QU´IMICA 2n Batxillerat
Grup Hipernova Pep Forteza Ferrer (Coordinador) Josep Llu´ıs Borr`as Juan
Versi´o: 1.21 Darrera actualitzaci´o: 21/08/2015
Imatge de portada Horia Varlan
´Index
1 Rep` as 1r batxillerat 1.1 Conceptes fonamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1 Subst` ancies pures . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2 Mescles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Lleis dels gasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Llei general dels gasos ideals . . . . . . . . . 1.2.2 Equaci´ o general dels gasos ideals . . . . . . . 1.2.3 Llei de Dalton . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Dissolucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Reaccions qu´ımiques i c` alculs estequiom`etrics . . . . 1.4.1 Llei de conservaci´ o de la massa . . . . . . . . 1.4.2 Igualaci´ o o ajustament d’equacions qu´ımiques 1.4.3 Interpretaci´ o d’una equaci´o qu´ımica . . . . . 1.4.4 Reactiu limitant . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.5 Puresa dels reactius . . . . . . . . . . . . . . 1.4.6 Rendiment de les reaccions . . . . . . . . . . Activitats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
9 9 10 10 10 10 11 11 12 12 13 13 13 13 13 14 14
2 Teoria at` omica i propietats peri` odiques 2.1 Model at` omic de Rutherford . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Radioactivitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 L’experiment de Rutherford . . . . . . . . . . . 2.1.3 Model at` omic de Rutherford . . . . . . . . . . 2.1.4 Limitacions del model at`omic de Rutherford . . 2.2 Espectres at` omics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Radiaci´ o electromagn`etica . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Espectres at` omics . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3 L’espectre de l’hidrogen . . . . . . . . . . . . . 2.3 Quantificaci´ o de l’energia . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Radiaci´ o del cos negre. Hip`otesi de Planck . . 2.3.2 Efecte fotoel`ectric . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Model at` omic de Bohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1 Limitacions del model at`omic de Bohr . . . . . 2.5 Propietats ondulat` ories de la mat`eria . . . . . . . . . . 2.5.1 Dualitat ona-corpuscle. Principi de De Broglie 2.5.2 Principi d’incertesa de Heisenberg . . . . . . . 2.6 Model qu` antic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1 Significat dels nombres qu`antics . . . . . . . . . 2.6.2 Formes i grand` aries dels orbitals . . . . . . . . 2.7 Configuraci´ o electr` onica . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.1 Principi d’Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.2 Principi d’exclusi´ o de Pauli . . . . . . . . . . . 2.7.3 Regla de Hund o de m`axima multiplicitat . . . 2.7.4 Configuraci´ o electr` onica . . . . . . . . . . . . . 2.7.5 Justificaci´ o dels nombres d’oxidaci´o . . . . . . 2.8 Taula peri` odica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.9 Propietats peri` odiques dels elements . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19 19 19 19 19 20 20 20 21 21 22 22 23 23 24 25 25 25 26 26 27 28 28 28 29 29 30 30 30 3
´INDEX 2.9.1 Radi at` omic . . . . . 2.9.2 Radi i` onic . . . . . . 2.9.3 Energia d’ionitzaci´ o 2.9.4 Afinitat electr` onica . 2.9.5 Electronegativitat . Activitats . . . . . . . . . . . . . Preguntes PAU Illes Balears . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
30 32 32 34 34 35 39
3 Enlla¸ c qu´ımic 3.1 Enlla¸c i` onic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Xarxes i` oniques cristal·lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Energia de xarxa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3 Propietats dels composts i` onics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Enlla¸c covalent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Teoria de Lewis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Model de repulsi´ o entre parells d’electrons de la capa de val`encia . 3.2.3 Teoria d’enlla¸c de val`encia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.4 Teoria dels orbitals moleculars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.5 Polaritat dels enlla¸cos i les mol`ecules . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.6 Propietats dels composts amb enlla¸cos covalents . . . . . . . . . . 3.2.7 Forces intermoleculars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Enlla¸c met` al·lic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Teoria de l’enlla¸c de val`encia o teoria de deslocalitzaci´o electr`onica 3.3.2 Teoria dels electrons lliures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3 Teoria dels orbitals moleculars o teoria de les bandes d’energia . . 3.3.4 Propietats dels composts met`al·lics . . . . . . . . . . . . . . . . . . Activitats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preguntes PAU Illes Balears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43 43 44 44 45 46 47 50 53 56 56 57 58 60 60 60 60 61 62 65
4 Termoqu´ımica 4.1 Introducci´ o a la termodin` amica . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1 Sistemes termodin` amics . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2 Variables termodin` amiques i funcions d’estat . . 4.1.3 Equilibri i transformacions termodin`amiques . . 4.2 Treball mec` anic d’expansi´ o i compressi´o d’un gas . . . . 4.3 Transfer`encia d’energia en forma de calor . . . . . . . . 4.3.1 Calor espec´ıfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2 Calor espec´ıfica molar . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Primer principi de la termodin` amica . . . . . . . . . . . 4.4.1 Reaccions qu´ımiques a volum constant . . . . . . 4.4.2 Variaci´ o d’energia interna en processos adiab`atics 4.4.3 Entalpia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.4 Relaci´ o entre ∆H i ∆U . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Termoqu´ımica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.1 Equacions termoqu´ımiques . . . . . . . . . . . . 4.5.2 Diagrames ent` alpics . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3 Entalpia de reacci´ o . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.4 Entalpia de formaci´ o . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.5 Entalpia d’enlla¸c . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.6 Llei de Hess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71 71 71 71 72 73 74 74 74 74 75 76 76 76 77 77 78 78 79 80 81
4
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
´INDEX 4.6
Segon principi de la termodin`amica . . . . . . . . . . . 4.6.1 Espontane¨ıtat dels processos . . . . . . . . . . 4.6.2 Entropia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6.3 Segon principi de la termodin`amica . . . . . . . 4.6.4 Tercer principi de la termodin`amica . . . . . . 4.6.5 C` alcul de la variaci´ o d’entropia d’una reacci´o . 4.7 Criteris d’espontane¨ıtat . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7.1 Energia lliure de Gibbs . . . . . . . . . . . . . 4.7.2 Influ`encia de la temperatura en l’espontane¨ıtat Activitats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preguntes PAU Illes Balears . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .
