Química PAU 2025

Enunciado del examen en texto

Texto sacado del PDF oficial. Las fórmulas, tablas y figuras se ven mejor en el visor de arriba.

2025 Proves d’accés a la universitat

Química Sèrie 4

Qualificació

Comprovació

2a correcció

Exercici 1 Exercici 2 Exercici 3 Exercici 4 Suma de notes parcials Qualificació final

Etiqueta de l’estudiant

Ubicació del tribunal ..............................................................................

Número del tribunal ...............................................................................

Etiqueta de qualificació

Etiqueta de correcció

L’examen consta de QUATRE exercicis obligatoris. Cada exercici val 2,5 punts. Feu els exercicis 1, 2 i 3, i responeu a TOTES les qüestions que s’hi plantegen. A l’exercici 4, responeu només DUES de les quatre qüestions plantejades. Si en contesteu més de dues, només es valoraran les dues primeres.

Podeu utilitzar calculadora, però no es permet l’ús de calculadores o altres aparells capaços d’emmagatzemar dades o de transmetre o rebre informació.

Les respostes han de ser clares i han d’estar redactades de manera coherent i cohesionada, amb correcció gramatical, lèxica i ortogràfica.

Exercici 1 Els telèfons inteŀligents contenen entre trenta i setanta elements químics; tots són essencials per al funcionament d’aquests aparells. Per exemple, en les bateries els elements majoritaris són el liti, el cobalt i el carboni; els vidres de les pantalles s’han endurit (per fer-los més resistents) mitjançant un intercanvi d’ions de sodi per ions de potassi, i per al funcionament de les connexions electròniques s’utilitzen metalls com el coure, l’or i la plata.

a) Escriviu la configuració electrònica dels elements que s’utilitzen en les bateries dels telèfons inteŀligents. Justifiqueu a quin grup, període i bloc de la taula periòdica pertany cadascun.

Raoneu, segons la configuració electrònica i el model atòmic de càrregues elèctriques, si el radi atòmic del sodi serà més gran o més petit que el radi atòmic del potassi.

[1,25 punts]

b) Sabent que l’energia d’ionització de la plata és de 731 kJ mol–1, calculeu la freqüència i la longitud d’ona que hauria de tenir un fotó capaç d’ionitzar un àtom de plata. Expliqueu per què el signe de l’energia d’ionització és positiu.

[1,25 punts]

Dades:

Nombres atòmics: Z(Li) = 3; Z(C) = 6; Z(Na) = 11; Z(K) = 19; Z(Co) = 27.

Nombre d’Avogadro: NA = 6,02 × 1023 mol–1.

Velocitat de la llum en el buit: c = 3 × 108 m s–1.

Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s.

1 nm = 10–9 m.

Espai per a la correcció Exercici 1

Total

Exercici 2 El llautó és un aliatge de zinc i coure molt present en la vida quotidiana. Per la seva brillantor i el seu color daurat, s’utilitza en joieria, en bijuteria, en rellotgeria i en la fabricació d’instruments musicals.

a) Se submergeix una mostra de llautó en una dissolució d’àcid clorhídric i s’observa que es desprenen unes bombolles d’hidrogen. Escriviu les semireaccions d’oxidació-reducció del zinc i del coure amb l’àcid clorhídric. A partir dels potencials estàndard de reducció, justifiqueu si les bombolles d’hidrogen que s’observen són conseqüència de la reacció del zinc, del coure o de tots dos elements amb l’àcid clorhídric.

[1,25 punts]

b) Una peça d’un aliatge de massa 20,0 g que conté coure metàŀlic s’utilitza com a ànode en una ceŀla electrolítica. Aquesta peça se submergeix en una dissolució d’àcid clorhídric i s’hi fa circular un corrent de 2,0 A fins que tot el coure ha reaccionat. Calculeu quantes hores cal fer passar aquest corrent perquè es desprenguin 2,8 L d’hidrogen gasós a 1,0 atm de pressió i a 25 °C.

Calculeu la massa de coure que ha reaccionat.

[1,25 punts]

Dades:

Potencials estàndard de reducció a 25 °C: E°(Zn2+/Zn) = –0,76 V;

E°(Cu2+/Cu) = 0,34 V; E°(H+/H2) = 0,00 V.

