Problema 4 de Química de la Selectivitat 2024

Juny 2024, Sèrie 1 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

4. L'acetat d'etil (també anomenat etanoat d'etil) és un dissolvent orgànic utilitzat àmpliament en diferents sectors industrials, com el de pintures i vernissos, el de cosmètics i perfumeria, l'alimentari, el farmacèutic o el d'adhesius. L'acetat d'etil s'obté principalment mitjançant la reacció d'esterificació de Fisher a partir d'àcid acètic i etanol, en presència d'un catalitzador àcid i calor, segons la reacció següent, en què també s'obté aigua: CH_3COOH(l) + CH_3CH_2OH(l) \rightleftharpoons CH_3COOCH_2CH_3(l) + H_2O(l) Els envasos de l'àcid acètic i de l'etanol se subministren etiquetats amb els pictogrames següents: [Imatge: Quatre pictogrames de perill] Pictograma 1 Pictograma 2 Pictograma 3 Pictograma 4 Àcid acètic Etanol a) Es fan reaccionar 115,0 mL d'etanol amb 1,0 mol d'àcid acètic. Quan la reacció arriba a l'equilibri queden 0,15 mol d'àcid acètic sense reaccionar. Determineu el valor de la constant d'equilibri (K_c) de la reacció. Considereu que el volum de la mescla líquida de reacció es manté constant durant el procés. Indiqueu què representen cadascun dels pictogrames de l'àcid acètic i l'etanol, i quins problemes poden causar. [1,25 punts] b) Per a aconseguir el màxim rendiment en un procés industrial d'obtenció d'acetat d'etil, s'utilitzen principalment dues estratègies: — realitzar la reacció amb un gran excés d'etanol; — anar eliminant l'aigua del recipient de reacció. Raoneu per què aquestes dues estratègies fan augmentar el rendiment de la reacció. Expliqueu quin efecte tindria sobre el rendiment de la reacció el fet de no utilitzar un catalitzador. [1,25 punts] DADES: Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0. Densitat de l'etanol: 0,80 g mL^{-1}.

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

Veure la solució del problema