83 83 83 84 84 85 86 86 88 89 94
5 Cin` etica qu´ımica i equilibri qu´ımic 5.1 Teories de les reaccions qu´ımiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 Teoria de les col·lisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2 Teoria del complex activat o de l’estat de transici´o . . . . 5.2 Velocitat de reacci´ o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Equaci´ o de velocitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2 Mecanismes de reacci´o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Factors que afecten a la velocitat de reacci´o . . . . . . . . . . . . 5.4 Equilibri qu´ımic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.1 Reaccions qu´ımiques reversibles i irreversibles . . . . . . . 5.4.2 Equilibri qu´ımic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 Constant d’equilibri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.1 Constant d’equilibri, Kc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.2 Constant d’equilibri, Kp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.3 Valor de la constant d’equilibri a partir d’altres constants 5.5.4 Magnitud de la constant d’equilibri . . . . . . . . . . . . . 5.5.5 Grau de dissociaci´ o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6 Quocient de reacci´ o. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.7 Factors que modifiquen l’equilibri. Principi de Le Chatelier . . . 5.7.1 Efecte de la de temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.7.2 Efecte de les variacions de pressi´o i volum . . . . . . . . . 5.7.3 Efecte de les variacions de concentraci´o . . . . . . . . . . 5.7.4 Addici´ o de gasos inerts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.7.5 Efecte dels catalitzadors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.8 Equilibri i espontane¨ıtat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9 Equilibris heterogenis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.10 Equilibri de solubilitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Activitats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preguntes PAU Illes Balears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
99 99 99 99 100 100 102 102 104 104 104 105 105 106 107 107 108 108 110 110 110 110 111 111 111 112 112 113 118
` 6 Acids i bases 6.1 Conceptes d’` acid i base . . . . . 6.1.1 Teoria d’Arrhenius . . . . 6.1.2 Teoria de Br¨ onsted-Lowry 6.1.3 Teoria de Lewis . . . . . . 6.2 Equilibri d’ionitzaci´ o de l’aigua . 6.3 Escala de pH . . . . . . . . . . . 6.4 For¸ca d’` acids i bases . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
125 125 125 126 127 127 128 129
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
5
´INDEX 6.4.1 For¸ca relativa dels ` acids. Constant d’acidesa . . 6.4.2 For¸ca relativa de les bases. Constant de basicitat 6.4.3 Relaci´ o entre Ka i Kb . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Hidr`olisi de les sals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5.1 Sals d’` acid fort i base forta . . . . . . . . . . . . 6.5.2 Sals d’` acid fort i base feble . . . . . . . . . . . . 6.5.3 Sals d’` acid feble i base forta . . . . . . . . . . . . 6.5.4 Sals d’` acid feble i base feble . . . . . . . . . . . . 6.6 Dissolucions amortidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7 Indicadors ` acid-base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.8 Reaccions de neutralitzaci´ o . . . . . . . . . . . . . . . . 6.9 Valoracions ` acid-base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Activitats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preguntes PAU Illes Balears . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Reaccions redox 7.1 Conceptes d’oxidaci´ o i reducci´ o . . . . . . . . . 7.2 Nombre d’oxidaci´ o . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 Igualaci´ o d’equacions pel m`etode de l’i´o-electr´o 7.3.1 Reaccions en medi ` acid . . . . . . . . . 7.3.2 Reaccions en medi b` asic . . . . . . . . . 7.4 Valoracions redox . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5 Piles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.1 Pila Daniell . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.2 Altres piles galv` aniques . . . . . . . . . 7.5.3 Pila seca . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.4 Pila alcalina . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.5 Pila de bot´ o. . . . . . . . . . . . . . . . 7.5.6 Acumulador de plom . . . . . . . . . . . 7.6 Potencials de reducci´ o . . . . . . . . . . . . . . 7.7 Espontane¨ıtat de les reaccions redox . . . . . . 7.8 Voltatge de les piles . . . . . . . . . . . . . . . 7.9 Electr` olisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.9.1 Estudi quantitatiu de l’electr`olisi . . . . Activitats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preguntes PAU Illes Balears . . . . . . . . . . . . . . A Normes seguretat i tractament de residus A.1 Normes i recomanacions de seguretat . . . A.1.1 Normes i recomanacions generals . A.1.2 Normes i recomanacions personals A.2 Manipulaci´ o de productes qu´ımics . . . . A.3 Eliminaci´ o de residus i deixalles . . . . . . A.3.1 Recomanacions generals . . . . . . A.4 Etiquetatge dels productes qu´ımics . . . . A.5 Pictogrames . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
en . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
129 130 131 132 132 132 133 133 134 136 137 138 139 142
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
149 149 149 150 151 153 154 154 154 155 156 156 156 156 156 157 158 159 160 160 163
el laboratori de qu´ımica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
169 169 169 169 170 171 171 172 173
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
´INDEX B Relacions ci` encia, tecnologia, societat i ambient (CTSA) B.1 Contaminaci´ o per CO2 . Efecte hivernacle . . . . . . . . . . B.2 Proc´es Haber per a l’obtenci´o industrial de l’amon´ıac . . . . B.3 Import` ancia a nivell industrial de l’`acid sulf´ uric . . . . . . . B.4 Pluja ` acida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.5 Corrosi´ o del ferro i la seva prevenci´o . . . . . . . . . . . . . B.6 Protecci´ o de la capa d’oz´ o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.7 Import` ancia dels pol´ımers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.8 Fermentaci´ o de la glucosa i grau alcoh`olic . . . . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
177 177 177 178 179 179 180 181 181
C Solucions C.1 Rep` as 1r batxillerat . . . . . . . . . . . C.2 Teoria at` omica i propietats peri`odiques . C.3 Enlla¸c qu´ımic . . . . . . . . . . . . . . . C.4 Termoqu´ımica . . . . . . . . . . . . . . . C.5 Cin`etica qu´ımica i equilibri qu´ımic . . . ` C.6 Acids i bases . . . . . . . . . . . . . . . C.7 Reaccions redox . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
183 183 183 183 184 184 185 186
D Constants i taules de valors
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
. . . . . . .
187
7
1
Rep`as 1r batxillerat 1.1 Conceptes fonamentals
` Atom: La mat`eria est` a formada per `atoms. Els `atoms estan constitu¨ıts pel nucli i per l’escor¸ca. El nucli el formen protons (p+ ) i neutrons (n0 ). L’escor¸ca est`a formada per electrons (e− ). Ions: Un ` atom pot transformar-se en un i´o si guanya o perd electrons. Si guanya electrons d´ona lloc a un ani´ o (i´ o amb c` arrega negativa). Si perd electrons d´ona lloc a un cati´o (i´o amb c`arrega positiva). Nombre at` omic (Z ): ´es el nombre de protons que hi ha al nucli d’un `atom. Identifica els `atoms d’un element. Si l’` atom ´es neutre, coincideix amb el nombre d’electrons. Nombre m` assic (A): ´es el nombre total de part´ıcules que constitueixen el nucli (nombre de protons + nombre de neutrons). Is` otops: s´ on varietats d’` atoms d’un mateix element (Z igual) que es diferencien en el nombre de neutrons (A diferent). Massa at` omica relativa d’un element (Ar , en u): ´es la mitjana ponderada de les masses dels diferents is` otops que formen l’element. La unitat de massa at`omica (u) es defineix com la dotzena ´ la massa que apareix a la taula peri`odica. part de la massa de l’is` otop de carboni-12. Es Mol` ecula: ´es un conjunt d’` atoms iguals o diferents que constitueix la quantitat m´ınima d’una subst`ancia que mant´e les propietats qu´ımiques. Indicam la composici´o d’una mol`ecula mitjan¸cant les f´ormules qu´ımiques. Massa Molecular (Mr , en u): ´es la suma de les masses at`omiques relatives dels `atoms que formen una mol`ecula. Mol: ´es la quantitat de subst` ancia que cont´e 6, 023 · 1023 part´ıcules. Aquest nombre es coneix amb el nom de nombre d’Avogadro (NA ). Massa molar (M, en g): ´es la massa d’un mol de subst`ancia. Si les part´ıcules s´on `atoms, la massa en grams d’un mol coincideix num`ericament amb la massa at`omica. Si les part´ıcules s´on mol`ecules, la massa en grams d’un mol (mossa molar) coincideix num`ericament amb la massa molecular. 9
` 1R BATXILLERAT CAP´ITOL 1. REPAS F´ ormula emp´ırica: indica la proporci´ o m´es senzilla que hi ha entre els `atoms dels elements que formen el compost. F´ ormula molecular: indica el nombre d’` atoms de cada element que hi ha a la mol`ecula. La f´ormula molecular ´es un m´ ultiple de la f´ ormula emp´ırica. f´ ormula molecular = n · f´ormula emp´ırica Composici´ o centesimal: ´es el percentatge en massa de cada un dels elements que formen un compost.
