PAU Química 2024 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 3

3. La glucosa (C6H12O6) és un monosacàrid que es troba en molts aliments i en la sang. En la fabricació del pa és molt important la reacció de fermentació de la glucosa per acció del llevat. En aquesta reacció de fermentació s’obté etanol (C2H5OH) i diòxid de carboni (CO2). C6H12O6(s) → 2 C2H5OH(l) + 2 CO₂(g) a) Calculeu l’entalpia estàndard de la reacció de fermentació de la glucosa a 25 °C a par- tir de les reaccions de combustió de la glucosa i de combustió de l’etanol, si sabem que la combustió d’1,0 mol de glucosa desprèn 2 813 kJ mol–1 a 25 °C i la combustió d’1,0 mol d’etanol desprèn 1 367 kJ mol–1 a 25 °C. La reacció de fermentació de la glu- cosa és endotèrmica o exotèrmica? Justifiqueu la resposta. [1,25 punts] b) La glucosa és una de les principals fonts d’energia per al cos humà. Determineu de quanta energia de Gibbs estàndard a 25 °C es disposa per a mantenir l’activitat mus- cular i nerviosa del cos a partir de la combustió d’1,0 mol de glucosa en condicions fisiològiques (la temperatura de la sang en condicions normals és de 36,5 °C). Es tracta d’una reacció espontània en condicions fisiològiques? Justifiqueu la resposta. Considereu que l’entalpia i l’entropia estàndard no varien amb la temperatura. [1,25 punts] Dades: Entropies estàndard absolutes a 298 K: Substància CO2(g) O2(g) H2O(l) C6H12O6(s) S° (J mol–1 K–1) 213,8 205,2 70,0 2 121,0

Problema 3a Reaccions de combustió Glucosa: C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(l) [0,25 p.] Etanol: C2H5OH(l) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g)+ 3 H₂O(l) [0,25 p.] Càlcul de l’entalpia de la reacció de fermentació Reaccions Segons la reacció de fermentació C6H12O6(s) → 2 C2H5OH(l) + 2 CO₂(g), reescrivim les reaccions de combustió de la glucosa i l’etanol per calcular l’entalpia estàndard de la reacció de fermentació de la glucosa aplicant la llei de Hess. Reacció de combustió 1: directa C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(l) ΔH o r1 = - 2813 kJ mol-1 Glucosa: Reacció de combustió 2: doblada i girada 2 [2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) → C2H5OH(l) + 3 O₂(g)] ΔH o r2 = - 2 x (-1367 kJ mol-1) Etanol: C₆H₁₂O₆(s)→ 2 C2H5OH(l) + 2 CO₂(g) [0,40 p.] Càlcul Aplicant la llei de Hess: ΔH0fermentació = ΔH o r1 – 2 × ΔH o r2 = - 2813 kJ mol-1 – 2 × (1367 kJ mol-1) = 79 kJ mol-1 ⇒ ΔH0fermentació = 79 kJ mol-1 [0,20 p.] Justificació del tipus de reacció ⇒ La reacció és exotèrmica perquè ΔH0fermentació <0, i això s […]