Ejercicio 3A · Química PAU Baleares Extraordinaria 2024

3A. (2 punts)

L'oxigen ($\mathrm{O_2}$) s'obtingué per primera vegada l'any 1772 quan el químic anglès Joseph Priestley escalfà òxid de mercuri (II) sòlid. Actualment, sabem que quan aquest compost s'escalfa es descompon de forma reversible en vapor de mercuri i oxigen gasós, segons el següent equilibri químic heterogeni:

$$2\ \mathrm{HgO\ (s)} \rightleftharpoons 2\ \mathrm{Hg\ (g)} + \mathrm{O_2\ (g)} \quad \text{amb } \Delta H^\circ\ (\text{a } 400\ ^\circ\mathrm{C}) > 0$$

a)

Introduïm $0{,}10\ \mathrm{mol}$ d'òxid de mercuri (II) en un recipient inicialment buit d'una capacitat de $10\ \mathrm{L}$. Posteriorment, el tapam i l'escalfam fins a arribar a $400\ ^\circ\mathrm{C}$. Determina la massa d'oxigen que s'obté quan s'assoleix l'equilibri.

b)

Si l'experiment de l'apartat anterior es realitza escalfant el recipient només fins a $300\ ^\circ\mathrm{C}$, sense modificar la quantitat d'òxid de mercuri (II) que hi introduïm ni el volum del recipient; obtindrem més o menys massa d'oxigen? Haurà canviat el valor de la constant d'equilibri en concentracions, $K_c$? Justifica les respostes.

Dades:

$K_c\ (\text{a } 400\ ^\circ\mathrm{C}) = 1{,}19 \cdot 10^{-7}$; masses atòmiques: $\mathrm{O} = 16\ \mathrm{u}$, $\mathrm{Hg} = 200{,}6\ \mathrm{u}$.