Constant de Faraday: F = 96 500 C mol–1.

Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K–1 mol–1.

Massa atòmica relativa: Cu = 63,5.

Espai per a la correcció Exercici 2

Total

Exercici 3 El 13 d’octubre de 1908, el químic alemany Fritz Haber va registrar la patent del procés que porta el seu nom, amb el qual s’obté amoníac a partir d’hidrogen gasós i nitrogen gasós a pressions altes i en presència d’un catalitzador. L’amoníac que es forma es va separant de la resta de gasos i es va recollint en un recipient. L’amoníac és el segon producte químic més produït al món; el 70 % de la producció es destina a fertilitzants i la resta s’utilitza com a matèria primera per a fabricar plàstics, productes de neteja o tèxtils, entre d’altres.

N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)

a) Expliqueu què és l’energia d’enllaç. Calculeu l’entalpia d’aquesta reacció en condicions estàndard a 25 °C. Calculeu també l’energia interna d’aquesta reacció en condicions estàndard a la mateixa temperatura.

[1,25 punts]

b) En un recipient de 2,5 L s’introdueixen 0,9 mol de N2 i 1,5 mol de H2. Una vegada assolit l’equilibri a una determinada temperatura, la concentració de H2 és de 0,2 m. Calculeu la concentració en l’equilibri de NH3 i de N2. Raoneu per què aquesta reacció es fa a pressions altes i per què l’amoníac obtingut se separa de la resta de gasos.

[1,25 punts]

Dades:

Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K–1 mol–1; R = 8,314 J K–1 mol–1.

Enllaç

N≡N

H—H

N—H

Entalpies d’enllaç a 25 °C (kJ mol–1) i a 1 atm

Espai per a la correcció Exercici 3

Total

Exercici 4 Responeu només a DUES de les quatre qüestions plantejades (a, b, c i d).

L’anomenat PLA (àcid polilàctic) o fibra de PLA és un polímer que es va començar a desenvolupar en els primers anys del segle xxi. Els seus usos són diversos; s’empra, per exemple, com a fil en la impressió 3D o en vasos biodegradables. És un bioplàstic que es pot obtenir a partir del blat de moro o de la remolatxa sucrera. Industrialment s’obté a partir de l’àcid làctic (substància A) o bé de la lactida (substància B).

L’àcid làctic és un àcid orgànic monopròtic de fórmula molecular C3H6O3 que es pot produir tant per síntesi artificial com a partir de fonts naturals i que s’utilitza com a intermediari sintètic en moltes indústries de síntesi orgànica i en diverses indústries bioquímiques. La lactida es pot obtenir normalment per la reacció entre dues molècules d’àcid làctic, que formen un dièster cíclic de fórmula molecular C6H8O4.

a) L’àcid làctic (A) o àcid 2-hidroxipropanoic (CH3—CH(OH)—COOH) és un sòlid de color blanc que es troba a la llet i als productes làctics. La seva constant d’acidesa a 25 °C és Ka = 1,38 × 10–4. Calculeu el pH d’una dissolució 1,0 × 10–3 m d’àcid làctic. Quants grams necessitaríeu per a preparar 500,0 mL d’aquesta dissolució? Quin és el material de vidre que és imprescindible utilitzar per a preparar aquesta dissolució de concentració exactament coneguda? Justifiqueu la resposta.

[1,25 punts]

b) Encercleu i anomeneu els grups funcionals presents en les molècules d’àcid làctic (A), de lactida (B) i de les substàncies C i D de la taula de la pàgina següent. Expliqueu què és la quiralitat molecular. Identifiqueu si hi ha algun centre quiral en l’àcid làctic (A) i en la molècula C, i justifiqueu la resposta.

[1,25 punts]

c) Les molècules C i D són isòmers de l’àcid làctic (A) o de la lactida (B)? En el cas que ho siguin, identifiqueu quin és l’isòmer de l’àcid làctic (A) i quin és l’isòmer de la lactida (B), i indiqueu en cada cas de quin tipus d’isomeria es tracta. Argumenteu les respostes.