1.1.1
Subst` ancies pures
Les subst`ancies pures s´ on aquelles de composici´o fixa i propietats constants i caracter´ıstiques (temperatures de canvis d’estat, pressi´ o de vapor, conductivitat el`ectrica, etc.). Les subst`ancies pures no es poden separar en d’altres m´es simples per m`etodes fisics. Les subst`ancies pures es classifiquen en elements i composts. Elements: s´ on subst` ancies pures que no poden ser descompostes en unes altres de m´es senzilles. Tots els elements que existeixen estan ordenats a la taula peri`odica. Composts: s´ on subst` ancies pures que es poden descompondre en altres subst`ancies pures m´es senzilles (elements) per processos qu´ımics produ¨ıts per l’aplicaci´o de temperatures extremes, corrent el`ectric, etc. Es representen mitjan¸cant f´ ormules qu´ımiques.
1.1.2
Mescles
Les mescles estan formades per diverses subst`ancies pures. Tenen composici´o i propietats variables (no caracter´ıstiques, depenen de les propietats de la mescla). Es poden separar en les subst`ancies pures que les formen per m`etodes fisics. Les mescles poden ser homog`enies o heterog`enies. Mescles homog` enies: s´ on mescles amb un aspecte uniforme. No se’n poden distingir els components a ull nu ni amb un microscopi. En qualsevol punt de la mescla, les propietats s´on id`entiques. En s´on exemples l’aire i els aliatges com el llaut´o (coure i zinc) Mescles heterog` enies: se’n poden distingir els components a ull nu o amb l’ajut d’un microscopi. Les propietats varien d’un punt a un altre de la mescla. En s´on exemples el granit, la fusta i la llet.
1.2 Lleis dels gasos 1.2.1
Llei general dels gasos ideals
La llei general dels gasos ideals relaciona les variables pressi´o, volum i temperatura absoluta en diferents estats per a la mateixa massa d’un gas determinat. p2 V2 p1 V1 = = const. T1 T2
1.1
Si el pas de l’estat inicial 1 a l’estat final 2 es realitza mantenint alguna de les variables p, V o T constant, obtenim les expressions seg¨ uents:
10
1.2. LLEIS DELS GASOS Llei de Boyle i Mariotte Quan un gas experimenta transformacions a temperatura constant, el producte de la pressi´o que exerceix pel volum que ocupa es mant´e constant. pV = const. −→ p1 V1 = p2 V2 1.2 Llei de Charles A pressi´ o constant, el volum varia en relaci´o directa a la temperatura, expressada en kelvin. 1.3
V1 V2 V = const. −→ = T T1 T2 Llei de Gay-Lussac A volum constant, la pressi´ o varia proporcionalment a la temperatura, expressada en kelvin.
1.4
p1 p2 p = const. −→ = T T1 T2
1.2.2
Equaci´ o general dels gasos ideals
L’equaci´ o general dels gasos ideals relaciona les variables p, V i T amb la quantitat (nombre de mols n) de gas. pV = nRT 1.5 on R ´es la constant dels gasos ideal i agafa diferents valors en funci´o del conjunt d’unitats de pressi´o i volum emprats. Els valors m´es habituals s´on: J atm l = 8, 31 mol K mol K De l’equaci´ o general dels gasos ideals en podem deduir que volums iguals de gasos diferents en les mateixes condicions de pressi´ o i temperatura tenen el mateix nombre de mols i, per tant, el mateix nombre de mol`ecules. Un gas est` a en condicions normals (CN) si la temperatura ´es de 273 K i la pressi´o ´es d’1 atm. En aquestes condicions, el volum que ocupa un mol (volum molar) de qualsevol gas ´es 22, 4 l. Altres expressions de l’equaci´ o genral dels gasos ideals que ens poden ser u ´tils s´on les que inclouen la massa molar (M = m/n) i la densitat (ρ = m/V ): R = 0, 082
pV =
1.2.3
m RT M
p=
ρRT M
1.6
Llei de Dalton
La pressi´ o total (pT ) d’una mescla de gasos ´es igual a la suma de les pressions parcials (pi ) de tots els gasos de la mescla: X pT = pi 1.7 La pressi´ o parcial que exerceix cada component de la mescla dep`en del nombre de mols que representa aquest gas respecte del nombre de mols total (fracci´o molar, χi ): 11
` 1R BATXILLERAT CAP´ITOL 1. REPAS
pi =
ni pT = χi pT nT
1.8
La pressi´o parcial de cada component tamb´e la podem obtenir utilitzant l’equaci´o general dels gasos ideals, considerant que el volum ocupat per cada component ´es el volum total del recipient.
