Problema 5 de Química de la Selectivitat 2021

Setembre 2021, Sèrie 1 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

5. En una activitat duta a terme al laboratori per a estudiar la solubilitat de diferents carbonats metàl·lics, un grup d'estudiants realitza l'experiment següent: transfereixen a un vas de precipitats 20\text{ mL} d'una solució de \text{CaCl}_2 1,0 \times 10^{-2}\text{ mol L}^{-1}; lentament, mentre escalfen una mica la solució, hi afegeixen 80\text{ mL} d'una solució de \text{Na}_2\text{CO}_3 2,0 \times 10^{-3}\text{ mol L}^{-1}. Ho remenen bé, ho deixen refredar fins a la temperatura ambient (19\text{ °C}) i observen que s'ha format un precipitat de color blanc de carbonat de calci. a) Justifiqueu, a partir dels càlculs necessaris, la formació del precipitat. Considereu additius els volums de les solucions aquoses. [1,25 punts] b) Mitjançant un procés de filtració, els estudiants separen el precipitat de carbonat de calci de la solució aquosa. D'aquesta solució, en fan quatre parts i les col·loquen en tubs d'assaig. Afegeixen al primer tub una solució de \text{Na}_2\text{CO}_3, al segon una solució de \text{Ca}(\text{NO}_3)_2, al tercer una solució d'àcid clorhídric, i al quart tub no hi afegeixen res, però l'escalfen fins a 70\text{ °C}. Expliqueu raonadament si en algun dels quatre tubs hi apareix un precipitat de carbonat de calci. [1,25 punts] DADES: Producte de solubilitat del carbonat de calci a 19\text{ °C}: K_{\text{ps}} = 4,8 \times 10^{-9}. Entalpia de dissolució del carbonat de calci a 19\text{ °C}: \Delta H^\circ < 0.

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

Veure la solució del problema