Escriviu un estereoisòmer geomètric de la molècula C.

[1,25 punts]

d) Al gràfic de la pàgina següent, identifiqueu els principals senyals de l’espectre d’infraroig (IR) que us permetin poder assignar l’espectre a l’àcid làctic (substància A). Indiqueu si hi ha senyals que no apareixerien en l’espectre d’IR de la lactida (substància B), i si en l’espectre d’aquesta substància seria esperable algun senyal més que permetés diferenciar-la. Argumenteu les respostes.

[1,25 punts]

Dades:

Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0.

Àcid làctic (substància A)

Lactida (substància B)

Substància C

Substància D

Espectre d’infraroig (IR enregistrat en fase gasosa) de l’àcid làctic (substància A)

Dades espectroscòpiques a la regió de l’infraroig Enllaç

Interval de nombre d’ona (cm–1)

O—H

3 650-3 300

C—H

3 000-2 850

C=O

1 750-1 650

C=C

1 650-1 500

C—O—C (èter)

1 300-1 000

C—O (alcohol)

1 260-1 000

Espai per a la correcció

Exercici 4

Total

[Podeu utilitzar aquestes pàgines per a acabar de respondre a algun exercici.]

Comprovació:

2a correcció:

3a correcció:

Etiqueta de l’estudiant

L’Institut d’Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l’edició d’aquesta prova d’accés

Soluciones y criterios de corrección en texto

Pàgina 1 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Sèrie 4 L’alumnat ha de respondre les 4 preguntes proposades.

Les tres primers preguntes consten de dos apartats (a i b) que valen sempre 1,25 punts. La pregunta quatre consta de quatre apartats dels quals només s’han de respondre dos.

Com a norma general, tingueu en compte que un error no s’ha de penalitzar dues vegades. Si un càlcul necessita un resultat anterior, i aquest és erroni, cal valorar la resposta independentment del valor numèric, i tenir en compte el procediment de resolució (sempre que els valors emprats i/o els resultats no siguin absurds).

Un error en la formulació penalitza 0,5 punts en aquell apartat, com s’explicita en la pauta.

En cap cas un apartat pot tenir una puntuació “negativa”.

Pàgina 2 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 1a Configuracions electròniques dels elements Li (Z=3) C (Z=6) Co (Z=27)

1s2, 2s1 1s2, 2s2, 2p2 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d7 [0,15 p.]

Justificació de grup, període i bloc Liti Li (Z=3) és del període 2 (n=2), del grup 1 (2s1) o metall alcalí, perquè la configuració electrònica acaba en ns1, i pertany al bloc s (s1).

[0,25 p.] Carboni C (Z=6) és del període 2 (n=2), del grup 14 (2s2, 2p2) o grup del carboni, perquè la configuració electrònica acaba en np2, i pertany al bloc p (p2).

[0,25 p.] Cobalt Co (Z=27) és del període 4 (n=4), del grup 9 (3s2, 4s2, 3d7) o metall de transició, perquè la configuració electrònica acaba en ns2 (n-1)d7, i pertany al bloc d (d7).

[0,25 p.] Comparació de radi de sodi i de potassi Configuracions electròniques Na i K Na (Z=11) K (Z=19)

1s2, 2s2, 2p6, 3s1 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 , 3p6, 4s1 [0,10 p.]

Comparació de radis L’àtom de potassi (K) té la capa més externa amb n=4 (4s1) i l’àtom de sodi té la capa més externa amb n=3 (3s1). A més, l’àtom de potassi té més protons i electrons que l’àtom de sodi i això provoca que l’atracció de les càrregues positives (nucli) amb les negatives (electrons) sigui més gran en el sodi que en el potassi, i el radi sigui, per tant, més petit.

 El radi de l’àtom de sodi és inferior al radi de l’àtom de potassi: radi Na < radi K [0,25 p.]

Pàgina 3 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 1b Freqüència i longitud d’ona d’un foto capaç de ionitzar un àtom de Ag

- Primer cal passar l’energia per mol a energia per àtom (emprant el NA):

𝑘𝐽

731· 𝑚𝑜𝑙·

1 𝑚𝑜𝑙

6,02 𝑥 10

à𝑡𝑜𝑚𝑠

103 𝐽

· 1 𝑘𝐽 = 1,214 x 10-18 J àtom-1

[0,15 p.]