1.3 Dissolucions Les dissolucions s´ on mescles homog`enies de dos o m´es components, on el dissolvent ´es el component majoritari i el solut ´es el component minoritari. La proporci´ o en qu`e es troben els components d’una dissoluci´o s’anomena concentraci´o, la qual es pot expressar de diferents maneres. Percentatge en massa (%): indica la quantitat de solut que hi ha en 100 g de dissoluci´o. % massa =
msolut · 100 mdissoluci´o
1.9
Percentatge en massa (% VOL): indica el volum de solut que hi ha en 100 unitats de volum de dissoluci´o. Vsolut % VOL = · 100 1.10 Vdissoluci´o Grams per litre de dissoluci´ o (g /l ): indica la massa de solut dissolta per litre de dissoluci´o. Tamb´e es pot expressar en mg/l. g solut g/l = 1.11 l dissoluci´o Molaritat o concentraci´ o molar (M ): indica els mols de solut dissolts per cada litre de dissoluci´o. La unitat es pot escriure M, mol/l o mol/dm3 . Tamb´e es pot expressar amb el s´ımbol de l’esp`ecie qu´ımica entre claud` ators ([H2 SO4 ] = 0, 5 M). M=
mol solut l dissoluci´o
1.12
Fracci´ o molar (χ): indica els mols de solut que hi ha per cada mol de dissoluci´o. No t´e unitats. La suma de les fraccions molars de tots els components de la dissoluci´o ´es 1. χ=
mol solut mol solut + mol dissolvent
1.13
1.4 Reaccions qu´ımiques i c` alculs estequiom` etrics Una reacci´o qu´ımica ´es un proc´es en qu`e una o diverses subst`ancies (reactius) es transformen en una altra o altres subst` ancies de propietats diferents (productes). Aquest proc´es comporta una reordenaci´ o dels `atoms mitjan¸cant el trencament i la formaci´o d’enlla¸cos. No obstant aix` o, el nombre total d’` atoms de cada element es mant´e. Un canvi qu´ımic tamb´e implica un intercanvi energ`etic (absorci´o o despreniment d’energia). Una reacci´o qu´ımica es pot representar mitjan¸cant una equaci´o qu´ımica.
12
` ` 1.4. REACCIONS QU´IMIQUES I CALCULS ESTEQUIOMETRICS Els reactius i els productes es representen mitjan¸cant la seva f´ormula i se n’indica l’estat f´ısic amb els s´ımbols (s) per l’estat s` olid, (l) pel l´ıquid, (g) per gas i (aq) per les subst`ancies en dissoluci´o aquosa. Tamb´e s’empren els s´ımbols: ↑ per indicar que un producte gas´os es despr`en i ↓ en el cas de productes s` olids que precipiten.
1.4.1
Llei de conservaci´ o de la massa
En qualsevol reacci´ o qu´ımica la massa es conserva: la massa total dels reactius ´es igual a la massa total dels productes.
1.4.2
Igualaci´ o o ajustament d’equacions qu´ımiques
Igualar una equaci´ o qu´ımica consisteix a assignar uns coeficients adients que es col·loquen davant de cada f´ormula de manera que en els reactius i en els productes hi hagi el mateix nombre d’`atoms de cada element. Els coeficients afecten tota la f´ormula, ´es a dir, multipliquen els sub´ındexs.
1.4.3
Interpretaci´ o d’una equaci´ o qu´ımica
Una reacci´ o qu´ımica general: aA + bB → cC + dD es pot interpretar: • a mol`ecules de A reaccionen amb b mol`ecules de B per formar c mol`ecules de C i d mol`ecules de D. • a mols de A reaccionen amb b mols de B per formar c mols de C i d mols de D. • a litres de A reaccionen amb b litres de B per formar c litres de C i d litres de D (A, B, C i D s´ on gasos i es troben en les mateixes condicions de pressi´o i temperatura).
1.4.4
Reactiu limitant
La reacci´ o qu´ımica A + B → C + D s’acaba quan s’exhaureix completament un dels reactius A o B, o els dos alhora. S’anomena reactiu limitant el reactiu que s’acaba primer i reactiu en exc´es el que no es consumeix completament. Els c` alculs estequiom`etrics s’han de fer a partir de la quantitat inicial del reactiu limitant.
