Problema 7 de Química de la Selectivitat 2025

Setembre 2025, Sèrie 3 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

Exercici 4c Exercici 4 Responeu només a DUES de les quatre qüestions plantejades (a, b, c i d). L'etanol i l'èter dimetílic, o dimetil èter, són dos compostos orgànics amb la mateixa fórmula molecular (C_2H_6O), però amb estructures i propietats químiques molt diferents. — L'etanol és un alcohol amb un grup funcional hidroxil que li confereix una polaritat significativa i la capacitat de formar enllaços d'hidrogen amb altres molècules. És conegut per ser l'alcohol que es troba en les begudes alcohòliques, però també té usos com a antisèptic i dissolvent, i en la producció de biocombustible. — L'èter dimetílic, en canvi, pertany a la família dels èters. Aquest compost és menys polar que l'etanol i no pot formar enllaços d'hidrogen entre les seves pròpies molècules. S'utilitza sobretot com a propel·lent en esprais i com a possible substitut del dièsel en alguns motors. L'entalpia de combustió d'1 mol d'èter dimetílic és de -1 292 kJ mol^{-1}. En resum, l'etanol i l'èter dimetílic són exemples excel·lents de com compostos amb la mateixa fórmula molecular poden presentar propietats molt diferents a causa dels seus grups funcionals i estructures. Aquesta distinció fa que les seves aplicacions, comportament químic i consideracions de seguretat també siguin únics per a cadascun d'ells. L'espectrometria d'infraroig (IR) és la tècnica ideal per a identificar ràpidament els tipus de grups funcionals presents en un determinat compost orgànic. Per tant, és una eina que permet distingir aquestes dues substàncies. DADES: Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0. | Enllaç | C—C | C—H | C—O | O—H | O=O | C=O | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | Entalpia d'enllaç a 25 °C i 1 atm (kJ mol^{-1}) | 348 | 412 | 358 | 463 | 498 | 799 | c) L'espectre d'IR de la pàgina següent correspon a una de les dues substàncies (etanol o èter dimetílic). Indiqueu quins són els enllaços característics de cada substància. Raoneu quin o quins senyals de l'espectre serien comuns en les dues substàncies, i quin o quins senyals us permeten identificar la substància de la qual es tracta. [1,25 punts] [Gràfic: Espectre d'IR amb la transmitància (%) en l'eix vertical i el nombre d'ona (cm^{-1}) en l'eix horitzontal] | Dades espectroscòpiques a la regió de l'infraroig | | | :--- | :--- | | Enllaç | Interval del nombre d'ona (cm^{-1}) | | O—H | 3 550-3 200 | | 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 |

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

Veure la solució del problema