Problema 3 · Química Selectividad Cataluña Setembre Serie 3 2024

3. La calç viva és l'òxid de calci que s'obté de la calcinació de roques calcàries. La calç apagada és hidròxid de calci que es produeix per hidratació de l'òxid de calci en un procés exotèrmic. Ambdues substàncies tenen múltiples aplicacions en diversos àmbits, però sobretot s'utilitzen en la construcció per a obtenir morter i guix.

$$\mathrm{CaO(s) + H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(s)}$$

DADES:

Masses atòmiques relatives: $\mathrm{O = 16{,}0;\ Ca = 40{,}0}$.

Substància

$\mathrm{CaO(s)}$

$\mathrm{H_2O(l)}$

$\mathrm{Ca(OH)_2(s)}$

Entalpia estàndard de formació a $298\text{ K}$, $\Delta H_f^\circ\text{ (kJ}\cdot\text{mol}^{-1}\text{)}$

$-634{,}9$

$-285{,}5$

$-985{,}6$

a)

Calculeu la calor que es desprèn en la reacció d'hidratació de la calç viva. Justifiqueu que la reacció és exotèrmica. Quina quantitat de calor s'alliberarà a pressió constant en el procés d'hidratació d'una tona ($1000\text{ kg}$) de calç viva?

[1,25 punts]

b)

El gràfic següent representa la variació amb la temperatura de l'energia de Gibbs d'una determinada reacció:

Considerant que la variació d'entalpia i d'entropia de la reacció són constants en tot l'interval de temperatures del gràfic, i considerant la reacció en condicions estàndard, raoneu a quina temperatura la reacció es trobarà en condicions d'equilibri. Determineu el valor de la variació d'entalpia estàndard de la reacció, indiqueu si serà endotèrmica o exotèrmica i justifiqueu la resposta. Raoneu a partir de quina temperatura la reacció serà espontània.

[1,25 punts]