1.4.5
Puresa dels reactius
Les subst` ancies qu´ımiques comercials que s’utilitzen al laboratori i a la ind´ ustria no s´on el 100 % pures. El percentatge de subst` ancia pura s’anomena riquesa de la mostra i s’acostuma a expressar en % en massa. Quan els reactius no s´ on purs, s’ha de convertir la quantitat inicial impura en pura, ja que unicament reacciona aquesta u ´ltima part. 13
` 1R BATXILLERAT CAP´ITOL 1. REPAS
1.4.6
Rendiment de les reaccions
Normalment, les quantitats de producte que s’obtenen en una reacci´o qu´ımica s´on menors que les esperades segons els c` alculs estequiom`etrics. Aquesta difer`encia es produeix perqu`e el rendiment de les reaccions no ´es del 100 %. Un rendiment del 80 % es pot interpretar com: • En lloc dels 100 g de productes te` orics, s’obtenen 80 g reals. • En lloc dels 80 g de reactiu te` oricament necessaris per a la reacci´o, s’han d’emprar 100 g reals. El rendiment, η, es calcula: η=
massa obtinguda de producte · 100 massa te`orica de producte
1.14
Activitats 1. [J1999] Es disposa d’una mescla de sulfat d’amoni i de clorur de sodi. Amb la finalitat de determinar el % en pes de cada sal, es tracta amb hidr`oxid de sodi (en exc´es) una dissoluci´o formada a partir de 20 g de la mescla de sals. Com a resultat d’aquest tractament tot l’amoni es transforma en amon´ıac. Sabent que s’obtingueren 3, 4 g d’amon´ıac, calculau el % en pes de cada sal en la mescla inicial. 2. [S1999] Es t´e una mescla d’hidr` oxid de sodi i de clorur de sodi. Amb la finalitat de determinar la composici´ o de la mescla, se’n pesen 1, 50 g, es dissolen en aigua i es valoren amb `acid clorh´ıdric 0, 50 M. Es consumiren 14 ml per arribar al punt final. Calculau el % en pes de cada compost en la mescla inicial. 3. [S2000] Una planta industrial produeix di`ariament 40 000 litres d’aig¨ ues residuals que contenen `acid sulf´ uric. La concentraci´ o d’` acid sulf´ uric en aquestes aig¨ ues oscil·la al voltant dels 0, 8 g/l. Per minimitzar l’impacte ambiental d’aquests abocaments, s’ha pensat com a estrat`egia neutralitzar les aig¨ ues amb hidr` oxid de sodi. El preu de l’hidr`oxid de sodi ´es de 200 pessetes el kg. Calcula la despesa di` aria d’aquest tractament. 4. [S2001] Formulau i anomenau totes les cetones no c´ıcliques possibles de cinc `atoms de carboni. 5. [S2001] Quina ´es la molaritat d’una dissoluci´o d’`acid sulf´ uric del 26 % de riquesa i de densitat 1, 19 g/ml? 6. [J2002] Al laboratori es pot obtenir di` oxid de carboni fent reaccionar carbonat de calci amb `acid clorh´ıdric, a la reacci´ o es produeix tamb´e clorur de calci i aigua. Es volen obtenir 5 litres de di`oxid de carboni, mesurats a 25 o C i 745 mmHg. Suposant que hi ha prou carbonat de calci, calcula el m´ınim d’` acid clorh´ıdric del 32 % en pes i de densitat 1, 16 g/ml que ser`a necessari utilitzar. 7. [J2002] Formula i anomena un exemple de cada un dels seg¨ uents tipus de composts que tingui tres `atoms de carboni: (a) cetona, (b) ester, (c) alcohol, (d) alqu´ı, (e) alc`a. 8. [S2003] Per determinar la puresa d’una mostra d’hidr`oxid de calci se’n varen agafar 0, 150 grams i es varen dissoldre en quantitat suficient d’aigua. Posteriorment, es valor`a amb `acid clorh´ıdric 0, 1 M, i es varen gastar 36 cm3 en la neutralitzaci´o. Quina ´es la puresa de la mostra?
14
` ` 1.4. REACCIONS QU´IMIQUES I CALCULS ESTEQUIOMETRICS 9. [J2004] Es forma una dissoluci´o de clorur de calci dissolvent 8 grams de la sal en 100 grams d’aigua. Si la densitat ´es 1, 05 g/ml, calcula: (a) la molaritat, (b) la fracci´o molar de la sal. 10. [S2004] L’` acid fluorh´ıdric concentrat, HF, habitualment t´e una concentraci´o del 49 % en massa, i la seva densitat relativa ´es 1, 17 g/ml. (a) Quina ´es la molaritat de la dissoluci´o? (b) Quina ´es la molaritat de la dissoluci´ o que resulta en mesclar 500 ml d’aquest `acid amb 1 litre d’`acid fluorh´ıdric 2 M? 11. [J2005] Una mostra d’1, 268 grams de zinc al 95 % de puresa es tract`a amb un exc´es d’una dissoluci´ o 0, 65 M d’` acid sulf´ uric a 60 o C. Quin volum es va desprendre de dihidrogen en condicions normals? 12. [J2005] Quants mil·l´ılitres d’` acid sulf´ uric concentrat de densitat 1, 84 g/ml i 96 % en pes de H2 SO4 s´ on necessaris per preparar un litre de dissoluci´o 1 molar? 