Exercici 1.2 · Química UB 2024

Exercici 1.1. Pila electroquímica de ferro i manganès

Es pretén dissenyar una pila per a un rellotge basada en els següents parells redox:

$$\varepsilon^\circ(\text{Fe}^{3+}/\text{Fe}^{2+}) = 0{,}77\text{ V} \quad\text{i}\quad \varepsilon^\circ(\text{MnO}_4^-/\text{Mn}^{2+}) = 1{,}51\text{ V} \text{ en medi àcid.}$$

Es disposa de $\text{HCl}$, $\text{KMnO}_4$, $\text{MnCl}_2$, $\text{FeCl}_2$ i $\text{FeCl}_3$. Tenint en compte aquesta informació, es demana:

Exercici 1.2. Termodinàmica de la respiració i fermentació

Considereu les dues rutes metabòliques de la D-glucosa ($C_6H_{12}O_6$) que es donen en condicions aeròbiques i anaeròbiques:

Respiració: $6\,\text{O}_2(\text{g}) + \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6(\text{aq}) \rightleftharpoons 6\,\text{CO}_2(\text{g}) + 6\,\text{H}_2\text{O}(\text{l})$

Fermentació alcohòlica: $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6(\text{aq}) \rightleftharpoons 2\,\text{CO}_2(\text{g}) + 2\,\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}(\text{aq})$

a)

Raoneu quina de les dues reaccions resulta termodinàmicament més favorable.

Respiració

Fermentació alcohòlica

b)

Calculeu el valor de la constant d'equilibri ($K$) per a la reacció de fermentació alcohòlica a 25 °C.

c)

Determineu la variació d'entropia estàndard ($\Delta S^\circ$) per a cadascuna de les dues reaccions.