- A partir de l’equació de Planck es relaciona l’energia de la radiació amb la freqüència:

E=h

[0,10 p.]  = E / h   = 1,214 x 10 J àtom / 6,63 x 10  = 1,831 x 1015 s-1 (ó 1,8431x 1015 Hz) -18

-1

-34

Js [0,30 p.]

- Càlcul de la longitud d’ona de la radiació anterior:

λ=c/ λ = 3,00 x 108 m s−1 / 1,831 x 1015 s-1 λ = 1,638 x 10-7 m

[0,10 p.] [0,30 p.]

Per què és positiu el signe de l’energia d’ionització?

L’energia d’ionització de la plata és la quantitat d’energia que cal subministrar a un àtom de Ag en estat gasós per arrencar-li un electró:

Ag(g) → Ag+(g) + 1 e- (Ei1, 1a energia de ionització) L’energia de ionització és una magnitud amb signe positiu perquè, en condicions normals, un àtom mai desprèn energia de forma espontània i s’ha de aportar energia a l’àtom en estat gasos per extreure-hi un electró.

[0,30 p.]

Pàgina 4 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 2a Formulació: Àcid clorhídric HCl

[-0,50 p. si no formulen bé]

Escriure les semireaccions Oxidació-reducció del Zn amb HCl Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e-

reacció d’oxidació

[0,10 p.]

2 H+(aq) + 2 e- → H2(g)

reacció de reducció

[0,10 p.]

reacció global

[0,10 p.]

Cu(s) → Cu2+(aq) + 2 e-

reacció d’oxidació

[0,10 p.]

2 H+(aq) + 2 e- → H2(g)

reacció de reducció

[0,10 p.]

Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)

Oxidació-reducció del Cu amb HCl

Cu(s) + 2 H+(aq) → Cu2+(aq) + H2(g) reacció global

[0,10 p.]

Procedència de les bombolles d'hidrogen Raonament 1 (calcular la FEM de la cel.la electroquímica) Una reacció redox té lloc de forma espontània si E0 > 0 quant el E0 < 0 la reacció no té lloc.

Càlcul de la FEM de la pila Cas del Zn:

E (pila) = E0 reducció - E0 oxidació = 0 V- ( - 0,76 V) = + 0,76 V

[0,15 p.]

E0 > 0

Cas del Cu:

E (pila) = E0 reducció - E0 oxidació = 0 V- 0,34 V = - 0,34 V

E0 < 0

[0,15 p.]

En aquest cas la única reacció redox possible és la reacció del Zn amb HCl per produir H2, perquè E0 > 0 (+ 0,76 V).

El Cu és un element que no reacciona amb HCl de forma espontània perquè el potencial de la pila és E0 < 0 (-0,34 V).

[0,35 p.]

Pàgina 5 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Raonament 2 (comparar el potencial de les dues semireaccions redox) Una reacció redox te lloc de forma espontània si E0 > 0 quant el E0 < 0 la reacció no té lloc, perquè passi això el potencial de l’espècie que es redueix ha de ser més gran que el de l’espècie que s’oxida.

[0,20 p.] En el cas del Zn el potencial de la reducció del H+ (0,0 V) és més gran que el potencial de la reducció del Zn2+ (-0,76 V), per tant la reacció és espontània.

[0,10 p.] En el cas del Cu el potencial de la reducció del H+ (0,0 V) és més petit que el potencial de reducció del Cu2+ (0,34 V), per tant la reacció no és espontània.

[0,10 p.] Per tant, la única reacció redox possible és la reacció del Zn amb HCl per produir H2, perquè E0 > 0.

[0,25 p.]