13. [S2005] Dins un matr` as aforat d’un litre es posen 200 cm3 d’aigua, quatre llenties d’hidr`oxid de sodi de 5 grams cada una i 200 cm3 de dissoluci´o aquosa 0, 5 M d’hidr`oxid de sodi. Es dissol i es duu amb aigua fins a l’enrasament. (a) Quina quantitat de solut hem afegit en total? (b) Quina ´es la concentraci´ o de la dissoluci´o resultant? 14. [S2005] Donada la reacci´ o Na2 SO3 + H2 SO4 → Na2 SO4 + SO2 + H2 O i suposant 2 litres de dissoluci´ o 1, 5 M d’` acid sulf´ uric, calcula: (a) Quants grams de Na2 SO3 reaccionaran? (b) Si el Na2 SO3 est` a en forma de dissoluci´o 3 M, quants cent´ımetres c´ ubics de dissoluci´o reaccionaran? (c) El volum de SO2 resultant a 300 o C i 5 atm. 15. [J2006] Volem preparar al laboratori 2 litres de dissoluci´o 0, 5 M d’`acid clorh´ıdric i disposam d’una botella amb ` acid clorh´ıdric concentrat amb les seg¨ uents dades: 37, 23 % en pes i densitat d’1, 19 g/ml. Calcula la quantitat necess`aria d’`acid concentrat i explica com faries aquesta dissoluci´ o i quin instrumental utilitzaries. 16. [J2006] Quin volum de dihidrogen mesurat a 50 o C i 1, 2 atm de pressi´o s’obt´e quan s’afegeixen 75 ml de HCl 0, 5 M a 10 grams de Al? 17. [J2006] En afegir aigua a 80 grams de carbur de calci (CaC2 ) es formen hidr`oxid de calci i acetil`e (et´ı) gas´ os. Quin volum d’oxigen a 20 o C i 747 mmHg es consumir`a en la combusti´o de l’acetil`e format? 18. [J2007] A l’etiqueta d’un flasc´o comercial d’`acid clorh´ıdric s’especifiquen les seg¨ uents dades: 35 % en pes, densitat 1, 18 g/ml. Calcula: (a) El volum de la dissoluci´o necessari per preparar 300 ml de clorh´ıdric 0, 3 M. (b) El volum d’hidr`oxid de sodi 0, 2 M necessari per neutralitzar 100 ml de la dissoluci´ o 0, 3 M de clorh´ıdric. 19. [J2007] El diclor s’obt´e al laboratori segons la reacci´o: `oxid de mangan`es(IV) m´es `acid clorh´ıdric d´ ona clorur de mangan`es(II), aigua i clor molecular. Calcula: (a) La quantitat d’`oxid de mangan`es(IV) necess` aria per obtenir 100 litres de clor mesurats a 15 o C i 720 mmHg. (b) El volum d’` acid clorh´ıdric 0, 2 M que s’haur`a d’emprar. 20. [S2007] En un proc´es es cremen 5 litres d’una dissoluci´o alcoh`olica amb un 80 % en pes d’etanol i densitat 0, 84 g/ml. Calcula la massa de di`oxid de carboni que es despr`en a la combusti´o. 21. [S2007] En l’an` alisi d’una blenda, en la qual tot el sofre es troba combinat com a ZnS, es tracten 0, 9364 grams de mineral amb `acid n´ıtric concentrat. Tot el sofre passa a estat d’`acid sulf´ uric, i aquest es precipita com a sulfat de bari. El precipitat es filtra i es fa net, s’asseca i es pesa. S’han obtingut 1, 878 grams de sulfat de bari. Calcula el % de ZnS en la mostra de blenda analitzada. 15
` 1R BATXILLERAT CAP´ITOL 1. REPAS 22. [J2008] (a) Calcula la fracci´ o molar de 250 ml d’una dissoluci´o aquosa de clorur de potassi que pesa 0, 292 kg i que t´e una concentraci´ o de 340 g/l en aquesta sal. (b) Calcula la molaritat d’una dissoluci´o aquosa d’` acid sulf´ uric que t´e una densitat d’1, 830 g/cm3 i un 93, 64 % de riquesa en pes. 23. [J2008] Es prenen 2 ml d’una dissoluci´o d’`acid sulf´ uric concentrat del 92 % de riquesa en pes i de densitat 1, 80 g/ml i es dilueixen amb aigua fins a 100 ml. Calcula: (a) La molaritat de la dissoluci´o concentrada. (b) La molaritat de la dissoluci´o dilu¨ıda. 24. [S2008] Es mesclen 20 grams de zinc pur amb 200 ml d’`acid clorh´ıdric 6 M. En acabar el despreniment de dihidrogen: (a) Qu`e quedar`a en exc´es, zinc o `acid? Quants de mols? (b) Quin volum d’hidrogen, mesurat a 27 o C i a la pressi´o de 760 mmHg, s’haur`a despr`es? 25. [J2009] El n´ıquel reacciona amb el sulf´ uric segons: n´ıquel + `acid sulf´ uric → sulfat de n´ıquel(III) + dihidrogen. (a) Una mostra de 3 grams de n´ıquel impur reacciona amb 2 ml d’una dissoluci´o de sulf´ uric 18 M. Calcula el percentatge de n´ıquel a la mostra. (b) Calcula el volum de dihidrogen despr`es, a 25 o C i 1 atm, quan reaccionen 20 grams de n´ıquel pur amb un exc´es de sulf´ uric. 26. [S2009] Un gram de cert ` acid org` anic monopr`otic de cadena lineal es neutralitza amb 22, 7 cm3 d’una dissoluci´ o 0, 5 M d’hidr` oxid de sodi. De quin `acid es tracta? 