Problema 5 · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 5 2024

a) Escriviu la reacció de valoració.

Solución: $\mathrm{NH_3(aq) + HCl(aq) \rightarrow NH_4^+(aq) + Cl^-(aq)}$ / $\mathrm{NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl}$

a) Calculeu la concentració de la solució d’amoníac i expresseu aquesta concentració en mg mL⁻¹.

Solución: $3{,}4\text{ mg mL}^{-1}$ / $3{,}4\text{ g L}^{-1}$

a) Expliqueu com realitzaríeu en el laboratori aquesta valoració, indicant tot el material i altres substàncies que utilitzaríeu.

Solución: Procediment: omplir la bureta amb HCl, enrasar a zero, mesurar 5,0 mL d'amoníac amb pipeta aforada i traspassar a l'erlenmeyer, afegir 2-3 gotes d'indicador àcid-base, obrir la clau i afegir HCl agitant fins al viratge de color, anotar el volum gastat. Material: bureta amb peu i pinça, pipeta aforada i pera d'aspiració, erlenmeyer (o vas de precipitats), indicador àcid-base (ex. fenolftaleïna o vermell de metil).

b) Si es mesura el pH de la solució inicial i és 11,27, argumenteu qualitativament si el pH en el punt d’equivalència és àcid, neutre o bàsic.

Solución: àcid / acid

b) Raoneu com hauria de ser aproximadament la corba de valoració...

Solución: La valoració comença a pH bàsic (pH = 11,27) ja que tenim una base feble. En afegir HCl es forma una dissolució amortidora amoníac/amoni i el pH baixa lentament. En el punt d'equivalència (10,0 mL d'HCl) hi ha un salt brusc de pH cap a la zona àcida (pH < 7). Després del punt d'equivalència, per excés d'àcid fort afegit, el pH es torna molt més àcid tendint al pH de l'HCl (al voltant de pH 1-2).

b) ...i dibuixeu-la. Indiqueu on es trobaria el punt d’equivalència.

Solución: La corba arrenca a $V = 0\text{ mL}$ amb $\mathrm{pH} = 11{,}27$. Presenta una petita caiguda inicial seguida d'una zona amortidora fins al salt brusc centrat als $10\text{ mL}$ d'$\mathrm{HCl}$, on es troba el punt d'equivalència a $\mathrm{pH < 7}$ (aproximadament $\mathrm{pH} = 5{,}2$). A partir d'allà s'estabilitza a valors baixos de pH per excés d'$\mathrm{HCl}$.