Pàgina 6 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 2b Temps en hores Si es fa passar una corrent de 2 A es produeix la reacció d’oxidació del Cu (de la peça d’aliatge) amb el HCl per produir Cu2+ i H2 segons la reacció:

Cu(s) + 2 H+(aq) → Cu2+(aq) + H2(g) o també opcionalment: Cu(s) + 2 HCl(aq) → CuCl2(aq) + H2(g) Càlcul mols d’hidrogen formats utilitzant l’equació dels gasos ideals:

Les condicions experimentals són:

V= 2,8 L P= 1 atm T = 25 ºC = 298 K PV=nRT n = (P V) / (RT) n = (1 atm x 2,8 L) / (0,082 atm L K-1 mol-1 x 298 K)  n = 0,114 mol de H2

[0,25 p.]

Càlcul del temps en hores que ha de passar la corrent de 2 A per produir 0,114 mol H2:

A partir de la reacció: 2 H+(aq) + 2 e- → H2(g), es calcula la càrrega necessària (Q) per dur a terme el procés i el temps en hores:

0,114 𝑚𝑜𝑙 𝐻2

2 𝑚𝑜𝑙 𝑒 − 1𝑚𝑜𝑙 𝐻2

96500𝐶

· 1𝑚𝑜𝑙 𝑒− = 22002 C  Q = 22002 C

Com Q = I · t , i I =2 A Per tant,

22002 C = 2 A· t (s)

[0,30 p.] [0,10 p.]

t = 22002 C / 2 A = 11001 s

Passem el temps a hores t = 11001 s / 3600 s h-1 = 3,056 h  t = 3,056 h

[0,35 p.]

Massa de Cu que ha reaccionat 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑢

63,5 𝑔

0,114 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 1𝑚𝑜𝑙 𝐻 · 1𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑢 = 7,239 g de Cu  grams de Cu= 7,239 g

[0,25 p.]

Pàgina 7 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 3a Explicació de que és l’energia d’enllaç L’energia d’enllaç és l’energia que es desprèn quan es forma un enllaç entre dos àtoms en estat gasós.

[0,25 p.] Càlcul de l’entalpia de la reacció a 25ºC L’entalpia estàndard d’una reacció es pot calcular a partir de les energies dels enllaços trencats (reactius) menys les energies dels enllaços formats (productes):

Hor=  nr Etrencats -  np Eformats

[0,15 p.]

Per la reacció: N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) En els reactius cal trencar:

1 enllaç N≡N 3 enllaços H-H En els productes cal formar:

6 enllaços N-H perquè es formen 2 mol d’amoníac Per tant, Hor = [(1 E N≡N + 3 E H-H)] – [(6 EN-H)]

[0,30 p.]

Hor = [(1 x 954) + (3 x 436)] – [(6 x 388)] = - 66 kJ mol-1 Hor = – 66 kJ mol-1

[0,20 p.]

Càlcul de la variació d’energia interna de la reacció a 25ºC Hor= Uo + n R T n= 2 – 4 = - 2 mol 1000 𝐽 − 66 𝑘𝐽 1 𝑘𝐽 = Uo + (-2) x 8,314 J K-1mol -1 x 298 K

[0,10 p.]

Uor = - 61.044,86 J mol-1

[0,25 p.]

Uor = - 66.000 J + 2 x 8,314 J K-1mol -1 x 298 K = - 61.044,86 J mol-1

Pàgina 8 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 3b Concentració d’amoníac i nitrogen a l’equilibri N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) Mols a l’inici Mols a l’equilibri

0,90 0,90 - x

1,5 1,5 – 3x

2x

[0,15 p.]

Càlcul de x [H2] a l’equilibri és 0,2 M, per tant el número de mols d’hidrogen és:

[𝐻2 ] =

𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑚𝑜𝑙 = 0,2 𝑀 (

𝑉𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟

𝑚𝑜𝑙𝑠 𝐻2 = [𝐻2 ] 𝑥 𝑉𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 = 0,2 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1 𝑥 2,5 𝐿 = 𝟎, 𝟓 𝒎𝒐𝒍 𝑯𝟐 A l’equilibri hi ha 0,5 mol de H2(g), per tant:

0,5 = 1,5 – 3 x  x = - (0,5-1,5) / 3 = 0,333 mol  x = 0,333 mol

[0,30 p.]