27. [J2010] Per con`eixer el contingut en carbonat de calci d’una roca calc`aria impura es fan reaccionar 14 grams de la calc` aria amb ` acid clorh´ıdric del 30 % en pes i de densitat 1, 15 g/ml. Sabent que les impureses no reaccionen amb l’` acid clorh´ıdric i que es gasten 25 ml de l’`acid, calcula: (a) El percentatge de carbonat de calci a la calc`aria. (b) El volum de di`oxid de carboni, mesurat en condicions normals, que s’obt´e a la reacci´o. 28. [J2010] 0, 301 grams d’un ` acid org` anic es dissolen en 100 ml d’aigua. Aquesta dissoluci´o es valora amb NaOH 0, 2 M i es necessiten 20, 9 ml per a la seva neutralitzaci´o. A partir d’aquestes dades, podries deduir si l’` acid org` anic ´es: CH3 −CH2 −COOH, CH2 −CH−COOH o b´e CH3 −COOH. 29. [S2010] Es dissolen en aigua 8, 5 grams de nitrat de sodi i 16, 4 grams de nitrat de calci i es dilueixen fins a 2000 cm3 . (a) Determina la concentraci´o d’ions sodi i d’ions nitrat de la dissoluci´o. (b) Quants d’ions calci hi haur`a en 100 cm3 de la dissoluci´o inicial? 30. [J2011] Es desitja preparar un litre d’una dissoluci´o d’`acid n´ıtric 0, 2 M a partir d’un `acid n´ıtric comercial de densitat 1, 50 g/cm3 i 33, 6 % de puresa en pes. (a) Quin volum haurem de prendre de la dissoluci´ o comercial? (b) Explica el procediment que seguiries per fer la preparaci´o i anomena el material necessari. 31. [J2011] Uns cient´ıfics de la Universitat de Reims han publicat recentment (J. Agric. Food Chem., 2010, 58, p` ag. 8768-8775) un estudi sobre les condicions id`onies per servir el xampany, incidint en la forma de la copa, la temperatura del xampany, i la forma de servir-lo (amb la copa recta o amb la copa inclinada). Al gr` afic es representa la concentraci´o de di`oxid de carboni dissolt en funci´o de la temperatura, (a) quina conclusi´o sobre la temperatura `optima per servir el xampany pots obtenir en funci´ o d’aquests resultats? (b) A 8 o C, quina ´es la massa de di`oxid de carboni dissolt en una copa de 100 ml?
16
` ` 1.4. REACCIONS QU´IMIQUES I CALCULS ESTEQUIOMETRICS
32. [J2011] Disposam de 6, 5 grams d’una dissoluci´o aquosa d’hidr`oxid de liti de densitat 1, 07 g/ml i amb una fracci´ o molar de l’hidr`oxid de 0, 08. Calcula: (a) La concentraci´o de la dissoluci´o en % en pes. (b) La molaritat de la dissoluci´o. (c) Els grams d’aigua que s’haur`a d’afegir a la dissoluci´ o perqu`e la fracci´ o molar en hidr`oxid sigui 0, 04. 33. [S2011] Justifica si s´ on correctes o no les seg¨ uents afirmacions: (a) El rendiment d’una reacci´o representa en tant per cent de reactiu/s que reacciona/en, respecte a la quantitat que hi ha inicialment. (b) En una reacci´ o qu´ımica, al reactiu que no es consumeix completament se’l denomina reactiu limitant. (c) Els coeficients estequiom`etrics, en una equaci´o qu´ımica, ens indiquen la quantitat que tenim de cada un dels reactius i la quantitat que es formar`a de cada un dels productes. (d) En una mol`ecula de C6 H5 NO2 tenim una mol`ecula de O2 , 5 mol`ecules de H2 , 1/2 mol`ecula de N2 i 6 ` atoms de C. 34. [J2012] Es mesclen 200 grams d’una mostra de carbonat de calci amb 10 litres d’`acid clorh´ıdric 0, 5 M i es produeix la reacci´ o (sense ajustar): carbonat de calci + `acid clorh´ıdric → clorur de calci + di` oxid de carboni + aigua. Si el di`oxid de carboni produ¨ıt ocupa un volum de 18, 9 l a 800 mmHg i 30 o C, calcula: (a) La riquesa de la mostra de carbonat de calci. (b) El pes de l’` acid clorh´ıdric pur que no ha reaccionat. (c) El pes de clorur de calci obtingut. 35. [S2012] A 7, 6 grams d’alumini s’afegeixen 100 ml d’`acid clorh´ıdric comercial del 36 % en pes i densitat 1, 18 g/ml, i s’obt´e clorur d’alumini i dihidrogen. (a) Indica quin ´es el reactiu limitant. (b) Calcula el volum d’hidrogen que s’obt´e a 25 o C i 750 mmHg. 36. [S2013] L’augmentine s’utilitza per al tractament d’infeccions bacterianes. Cont´e amoxicilina i `acid clavul` anic. (a) Indica el nom de dos grups funcionals presents a la mol`ecula d’amoxicilina. (b) Cada comprimit d’Augmentine cont´e 500 mg d’amoxicilina (C16 H17 O5 N2 S) i 125 mg d’`acid clavul` anic. Tenint en compte que la posologia habitual en un adult ´es d’un comprimit cada vuit hores durant una setmana, quants de mols d’amoxicilina haur`a pres un adult durant aquesta setmana?
17