ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΑ 1-2 (EΩΣ Ρ.Δ.) ΚΥΡΙΑΚΗ 18 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2015

Transcript

1 1 ΔΙΑΓΩΝΙΣΑ ΧΗΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΑ 1- (EΩΣ Ρ.Δ.) ΚΥΡΙΑΚΗ 18 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 015 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΑ Α Α1 γ Α β Α α Α4 α Α5. α Σ, β Λ, γ Σ, δ Λ, ε Σ ΘΕΑ B Β1.α. Στους 5 ο 7 ισχύει: [HO [OH 10 M και το ph του καθαρού νερού είναι επτά (7). Η αντίδραση αυτοϊοντισμού του νερού H O HO HO OH, ΔΗ > 0 είναι φαινόμενο ενδόθερμο. Έτσι με την αύξηση της θερμοκρασίας (80 ο ) η ισορροπία, λόγω του κανόνα του Le hatelier, μετατοπίζεται προς τα δεξιά, οπότε η συγκέντρωση του οξωνίου αυξάνεται (η K w αυξάνεται) και το ph του καθαρού νερού ελαττώνεται ( ph log[ho ) και γίνεται μικρότερο του επτά (7). β. Γνωρίζουμε ότι όσο πιο ισχυρό είναι το οξύ τόσο ασθενέστερη είναι η συζυγής του βάση. Επειδή το ΗΝΟ είναι ισχυρό οξύ το NO που είναι η συζυγής του βάση είναι πολύ ασθενής σαν βάση και δεν αντιδρά με μόρια νερού. γ. Σε υδατικό διάλυμα ισχυρού οξέος ΗΑ έχουμε: M - HA H O A HO 0,1M ;0,1M ;0,1M - H O HO A HO αρχ. 0,1 I/Π x x x x I/Ι ( x) ( x) x (0,1x) [ OH x M [ HO 0,1 x 0,1M (η συγκέντρωση του οξωνίου που προέρχεται

2 από τον αυτοϊοντισμό του νερού την θεωρούμε αμελητέα σε σχέση με το 0,1 ). w [HO [OH ,1 x x 10 M [OH [H o 14 O HO 5, w 10 δ. Στις ιοντικές ενώσεις έχουμε κρυσταλλικά πλέγματα στα οποία προϋπάρχουν τα ιόντα και συγκρατούνται μεταξύ τους με δυνάμεις ηλεκτροστατικής φύσης (oulomb). Κατά την διάλυση μιας ιοντικής ένωσης στο νερό καταστρέφεται το κρυσταλλικό τους πλέγμα (με την βοήθεια των πολικών μορίων του νερού) και τα ιόντα του κρυσταλλικού πλέγματος απελευθερώνονται στο διάλυμα (διάσταση). Τα ιόντα που προκύπτουν από την διάσταση ενώνονται με τα πολικά μόρια του νερού με δεσμούς ιόντος διπόλου και βρίσκονται στο διάλυμα με την μορφή εφυδατωμένων ιόντων. Π.χ. ή απλούστερα H O [ Na(H O) [ (H O Na ( s) ) H O ( s) Na(αq) (αq) Na Στις ομοιοπολικές ενώσεις δεν προϋπάρχουν ιόντα αλλά αυτά δημιουργούνται από την αντίδραση των μορίων της ομοιοπολικής ένωσης με τα μόρια του διαλύτη (συνήθως νερό) και παθαίνουν ιοντισμό. Π.χ. x O H H HO ε. Έστω ΗΑ ασθενές οξύ. ε την προσθήκη της συζυγούς του βάσης Α (χωρίς μεταβολή του όγκου του διαλύματος) έχουμε το φαινόμενο της ε- πίδρασης κοινού ιόντος. N aa Na A E.K.I. HA H O HO A Λόγω της επίδρασης κοινού ιόντος η ισορροπία (λόγω του κανόνα του Le hatelier) μετατοπίζεται προς τα αριστερά οπότε μειώνεται ο βαθμός ιόντισμού του ασθενούς οξέος ΗΑ, αποτέλεσμα άτοπο με δεδομένα του προ-βλήματος, άρα το ΗΑ είναι ισχυρό οξύ. Έστω ότι το ΗΑ είναι ισχυρός ηλεκτρολύτης. Τότε με την προσθήκη της συζυγούς του βάσης Α (χωρίς μεταβολή του όγκου του διαλύματος), δεν θα υπάρχει καμία μεταβολή στον βαθμό ιοντισμού του ΗΑ, γιατί δεν υ- y

