Examen selectivitat Química 2024 Setembre (Sèrie 3) — Catalunya

La calç viva és l'òxid de calci que s'obté de la calcinació de roques calcàries. La calç apagada és hidròxid de calci que es produeix per hidratació de l'òxid de calci en un procés exotèrmic. Ambdues substàncies tenen múltiples aplicacions en diversos àmbits, però sobretot s'utilitzen en la construcció per a obtenir morter i guix. CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(s) [Figura (apartat b): gràfic de ΔG° (kJ mol⁻¹) en funció de T (K), de 0 a 600 K. És una recta descendent que passa per ΔG° = 300 kJ mol⁻¹ a T = 0 K, talla l'eix ΔG° = 0 a T = 350 K i continua fins a ΔG° ≈ −130 kJ mol⁻¹ a 500 K.] Dades: Masses atòmiques relatives: O = 16,0; Ca = 40,0. Entalpia estàndard de formació a 298 K, ΔH°f (kJ mol⁻¹): CaO(s) −634,9; H₂O(l) −285,5; Ca(OH)₂(s) −985,6.

El tetraòxid de dinitrogen (N₂O₄) és un oxidant molt tòxic i corrosiu. Es fa servir com a propel·lent de coets i també és un poderós reactiu utilitzat en síntesis químiques. Forma part, juntament amb altres òxids de nitrogen, de la pol·lució de les grans ciutats a causa de la combustió en els motors d'explosió. El tetraòxid de dinitrogen es transforma en diòxid de nitrogen (NO₂) a 373 K segons la reacció següent: N₂O₄(g) ⇄ 2 NO₂(g) Dades: Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K⁻¹ mol⁻¹.

La taula periòdica ordena els elements químics per grups (columnes) i períodes (files). En estudiar les diferents propietats físiques veiem que els elements d'un mateix grup tenen propietats semblants. Conèixer aquestes propietats és essencial per a poder-ne avaluar el comportament químic. Punts d'ebullició dels hidrurs del grup de l'oxigen (°C): H₂O 100,0; H₂S −60,1; H₂Se −42,0; H₂Te −1,8. Dades: Nombres atòmics: Z(H) = 1; Z(C) = 6; Z(N) = 7; Z(O) = 8. Electronegativitat segons l'escala de Pauling: H = 2,2; C = 2,55; N = 3,04; O = 3,44; S = 2,58; Se = 2,55; Te = 2,1.

Sovint trobem l'aigua oxigenada (H₂O₂), també anomenada peròxid d'hidrogen, a les farmacioles, ja que es fa servir com a desinfectant de les ferides. Si deixem una ampolla d'aigua oxigenada oberta, el peròxid d'hidrogen es descompon de manera espontània en aigua i oxigen mitjançant la reacció química següent: 2 H₂O₂(aq) → 2 H₂O(l) + O₂(g) ΔH° < 0 Podem investigar experimentalment la cinètica d'aquesta reacció mesurant la quantitat d'oxigen gasós que es produeix amb el pas del temps. En una primera sèrie de tres experiments al laboratori, es van obtenir les dades de la descomposició de H₂O₂ que es mostren en la taula següent: Experiment 1: [H₂O₂]₀ = 0,15 mol L⁻¹; velocitat inicial = 6,3 × 10⁻³ mmol L⁻¹ s⁻¹. Experiment 2: [H₂O₂]₀ = 0,25 mol L⁻¹; velocitat inicial = 10,5 × 10⁻³ mmol L⁻¹ s⁻¹. Experiment 3: [H₂O₂]₀ = 0,30 mol L⁻¹; velocitat inicial = 12,7 × 10⁻³ mmol L⁻¹ s⁻¹. (1 mol equival a 10³ mmol.)

L'1-butanol o butan-1-ol és un compost orgànic amb la fórmula molecular C₄H₁₀O. A temperatura ambient, el butan-1-ol és un líquid parcialment soluble en aigua, però completament soluble en dissolvents orgànics. L'1-butanol es troba present en petites quantitats en moltes begudes produïdes per fermentació alcohòlica de sucres i carbohidrats. S'utilitza principalment com a dissolvent en la fabricació de vernissos i en la producció d'acetat de butil, una aroma artificial i un dissolvent àmpliament utilitzat. [Figura (apartat b): ciclohexanol ⇄ ciclohexè + H₂O, amb H₂SO₄ sobre les fletxes d'equilibri.] Dades: Electronegativitat segons l'escala de Pauling: H = 2,2; C = 2,55; O = 3,44.