PAU Química 2026 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 1

Exercici 1 Puntuació total de l’exercici 1 [2,5 punts en total] Els fotocatalitzadors són compostos capaços de promoure una reacció química quan són irradiats amb llum i s’apliquen en camps tan diversos com la degradació de contaminants, la producció d’hidrogen verd o la valorització de les emissions de CO2. Un dels fotocatalitzadors més populars utilitzat en algunes d’aquestes aplicacions és el diòxid de titani (TiO2), un semiconductor que absorbeix radiació ultraviolada (UV). 1.1. El TiO2 es pot obtenir a partir de la reacció següent: TiCl4(l) + O2(g) → TiO2(s) + 2 Cl2(g) Calculeu la variació d’energia lliure de Gibbs estàndard d’aquesta reacció a 25 °C. Indiqueu si es tracta d’un procés espontani en condicions estàndard a 25 °C, i deter- mineu en quin interval de temperatures ho serà, si assumim que l’entalpia i l’entropia de la reacció no varien amb la temperatura. [1,25 punts] Puntuació de l’apartat 1.1 1.2. Alguns dels contaminants que poden ser degradats mitjançant l’acció del diòxid de titani sota irradiació amb llum UV són el diclorometà (CH2Cl2), el dibromometà (CH2Br2) o el tetracloroetè (C2Cl4). Representeu les estructures de Lewis d’aquests tres compostos organohalogenats i predigueu quina serà la seva geometria segons la teoria de repulsió dels parells d’elec- trons de la capa de valència (RPECV). En el cas del tetracloroetè, digueu quina serà la geometria al voltant de cadascun dels àtoms de carboni de la molècula. Expliqueu de manera justificada si el tetracloroetè és un compost polar o no. [1,25 punts] Puntuació de l’apartat 1.2 Dades: Nombres atòmics: Z(H) = 1; Z(C) = 6; Z(Cl) = 17; Z(Br) = 35. Electronegativitat segons l’escala de Pauling: H = 2,20; C = 2,55; Cl = 3,16; Br = 2,96. Substància TiCl4(l) O2(g) TiO2(s) Cl2(g) Entalpia estàndard de formació a 25 °C –763,2 0,0 –944,0 0,0 ∆Hf° (kJ mol ) –1 Entropia estàndard absoluta a 25 °C +353,2 +205,0 +51,0 +223,0 S°(J mol–1 K–1 )