Concentració de N2 i NH3 a l’equilibri [𝑁2 ] =

𝑚𝑜𝑙 𝑁2 (0,90 − 0,333) 𝑚𝑜𝑙 0,57 𝑚𝑜𝑙

= 0,227 𝑀 𝑉 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 2,5 𝐿 2,5 𝐿 [0,20 p.]

[𝑁𝐻3 ] =

𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐻3 2 𝑥 0,333 𝑚𝑜𝑙 0,66 𝑚𝑜𝑙

= 0,266 𝑀 𝑉 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 2,5 𝐿 2,5 𝐿 [0,20 p.]

Raonament condicions de realització de la reacció Increment de pressió En augmentar la pressió, segons el principi de Le Châtelier, l’equilibri es desplaça cap el sentit amb menys nombre de mols, per d’aquesta manera produir una disminució de la pressió.

En aquest cas Δn = -2 (Δn = Σnproductes – Σnreactius = 2 – 4 = - 2) i l’efecte serà que la reacció és desplaçarà en el sentit dels productes (cap a la dreta) i es produirà més NH3.

 Si la pressió augmenta s’afavoreix la reacció directa (cap a la dreta)

[0,20 p.]

Eliminació de l’amoníac L’amoníac és el producte de la reacció, en eliminar-lo es disminueix la concentració del producte, per compensar l’equilibri es desplaça cap a la formació de productes i, per tant, es produirà més NH3.

[0,20 p.]

Pàgina 9 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 4a Càlcul del pH Càlcul de x CH3CH(OH)COOH(aq) + H2O(l) ⇄ CH3CH(OH)COO-(aq) + H3O+(aq) Concent. inici Concent. equilibri

1,00 𝑥 10−3 M 1,00 𝑥 10−3 M – x

[𝐶𝐻3 𝐶𝐻(𝑂𝐻)𝐶𝑂𝑂− ][𝐻3 𝑂+ ] 𝐾𝑎 = [𝐶𝐻3 𝐶𝐻(𝑂𝐻)𝐶𝑂𝑂𝐻] [(𝑥)·(𝑥)]

1,38 𝑥 10−4 = (1,00

𝑥 10−3 − 𝑥)

= (1,00

(𝑥 2 ) 𝑥 10−3 −𝑥)

(equació 1)

[0,15 p.]

𝑥 2 + 1,38 𝑥 10−4 𝑥 − 1,38 𝑥 10−7 = 0 Resolent l'equació quadràtica es troba 𝒙 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟑𝟎 𝑴. L’altre solució és negativa.

La concentració de H3O+ a l’equilibri és:

[H3O+] = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟑𝟎 𝑴 pH = - log [H3O+] = - log (𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟑𝟎)  pH = 3,52

[0,20 p.] [0,30 p.]

Grams d’àcid làctic per preparar 0,5 L de solució Massa molecular 𝐶𝐻3 𝐶𝐻(𝑂𝐻)𝐶𝑂𝑂𝐻 : 3 × 12,0 + 6 × 1,0 + 3 × 16 = 90 g mol-1

[0,15 p.]

90 𝑔⁄ 0,001 𝑀 à𝑐𝑖𝑑 𝑙à𝑐𝑡𝑖𝑐⁄ 1𝐿 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑 ′ à𝑐𝑖𝑑 𝑙à𝑐𝑡𝑖𝑐 𝑥 0,5 𝐿 = = 𝟎, 𝟎𝟒𝟓 𝒈 𝒅′ à𝒄𝒊𝒅 𝒍à𝒄𝒕𝒊𝒄

[0,25 p.]

Material de vidre El material de vidre que és imprescindible utilitzar per a preparar 0,5 L d’aquesta dissolució de concentració exactament coneguda és un matràs aforat de 0,5 L.

Justificació:

El matràs aforat és un material de vidre volumètric que conté un volum exacte de líquid.

S’utilitza per a preparar amb exactitud un determinat volum de dissolució d’una concentració coneguda.

En aquest cas, un volum d’un 0,5 L.

[0,20 p.]

Pàgina 10 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 4b Molècula

Grups funcionals Presenta dos grups funcionals diferents:

- 1 alcohol (-OH)

- 1 àcid carboxílic (-COOH)

Àcid làctic

[0,20 p.]

