Problema 3 de Química de la Selectivitat 2016

Juny 2016, Sèrie 5 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

3. Molts èsters tenen una aroma característica i, per aquesta raó, es fan servir freqüentment com a aromatitzants artificials i additius alimentaris. Un d'aquests èsters és el butanoat d'etil, anomenat habitualment butirat d'etil, que té una aroma semblant a la de la pinya tropical. El podem obtenir per reacció entre l'àcid butanoic i l'etanol, d'acord amb l'equació química següent: Butirat d'etil CH₂CH₂CH₂COOH(1) + CH₂CH₂OH(1) ⇒CH₂CH₂CH₂COOCH₂CH₂(1) + H₂O(1) La constant d'equilibri, K, d'aquesta reacció té un valor de 4,0 a la temperatura de 50 °C. Un recipient conté una mescla formada per 0,40 mol d'àcid butanoic, 0,40 mol d'etanol, 0,50 mol de butanoat d'etil i 0,50 mol d'aigua. a) Justifiqueu, a partir dels càlculs necessaris, per què aquesta mescla no està en equilibri a 50 °C. Quines seran les quantitats (en mols) de cada compost quan la mescla assoleixi l'equilibri? [1 punt] b) Volem millorar el rendiment de la reacció d'obtenció de l'èster i ens proposen aplicar alguna de les tres estratègies següents: augmentar la pressió, afegir-hi una substància higroscòpica o afegir-hi més quantitat d'alcohol. Expliqueu raonadament si amb cadascuna de les estratègies aconseguirem l'objectiu que ens proposem o no. [1 punt] NOTA: Les substàncies higroscòpiques són substàncies que absorbeixen aigua, tant en forma de vapor com en forma líquida, de l'ambient que les envolta.

Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.

Veure la solució del problema