Problema 6 · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 5 2024

6. El fosfà, abans conegut com a fosfina ($\text{PH}_3$), és un gas incolor a temperatura ambient amb una forta olor d'all o de peix podrit. S'utilitza en la fabricació de semiconductors, de materials ignífugs i de plàstics, i també com a pesticida en magatzems de gra. Un dels processos industrials d'obtenció de fosfà consisteix en la reacció directa entre fòsfor blanc ($\text{P}_4$) i hidrogen a altes pressions:

$$\text{P}_4(\text{s}) + \text{H}_2(\text{g}) \rightarrow 4\,\text{PH}_3(\text{g})$$

Es van realitzar tres experiments per a determinar la velocitat inicial de la reacció d'obtenció del fosfà per reacció directa entre el fòsfor blanc i l'hidrogen a 298 K, recollits a la taula següent:

Experiment

Concentració de $\text{P}_4$

($\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$)

Concentració de $\text{H}_2$

($\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$)

Velocitat

($\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$)

1

0,0110

0,0075

$3{,}20 \times 10^{-4}$

2

0,0110

0,0150

$6{,}40 \times 10^{-4}$

3

0,0220

0,0150

$6{,}40 \times 10^{-4}$

a)

Determineu l'equació de velocitat de la reacció amb els ordres de reacció de cada reactiu i l'ordre de reacció global. Determineu el valor i les unitats de la constant de velocitat.

[1,25 punts]

b)

El fosfà és un compost immediatament perillós per a la vida o la salut, segons l'Institut Nacional de Seguretat i Salut Ocupacional (NIOSH) dels Estats Units, en concentracions per sobre de $50\,\text{mg}\cdot\text{L}^{-1}$ en l'ambient. A l'etiqueta d'un envàs que conté fosfà s'observen els quatre pictogrames següents. Expliqueu què volen dir aquests pictogrames i de quins perills ens alerten.

[1,25 punts]