Lactida

Presenta només un tipus de grup funcional (èster cíclic):

- 2 èster cíclics (-COO). Opcional:

també anomenat lactona.

[0,10 p.]

Centre quiral Hi ha un centre quiral. És el carboni enllaçat al grup funcional alcohol (*).

És un estereocentre tetraèdric o carboni asimètric enllaçat a quatre substituents diferents: H, OH, CH3 i COOH.

[0,20 p.]

Presenta dos grups funcionals diferents:

- 1 doble enllaç C=C

- 2 grups d’àcid carboxílic (-COOH)

No hi ha cap centre quiral perquè no hi ha cap carboni esterocentre tetraèdric amb quatre substituents diferents en la molècula.

Opcional: Si que hi ha isomeria cis/trans.

Substància C

[0,20 p.]

[0,20 p.]

Substància D

Presenta dos grups funcionals diferents:

- 1 èter (-O-)

- 1 àcid carboxílic (-COOH) [0,20 p.]

Quiralitat molecular La quiralitat és la propietat que tenen certes molècules que no són superposables a la seva imatge especular. Les molècules quirals son aquelles que contenen al menys un esterocentre o carboni asimètric (carboni tetraèdric amb quatre substituents diferents) en la seva estructura i presenten activitat òptica.

[0,15 p.]

Pàgina 11 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 4c Identificació isòmers de l’àcid làctic i la lactina Sí, son isòmers estructurals perquè tenen la mateixa formula molecular però diferents grups funcionals.

[0,15 p.] L’isòmer de la molècula de l’àcid làctic (A) és la molècula de la substància D.

Es confirma perquè les fórmules moleculars són les mateixes (C3H6O3). Són isòmers estructurals o constitucionals de grup funcional, tenen grups funcionals diferents en un i altre, en lloc de un grup alcohol: -OH (molècula d’àcid làctic) hi ha un èter: C-O-C (molècula de la substància D).

[0,40 p.] L’isòmer de la molècula de la lactida (B) és la molècula de la substància C.

Es confirma perquè les fórmules moleculars són les mateixes (C6H8O4). Són isòmers estructurals o constitucionals de grup funcional, tenen grups funcionals diferents en un i altre, en lloc de dos grups d’àcid carboxílic (substància C) hi ha dos èsters cíclics (molècula de lactida), un té un doble enllaç (substància C) i l’altre té un tancament d’anell (molècula de lactida).

[0,40 p.]

Isòmer geomètric molècula C L’estereoisòmer geomètric de la substància C és un isòmer del tipus cis/trans que es produeix en alquens i cicloalcans.

La substància C de l’enunciat és l’isòmer trans perquè té els grups carboxílics en costats diferents del doble enllaç.

Per tant, l’isòmer que hi ha que dibuixar és l’isòmer cis perquè tal i com està dibuixat a l’enunciat és el trans.

[0,30 p.]

Pàgina 12 de 12 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 4d Senyals dels enllaços i grups funcionals característics de les molècules Enllaços molècula d’àcid làctic: té un grup carboxílic i un grup alcohol. Els enllaços son C-H, C=O, C-O i O-H Enllaços molècula de lactida: té èsters cíclics. Els enllaços son: C-H, C-O, C=O.

[0,20 p.] Pics principals en l’espectre de l’àcid làctic En l’espectre de l’àcid làctic s’aprecien 3 pics principals a aproximadament 3550 cm-1, 1750 cm-1 i 1000 cm-1.

Pic 3550 cm-1 correspon a un enllaç O-H (3650 a 3300 cm-1) Pic 1750 cm-1 correspon a un enllaç C=O (1750 a 1650 cm-1) Pic 1100 cm-1 correspon a un enllaç C-O (1260 a 1000 cm-1)

Opcional: Pic a 3000 cm-1 corresponent a un enllaç C-H (3000 a 2850 cm-1) [0,60 p.]

Diferencies amb l’espectre de la lactida Els pics a 1750 cm-1 (C=O) i 1100 cm-1 (C-O) serien comuns a la lactida (èster cíclic), però el pic de l’enllaç O-H (3550 cm-1) no es veuria perquè no hi ha cap grup alcohol en la molècula de lactida.

…