3 πάρχει το φαινόμενο της επίδρασης κοινού ιόντος: NaA Na A οπότε ο βαθμός ιοντισμού του ΗΑ είναι HA HO A HO σταθερός (ίσος με τη μονάδα) Αποτέλεσμα αποδεκτό. Άρα το οξύ ΗΑ είναι ισχυρό οξύ. Β.α. Η πρόταση είναι λανθασμένη. Αιτιολόγηση: P < P log < log αηα αηα αηβ αηb αηα log > log >, αηα αηb οπότε το οξύ ΗΑ είναι ισχυρότερο από το οξύ ΗΒ στην ίδια θερμοκρασία, γιατί όπως γνωρίζουμε μέτρο της ισχύος ενός ασθενούς ηλεκτρολύτη, σε ορισμένη θερμοκρασία, είναι η σταθερά ιοντισμού του. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή τόσο πιο ισχυρός είναι ο ηλεκτρολύτης. β. Η πρόταση είναι λανθασμένη. Αιτιολόγηση: Το H OOH σε υδατικό του διάλυμα συμπεριφέρεται σαν ασθενέστερο οξύ από ότι σε διάλυμα αμμωνίας γιατί η αμμωνία είναι ισχυρότερη βάση από το νερό, οπότε έχει μεγαλύτερη τάση να προσλαμβάνει πρωτόνια. Άρα και το H OOH θα συμπεριφέρεται σαν ισχυρότερο οξύ και θα έχει μεγαλύτερη τάση να αποβάλλει πρωτόνια. Ιοντισμός: H OOH HO H OO H O οξύ βάση H OOH NH H OO NH4 οξύ βάση γ. Η πρόταση είναι λανθασμένη. Αιτιολόγηση: ε την προσθήκη διαλύματος ΗΑ στο διάλυμα του ΚΟΗ γίνεται αντίδραση: HA: n V 0,1 V ΚΟΗ: n V 0, V HA KOH KA HO αρχ. 0,1V 0,V αντ./παρ. 0,1V 0,1V 0,1V τελ. 0 0,1V 0,1V αηb

4 4 Στο διάλυμα που προκύπτει περιέχονται το άλας ΚΑ και η ισχυρή βάση ΚΟΗ με συγκεντρώσεις: 0,1V KA: [ KA 0,05 M V 0,1V ΚΟΗ: [ KOH 0,05 M V K A K A 0,05 0,05 K OH K OH οπότε στο διάλυμα που προκύπτει 0,05 ;0,05 0,05 [ OH > [ΗΟ και είναι βασικό A H O HA OH 0,05 0,05 B. Σωστό το δ. Αιτιολόγηση: Στο διάλυμα Δ 1 (διάλυμα ΝΗ ) έχουμε: [ ΟΗ 1 b M Στο διάλυμα Δ (διάλυμα ΝaOH) έχουμε: [ ΟΗ [NaOH ε την ανάμειξη των διαλυμάτων Δ 1 και Δ η συγκέντρωση του υδροξειδίου παίρνει αριθμητικές τιμές ανάμεσα στις συγκεντρώσεις του υδροξειδίου των διαλυμάτων Δ 1 και Δ. Έτσι: Αν η [ΟΗ NaOH > [ΟΗ NH τότε η [ΟΗ τελικ ή θα αυξηθεί (σε σχέση με την αρχική) και το ph του τελικού διαλύματος θα γίνει μεγαλύτερο του αρχικού. Αν η [ΟΗ NaOH < [ΟΗ NH τότε η [ΟΗ τελικ ή θα μειωθεί (σε σχέση με την αρχική) και το ph του τελικού διαλύματος θα γίνει μικρότερο του αρχικού. Αν η [ΟΗ NaOH [ΟΗ NH τότε η [ΟΗ τελικ ή θα παραμείνει σταθερή και το ph του τελικού διαλύματος θα παραμείνει σταθερό.

5 ΘΕΑ Γ Γ1. Για το διάλυμα Δ 1 : ΝΗ HO ΝΗ4 ΟΗ αρχ. 0,1 I/Π x x x I/Ι 0,1 x x x [ΝΗ 4 [ΟΗ b [ΝH 5 x ,1 x b < 10 δεκτές προσεγγίσεις 1 10 x 10 M [OH Οπότε poh log10 και ph Για το διάλυμα Δ : N aoh Na OH 0,1 ;0,1 ;0,1 Οπότε poh log[oh log και ph Γ.Αναμιγνύοντας τα διαλύματα Δ 1 και Δ προκύπτει διάλυμα Δ στο οποίο έχουμε: 1 V1 0,1 0, [NΗ 0,05 M VT 0,4 V 0,1 0, [NaOH 0,05 M VT 0,4 N aoh Na OH 0,05 ;0,05 ;0,05 E.K.I. NH HO NH4 OH αρχ. 0,05 0,05 I/Π y y y I/Ι 0,05 y y (0,05y)

