les fitxes de seguretat del cloroetà (pictogrames 1 i 2) i de l’àcid clorhídric (pictogra- mes 3 i 4) contenen els símbols següents: Pictograma 1 Pictograma 2 Pictograma 3 Pictograma 4 Què volen dir aquests pictogrames de seguretat i de quins perills ens adverteixen? [1,25 punts] Dades: Entalpies estàndard de formació a 298 K: Substància C2H5Cl(g) HCl(g) C2H6(g) ∆Hf° (kJ mol–1) –104,9 –92,3 –84,7

Pregunta 2a Càlcul de l’entalpia estàndard de la primera reacció (Ho reacció) Ho reacció = (∑ np Hof productes) - (∑ nr Hof reactius) [0,10 p] ( np ΔHof, productes) = [(1 x ΔHof, C2H5Cl) + (1 x ΔHof, HCl)] ( nr ΔHof, reactius) = [(1 x ΔHof, C2H6) + (1 x ΔHof, Cl2)] Ho reacció = [1 x (-104,9 kJ mol-1 ) + 1 x (-92,3 kJ mol-1 )] - [1 x (-84,7 kJ mol-1) + 0] Horeacció = - 112,5 kJ mol-1 [0,20 p] Càlcul de l’energia de Gibbs de la primera reacció (Go) Canvi unitats So (J a kJ): - So = 2,09 J K-1 mol-1 x 1 kJ / 1000 J = 2,09 x 10-3 kJ K-1mol-1 Càlcul de G0 a 298 K: - G0 = H0 – T S0 G0 = - 112,5 kJ mol-1 – [298 K x (0,00209 kJ K-1 mol-1)] = -113,123 kJ mol-1  Go reacció = -113,1 kJ mol-1 [0,20 p]  La primera reacció serà espontània a 298 K (25 ºC) perquè Go < 0 [0,15 p] Càlcul de l’energia de Gibbs de la segona reacció (G0) Canvi unitats So (J a kJ): - So = -128,6 J mol-1 K-1 x 1 kJ / 1000 J = -0,1286 kJ K-1mol-1 Càlcul de G0 a 298 K: - G0 = H0 – T S0 G0 = -64,9 […]