6 6 [ΝΗ 4 [ΟΗ b [ΝH y(0,05 y) 5 b 10 4 b 10 < 10 0,05 y 5 10 Δεκτές προσεγγίσεις 10 5 y Λόγω Ε.Κ.Ι. Άρα για τον βαθμό ιοντισμού της αμμωνίας έχουμε: 5 y 10 4 α 10. 0, Γ. Στο διάλυμα Δ περιέχονται: ΝΗ : n 0,0 NH ΝaOΗ: n NaOH 0,0 ε την προσθήκη 0,0 αερίου Hl λαμβάνουν χώρα οι αντιδράσεις. NaOH H Na HO αρχ. 0,0 0,0 αντ./παρ. 0,0 0,0 0,0 τελ. 0 0,01 0,0 NH H NH 4 αρχ. 0,0 0,01 αντ./παρ. 0,01 0,01 0,01 τελ. 0,01 0 0,01 Στο διάλυμα Δ 4 που προκύπτει περιέχονται ΝΗ και ΝΗ 4 l (ρυθμιστικό διάλυμα) με συγκεντρώσεις: n 0,01 1 [ NΗ M [NΗ4 V 0,4 40 Από τον τύπο του Henderson έχουμε: 1 β [OH b [OH οξ 40 poh log και ph

7 7 ΘΕΑ Δ Δ1. Στο δοχείο Ε περιέχεται Nal γιατί δίνει διάλυμα ουδέτερο, αφού κανένα από τα ιόντα του Na και l δεν αντιδρά με μόρια νερού και το ph καθορίζεται από τον αυτοϊοντισμό του νερού που είναι επτά(7) στους 5 ο. Στο δοχείο Α περιέχεται το ισχυρό οξύ Ηl 0,1 M, το οποίο δίνει ph 1. H HO H O ph log ,1 ;0,1 Στο δοχείο Β περιέχεται το NaOH το οποίο είναι ισχυρή βάση και με συγκέντρωση 0,1 δίνει ph 1. NaOH Na OH 0,1 ;0,1 poh log και ph Στο δοχείο Γ περιέχεται το H OONa με συγκέντρωση M το οποίο δίνει ph > 7. H OONa H OO Na H OO HO H OOH OH οπότε [ OH > [HO και το ph του διαλύματος είναι μεγαλύτερο του 7 (επτά). Στο δοχείο Δ περιέχεται το ασθενές οξύ H OOΗ και το ph του διαλύματος είναι μικρότερο του επτά (7) H OOH HO H OO H O οπότε [ H O > [OH ph < 7. Δ. Στο διάλυμα Δ έχουμε: H OOH HO H OO H O αρχ. I/Π x x x I/Ι x x x

8 αh OOH ph [Η [HOO [ΗΟ [H OOH Ο 10 αποδεκτές προσεγγίσεις M x Στο διάλυμα Δ 5 έχουμε: H OONa H OO Na H OO HO H OOH OH αρχ. I/Π y y y I/Ι y y y bh OO [HOOH [OH [H OO ph 9 poh 5 [OH αποδεκτές προσεγγίσεις α (10 ) b y α OOH 10 H α OOH H OO H () w α OOH H αh OOH y y 10 5 (10 ) 6 (1) Από τις σχέσεις (1) και () έχουμε: ,1M 6 () 10 5 (1) α OOH 10. H 1 10 () Δ. ε την ανάμειξη των διαλυμάτων Δ και Δ 4 γίνεται αντίδραση και επειδή το διάλυμα που προκύπτει είναι ρυθμιστικό σημαίνει ότι το H OOH βρίσκεται σε περίσσεια. Έστω ότι V 1 L είναι ο όγκος του διαλύματος Δ και V L είναι ο όγκος του διαλύματος Δ 4. Έτσι έχουμε: Η OOH: n V 0,1 V1 NaOH: V 0,1 V n

9 H OOH NaOH H OONa HO αρχ. 0,1V 1 0,1V αντ./παρ. 0,1V 0,1V 0,1V τελ. 0,1(V 1 V ) 0 0,1V 0,1(V 1 V ) [H OOH κ V1 V 0,1V [H OONa λ V1 V Από τον τύπο του Henderson έχουμε: οξ [HO α 5 5 κ B κ λ λ 5 ph 5 [HO 10 0,1(V 1 V ) 0,1V V1 V1 V. V V V V V Δ4.α. Στους 5 ο 14 η w 10 Στους θ ο 1 w > ο w η w 10 θ 5 ο Η αντίδραση αυτοϊοντισμού του νερού είναι φαινόμενο ενδόθερμο. H O HO HO OH, ΔΗ > 0 Έτσι για να μετατοπιστεί η ισορροπία προς τα δεξιά, όπου η H O και 9 [OH αυξάνονται, άρα και η w αυξάνεται, σημαίνει ότι αυξήσαμε την θερμοκρασία και η ισορροπία (λόγω του κανόνα του Le hatelier) μετατοπίστηκε προς την ενδόθερμη. Άρα θ ο > 5 ο. [ β. Στο διάλυμα Δ 4 περιέχεται NaOH με 0,1 M. NaOH Na OH 0,1 ;0,1 ;0,1 [OH 0,1M [H O [OH w 1 [HO 10 w 10 (θ ο ) 1 [H O 10 M. Άρα ph log ΩΥΣΟΠΟΥΛΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΧΗΙΚΟΣ - ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΣ SIENE PRESS